CN115424769A - 轨道交通车辆硅橡胶绝缘动态电缆及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明为一种轨道交通车辆硅橡胶绝缘动态电缆及其制造方法，该电缆包括护套层，所述护套层内设置缆芯，所述缆芯包括电导体部、光传输部和阻燃空管，所述电导体部包括导体本体，所述导体本体外依次设有半导电加强层和绝缘层，所述绝缘层的外侧套设有导体编织加强层或/和疏绕加强层，所述半导电加强层采用镀镍碳纤维与硅橡胶复合材料制成。本发明的抗拉、抗弯性能高，电缆运行可靠性、安全性高，有利于推广使用。

Description

轨道交通车辆硅橡胶绝缘动态电缆及其制造方法
技术领域
本发明涉及轨道交通电缆技术领域，尤其涉及一种轨道交通车辆硅橡胶绝缘动态电缆及其制造方法。
背景技术
在交通新发展阶段中，以标准动车组和高铁交通网为典型代表的城市轨道交通是目前急需的、且能够满足多重社会发展目标的基础设施建设。
当前轨道交通车辆主要包括动车组、铁道客车、城轨地铁车辆、电力机车、内燃机车以及铁路工程车。这些车型所用电气设备在车辆运营及检修过程中存在相对运动场所即为动态环境，包括转向架与车体电气连接、门机构电气连接、车间跨接、电气箱门页连接、拱形罩板连接等检修时需预留布线余量设备环境。上述动态环境中的相对较大运动活动机构电路为车体与转向架的电气连接和车身之间的电气连接，因此车间跨接电缆应用动态环境最为严苛。
由于轨道交通车辆运行过程中长期持续受动态循环应力的作用，如动态电缆在高频振动及无规律扭转弯曲时，还受到地域温差循环、雨雪冰雹循环、长期化学物质污染等环境作用，从而导致损伤由外至内延展至导体，最终导致电缆失效的问题。
由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种轨道交通车辆硅橡胶绝缘动态电缆及其制造方法，以克服现有技术的缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种轨道交通车辆硅橡胶绝缘动态电缆及其制造方法，本发明的抗拉、抗弯性能高，电缆运行可靠性、安全性高，有利于推广使用。
本发明的目的是这样实现的，一种轨道交通车辆硅橡胶绝缘动态电缆，包括护套层，所述护套层内设置缆芯，所述缆芯包括电导体部、光传输部和阻燃空管，所述电导体部包括导体本体，所述导体本体外依次设有半导电加强层和绝缘层，所述绝缘层的外侧套设有导体编织加强层或/和疏绕加强层，所述半导电加强层采用镀镍碳纤维与硅橡胶复合材料制成。
在本发明的一较佳实施方式中，所述护套层的外侧套设有护套编织加强层，所述护套编织加强层的外侧设置护套涂覆层。
在本发明的一较佳实施方式中，所述护套编织加强层由多个编织单丝按照设定角度反向搭盖并织绕形成，所述编织单丝的外径大于等于0.11mm，编织密度为100％。
在本发明的一较佳实施方式中，所述护套涂覆层为厚度尺寸小于等于0.02mm的聚氨酯漆层。
在本发明的一较佳实施方式中，所述半导电加强层采用改性增活的1mm～10mm的镀镍碳纤维、硅橡胶和配方助剂混合密炼制成，镀镍碳纤维质量分数呈能调整设置。
本发明的目的还可以这样实现，一种轨道交通车辆硅橡胶绝缘动态电缆的制造方法，包括导体本体生产，在导体本体外包覆绝缘层，导体本体外和绝缘层之间挤包半导电加强层，在绝缘层外进行绝缘编织或/和绝缘疏绕，将电导体部、光传输部和阻燃空管进行绞合后包覆护套层。
在本发明的一较佳实施方式中，在护套层的外侧编织形成护套编织加强层，护套编织加强层的外侧涂覆护套涂覆层。
在本发明的一较佳实施方式中，涂覆护套涂覆层时，现场调配环境友好型双组分水性聚氨酯漆，采用浸渍或喷淋的方式，在30m/min的线速度下进行小于等于0.02mm厚度的聚氨酯漆或相当材料涂覆，并在炉管中经过80℃的烘干固化，护套涂覆层的同心度大于等于95％。
在本发明的一较佳实施方式中，现场调配环境友好型双组分水性聚氨酯漆时，将水性羟基聚丙烯酸酯分散体与亲水性多异氰酸酯按设定质量比混合后，按照设定转速，搅拌第一设定时间，并静置第二设定时间消泡后使用。
在本发明的一较佳实施方式中，水性羟基聚丙烯酸酯分散体和亲水性多异氰酸酯混合后，加入消泡剂、润湿剂和流平剂；根据亲水性多异氰酸酯的用量，采用加水的方式，调整异氰酸酯指数在1.2～1.4范围内。
在本发明的一较佳实施方式中，使用编织机将编织单丝按照设定角度反向搭盖并织绕形成护套编织加强层，编织单丝的外径大于等于0.11mm，编织密度为100％。
在本发明的一较佳实施方式中，半导电加强层采用镀镍碳纤维与硅橡胶复合材料制成，镀镍碳纤维与硅橡胶复合材料的生产方法为：使用长度为1mm～10mm的镀镍碳纤维，经强酸70℃×3h的水浴加热后改性增活，并在蒸馏水冲洗后，与硅橡胶及配方助剂在密炼机内进行混合。
由上所述，本发明的轨道交通车辆硅橡胶绝缘动态电缆及其制造方法具有如下有益效果：
本发明中，导体本体外设有半导电加强层，半导电加强层采用镀镍碳纤维与硅橡胶复合材料制成，镀镍碳纤维与硅橡胶复合材料具有较强拉伸性能，有效保证电缆拉伸时对导体本体的保护，提高运行可靠性；导体编织加强层和疏绕加强层实现对导体本体的加强保护；护套层内填充阻燃空管，起到减震作用；光传输部为轨道交通车辆硅橡胶绝缘动态电缆中附加通信功能的通道，也可作为信号控制的光传输信息的媒介；本发明的抗拉、抗弯性能高，电缆运行可靠性、安全性高，有利于推广使用。
附图说明
以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。
其中：
图1：为本发明的轨道交通车辆硅橡胶绝缘动态电缆的实施例一的横截面示意图。
图2：为本发明的轨道交通车辆硅橡胶绝缘动态电缆的实施例二的横截面示意图。
图中：
1、导体本体；2、半导电加强层；3、绝缘层；4、导体编织加强层；5、疏绕加强层；6、光传输部；7、护套层；8、阻燃空管；9、护套编织加强层；10、护套涂覆层。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。
在此描述的本发明的具体实施方式，仅用于解释本发明的目的，而不能以任何方式理解成是对本发明的限制。在本发明的教导下，技术人员可以构想基于本发明的任意可能的变形，这些都应被视为属于本发明的范围。需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
如图1、图2所示，本发明提供一种轨道交通车辆硅橡胶绝缘动态电缆，如图1的实施例一中包括护套层7，护套层7内设置缆芯，缆芯包括电导体部、光传输部6和阻燃空管8，电导体部包括导体本体1，导体本体1外依次设有半导电加强层2和绝缘层3，绝缘层3的外侧套设有导体编织加强层4(金属或非金属材料构成)或/和疏绕加强层5，半导电加强层2采用镀镍碳纤维与硅橡胶复合材料制成，绝缘层3和护套层7采用添加了纳米阻燃剂的硅橡胶制成。
为了提高导体本体1抗氧化性能、耐腐蚀性能，导体本体1采用镀锡工艺进行生产，同时为了确保电缆动态过程中，预防单丝断裂刺破绝缘问题，导体本体1采用导体单丝的直径为0.18mm～0.5mm，导体单丝断裂伸长率不小于30％，通过多股(1+6+12+18)方式正规绞合成为截面积0.5mm2～400mm2的镀锡或高强度铝镁合金绞线或铜包铝镁合金绞线，绞线后进行半导电带(现有技术)绕包。其中导体单丝也可以采用相当截面的镀锡圆铜材料,当采用高强度的合金绞线时，为得到等效的电阻水平，可将合金绞线的截面增大15％，由于采用的是多股(1+6)绞线的方式，电缆仍然具有良好的弯曲性能。导体本体1较高的单丝断裂伸长率以及绞合柔软度大幅度提高了电缆在长期弯曲、扭转、振动条件下的可靠性。
绝缘层3和护套层7采用高强度、超耐油、超耐低温、阻燃硅橡胶制成，保证电缆在动态环境使用下的超耐油、超耐低温、低烟无卤阻燃性能，能够有效保护导体本体1，延长电缆使用寿命。按照EN 50382-2:2008《具有特殊防火性能的轨道交通车辆用高温电力电缆》标准中拉伸性能、热老化性能、耐低温性能、耐油性能、动态切通性能、切口扩展性能的试验程序和试验结果判定，电单元机械性能可为轨道交通车辆的运行提供安全保障。
在高分子材料中，橡胶是具有可逆形变的高弹性无定型聚合物，在一定的外力作用下会发生较大形变，当外力去除后会恢复原来的性状，即常温下形变可逆；而交联乙烯共聚物在发生形变时多为不可逆的塑性形变。当材料处在疲劳过程中时，每一次循环变化就会有功的消耗(生热)，损耗掉的能量与最大储存能量之比也称为力学损耗。硫化硅橡胶为高弹性材料，可逆的弹性形变使其相对力学损耗较小，材料结构更难被破坏，性能下降较小，即耐疲劳性能更好，材料受到周期性应力与应变作用的情况下也更加稳定，生产电缆的更适宜反复运动。因此，该动态电缆绝缘材料采用硅橡胶材料。常用的阻燃硅橡胶材料普遍机械强度为4～5MPa，通常采用在有机硅橡胶材料中添加无机阻燃剂的方式实现。有机分子与无机分子在混合后不可避免的会产生间隙，该间隙即相当于材料内部缺陷，对材料物理机械性能有较大不良影响，本发明所用硅橡胶的绝缘层3和护套层7材料采用纳米阻燃剂，通过绝缘、护套材料对纳米级别的粒子吸附，使绝缘层3和护套层7在保持原有韧性及电性能的前提下，完美结合了无机助剂的刚性、尺寸稳定性、热稳定性，混合材料同时兼备了纳米材料加工速度快、功耗低、重量轻的优点，完美的解决了阻燃性能与绝缘性能之间的矛盾，所用新型纳米阻燃硅橡胶绝缘材料强度10MPa，断裂伸长率超过250％。
现有辐照交联技术受设备能量、辐照剂量和进线速度三个因素的影响，存在整根电缆圆周上辐照后交联度不均匀的现象，35mm2及以上的大规格电缆尤为明显。因此本发明的绝缘层3和护套层7采用化学交联工艺代替原有辐照交联工艺技术。由于化学交联原理为利用交联剂的桥架作用构成网状分子结构，因此只要控制交联剂配比的单一因素即可控制电缆绝缘护套的交联度，无过度交联现象的发生，在控制材料耐油性能的同时，避免了因过度交联造成电缆耐低温性能不合格的风险。
在无规则振动、弯曲、扭转的使用环境中，为防止电导体部开裂而影响电能的传输，导致供电不稳或供电系统瘫痪，绝缘层3的外侧套设导体编织加强层4或/和疏绕加强层5(导体编织加强层4和疏绕加强层5可根据电缆实际使用情况进行单一选择或同时选择)，导体编织加强层4编织密度不小于80％，疏绕加强层5的疏绕单丝间距不超过0.5mm，导体编织加强层4或/和疏绕加强层5实现对导体本体的加强保护。
轨道交通车辆布线空间狭小，布线弯曲半径小，现有光缆在轨道交通车辆内部敷设及车辆营运振动时，易出现光纤断裂现象。在本发明中，根据电缆使用信号控制系统的不同，在电缆的缆芯中通过与电导体部绞合的方式加入光传输部。将光传输部作为缆芯中心层，并采用平拖的方式生产，电导体部紧密、均匀、平整的包覆在光传输部表面，采用1+6的稳定结构绞合以避免对光传输部造成局部紧压而造成光纤损伤。当所需求电导体部数量较少时，采用阻燃空管8(阻燃PE空管)进行圆整性填充，由于绞合缆芯外径增加，相当于实际安装过程中光缆弯曲半径增加，降低光纤弯曲应力；同时光传输部外部包覆的电导体部及阻燃空管8也能在车辆运行振动过程中，可作为垫层起到减振作用，提高光传输部的安全可靠性。光传输部作为附加通信功能的通道，也可作为信号控制的光传输信息的媒介。
结合我国地域广阔，温带、亚热带季风气候明显的特性，在列车长距离、大温差、高振动频率运行的过程中，尤其车间跨接位置电缆拉力会达到近20kN，电缆拉伸后，将会显著破坏非金属绝缘及护套性能，因此为使提高电缆运行可靠性，在导体本体1的导体半导电带(现有技术)与绝缘层3之间，挤包一层高强度的半导电加强层2，半导电加强层2采用镀镍碳纤维与硅橡胶复合材料制成，以具有较强拉伸性能。
本发明的轨道交通车辆硅橡胶绝缘动态电缆中，导体本体外设有半导电加强层，半导电加强层采用镀镍碳纤维与硅橡胶复合材料制成，镀镍碳纤维与硅橡胶复合材料具有较强拉伸性能，有效保证电缆拉伸时对导体本体的保护，提高运行可靠性；导体编织加强层和疏绕加强层实现对导体本体的加强保护；护套层内填充阻燃空管，起到减震作用；光传输部为轨道交通车辆硅橡胶绝缘动态电缆中附加通信功能的通道，也可作为信号控制的光传输信息的媒介；本发明的抗拉、抗弯性能高，电缆运行可靠性、安全性高，有利于推广使用。
进一步，如图2所示，实施例二中，护套层7的外侧套设有护套编织加强层9，护套编织加强层9的外侧设置护套涂覆层10。
进一步，护套编织加强层9由多个编织单丝按照设定角度反向搭盖并织绕形成，编织单丝的外径大于等于0.11mm，编织密度为100％。在本实施方式中，编织单丝采用高强度涤纶丝。
进一步，在本实施方式中，护套涂覆层10为厚度尺寸小于等于0.02mm的聚氨酯漆层。
采用环境友好型双组分水性聚氨酯漆(或相当材料)进行涂覆，聚氨酯漆由水性羟基聚丙烯酸酯分散体HPuA-1036与亲水性多异氰酸酯3598T组成，固化后成膜物的厚度为0.02mm。
在车辆高速行驶下，外界石子等异物冲撞电缆，对绝缘造成明显损伤，并在外界环境应力持续作用下，损伤可能进一步持续延展至导体，最终导致电缆失效的问题。为提高电缆运行可靠性、安全性，在护套层7外编织护套编织加强层9(一层高强度涤纶丝)，以提高电缆抗拉、抗弯性能；同时编织密度100％，保护电缆绝缘不受外界损伤；编织后涂覆护套涂覆层10，其聚合度高，能够提升护套编织加强层9的结构稳定性，硬度高、柔韧性好，会进一步加强电缆的减磨、抗磨性能，耐湿性好，能起到抗环境腐蚀的保护作用。
通过聚氨酯漆的配方、质量分数与异氰酸酯指数调整技术，提高电缆抗拉、耐热、耐环境等性能，提升电缆在动态环境中运行的可靠性。
进一步，半导电加强层2采用改性增活的1mm～10mm的镀镍碳纤维、硅橡胶和配方助剂混合密炼制成，镀镍碳纤维质量分数呈能调整设置。
进一步，光传输部6由光单元组成，分别提供了G-层绞全干式光单元、GX-中心管全干式光单元、GT-层绞填充式光单元和GXT-中心管填充式光单元供用户选择，这样既满足了实际使用中不同信息传输容量的需求，又满足了对不同程度的远距离传输要求。
本发明提供一种轨道交通车辆硅橡胶绝缘动态电缆的制造方法，包括，导体本体1生产，在导体本体1外包覆绝缘层3，导体本体1外和绝缘层3之间挤包半导电加强层2，在绝缘层3外进行绝缘编织或/和绝缘疏绕，将电导体部、光传输部6和阻燃空管8进行绞合后包覆护套层7。
该制造方法包括拉丝、退火、导体绞合、挤橡及连续硫化、绝缘编织、绝缘疏绕、芯线绞合共6个工序；其中，挤橡及连续硫化为关键工序，退火、挤橡及连续硫化为特殊工序。
导体本体1生产包括拉丝、退火、导体绞合，具体如下：
拉丝：采用Ф1.2mm的铜杆通过小拉丝机内渐变孔径的拉丝模具最小可生产至Ф0.1mm的导体单丝；
退火：导体单丝经过退火炉内580℃～600℃的高温后，导体单丝内由拉丝引起破碎的晶格得以重新聚集排列；退火单丝在线通过380℃～400℃的锡炉，经过锡炉末端的眼模定径后，熔化的锡层可均匀涂覆在导体表面；对导体单丝提出退火镀锡后断裂伸长率不小于30％的指标要求；
导体绞合：包括束丝、复绞，导体本体1由多根镀锡的导体单丝束绞为0.5mm2～16mm2的导体单元，后复交为50mm2～630mm2的导体本体；导体本体的表面可以绕包一层平整光滑的半导电带。
半导电加强层2、绝缘层3和护套层7的包覆采用挤橡及连续硫化工艺，具体地，挤橡及连续硫化：半导电加强层2(半导电复合材料加强层)、绝缘层和护套层工序使用螺杆直径为φ90mm～φ150mm、螺杆类型为双头等距复合加深、长径比为14、压缩比为1～1.5的挤橡机进行生产；
因硅橡胶起硫温度低，为避免硅橡胶在螺膛、机头处中因温度过高提前硫化，对各区使用模温机进行温度精确控制，螺杆温度10℃，机身温度15℃，机头温度15℃，温度控制偏差±5℃。
绝缘层和护套层在机头挤出后进入硫化管道里，通过控制电缆出线速度、硫化管道中水位和蒸汽压力来控制硫化程度，确保电缆硫化后机械性能强度不小于8.0MPa，断裂伸长率不小于200％。
导体编织加强层4通过绝缘编织形成，具体包括：使用编织机将编织丝按照某一固定角度反向搭盖并织绕形成，其应与绝缘层3的绝缘材料相容且满足导体温度特性和机械特性要求；编织单丝外径不小于0.11mm，编织密度不小于80％，编织内、外层紧密结合。
疏绕加强层5通过绝缘疏绕形成，具体包括：使用笼绞机进行单层左向同心缠绕，疏绕单丝外径不小于0.11mm，疏绕节径比在12～16倍之间，疏绕后单丝间距不超过0.5mm。
电导体部、光传输部6和阻燃空管8绞合，可称为芯线绞合，具体包括：使用笼绞机将光传输部6与电导体部按照1+6的稳定结构进行绞合，将光传输部作为缆芯中心层，并采用平拖的方式生产，电导体部按照8～10倍的节径比紧密、均匀、平整的包覆在光传输部表面，采用1+6的稳定结构绞合以避免对光传输部造成局部紧压而造成光纤损伤。当所需求电导体部数量较少时，采用阻燃空管8(阻燃PE空管)进行圆整性填充。
进一步，为提高电缆运行可靠性、安全性，在护套层的外侧编织形成护套编织加强层9，护套编织加强层9的外侧涂覆护套涂覆层10。
具体地，涂覆护套涂覆层10时，现场调配环境友好型双组分水性聚氨酯漆，采用浸渍或喷淋的方式，在30m/min的线速度下进行小于等于0.02mm厚度的聚氨酯漆或相当材料涂覆，并在炉管中经过80℃的烘干固化，护套涂覆层的同心度大于等于95％。
现场调配环境友好型双组分水性聚氨酯漆时，将水性羟基聚丙烯酸酯分散体HPuA-1036与亲水性多异氰酸酯3598T按设定质量比(在一具体实施例中，质量比采用3:1，质量比可调)混合后，按照设定转速(在一具体实施例中，1000r/min转速)，搅拌第一设定时间(5min)，并静置第二设定时间(10min)消泡后使用。
为使聚氨酯漆更易涂覆，水性羟基聚丙烯酸酯分散体和亲水性多异氰酸酯混合后，加入消泡剂TEGO Foamex 810、润湿剂BYK-104E和流平剂KST-203等原料；根据亲水性多异氰酸酯3598T的用量，采用加水的方式，调整异氰酸酯指数(NCO基与OH基的摩尔比值)在1.2～1.4范围内，以控制硬段氨基甲酸酯基团含量，提高涂膜的综合性能。
进一步，在护套层的外侧编织形成护套编织加强层9时，使用编织机将编织单丝按照设定角度反向搭盖并织绕形成护套编织加强层9，其应与护套层的绝缘材料相容且满足导体温度特性和机械特性要求；编织单丝的外径大于等于0.11mm，编织密度为100％，编织内、外层紧密结合。
进一步，半导电加强层2采用镀镍碳纤维与硅橡胶复合材料制成，镀镍碳纤维与硅橡胶复合材料的生产方法为：使用长度为1mm～10mm的镀镍碳纤维，经强酸70℃×3h的水浴加热后改性增活，并在蒸馏水冲洗后，与硅橡胶及防老剂、阻燃剂、塑化剂等配方助剂在110L密炼机内进行混合。
通过调整镀镍碳纤维质量分数，确保未出现镀镍碳纤维团聚现象时，最大限度的提升材料拉伸强度，该方法有利于获得镀镍碳纤维质量分数与复合材料拉伸强度的线性关系，并借助硫化温度、时间与性能的线性关系，分析和预测配方中合理的镀镍碳纤维与硅橡胶基料占比，指导半导电复合材料的硫化工艺，提高材料的拉伸强度。如EN 50382-2 1800V1x25 F 120℃电缆绝缘，使用长度为1mm的镀镍碳纤维，质量分数在0.08％制作的镀镍碳纤维与硅橡胶复合材料在线速度8m/min，过饱和水蒸气气压10kg(180℃)条件进行硫化，能够提升原始硅橡胶材料拉伸强度的100％。
本发明的轨道交通车辆硅橡胶绝缘动态电缆可满足额定电压3.6/6kV及以下的使用范围，同时具有电导体部和光传输部，集信号传输、电力输配电和光纤于一身，实现了一缆多能的飞跃式前进，避免了轨道交通车辆的二次布线，网络建设费用低，响应了国家轻量化高速列车的发展思路；在提高原有电缆动态性能的情况下，强化了使用性能的可靠性，同时增加了通信、信号控制功能；本发明为远距离运输高速动车组、铁路客车或重载货车提供大功率、大电流和信号控制的耐低温动力、控制光电综合动态电缆；
通过改善电缆绞合结构设计，增加电缆柔软度，提高了施工及车辆运行期间电缆的安全性、可靠性；
创新设计半导电加强层的镀镍碳纤维质量分数调整技术，提高电缆抗拉、耐热、耐环境等性能，提升电缆在动态环境中运行的可靠性；
创新设计护套涂覆层的聚氨酯漆的配方、质量分数与异氰酸酯指数调整技术，提高电缆抗拉、耐热、耐环境等性能，提升电缆在动态环境中运行的可靠性；
绝缘层和护套层采用的硅橡胶中利用纳米添加剂技术，同时提高阻燃、绝缘和耐油、耐低温等性能，减小电缆材料间各性能的相互影响作用，响应了国家科技发展政策；
柔软、耐矿物油、耐燃料油、抗冲击特性、抗侧压特性等特殊性能保证了电缆在不同复杂的工作环境下长期稳定运行的安全性和可靠性，使轨道交通车辆连续行驶空间范围增大，避免了轨道交通车辆由于无法适应地形的更换而走弯路情况的发生，节能环保，满足国家远距离高速/重载运行列车连续跨区域运行的发展战略要求。
由上所述，本发明的轨道交通车辆硅橡胶绝缘动态电缆及其制造方法具有如下有益效果：
本发明中，导体本体外设有半导电加强层，半导电加强层采用镀镍碳纤维与硅橡胶复合材料制成，镀镍碳纤维与硅橡胶复合材料具有较强拉伸性能，有效保证电缆拉伸时对导体本体的保护，提高运行可靠性；导体编织加强层和疏绕加强层实现对导体本体的加强保护；护套层内填充阻燃空管，起到减震作用；光传输部为轨道交通车辆硅橡胶绝缘动态电缆中附加通信功能的通道，也可作为信号控制的光传输信息的媒介；本发明的抗拉、抗弯性能高，电缆运行可靠性、安全性高，有利于推广使用。
以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

Claims (12)

1.一种轨道交通车辆硅橡胶绝缘动态电缆，其特征在于，包括护套层，所述护套层内设置缆芯，所述缆芯包括电导体部、光传输部和阻燃空管，所述电导体部包括导体本体，所述导体本体外依次设有半导电加强层和绝缘层，所述绝缘层的外侧套设有导体编织加强层或/和疏绕加强层，所述半导电加强层采用镀镍碳纤维与硅橡胶复合材料制成。
2.如权利要求1所述的轨道交通车辆硅橡胶绝缘动态电缆，其特征在于，所述护套层的外侧套设有护套编织加强层，所述护套编织加强层的外侧设置护套涂覆层。
3.如权利要求2所述的轨道交通车辆硅橡胶绝缘动态电缆，其特征在于，所述护套编织加强层由多个编织单丝按照设定角度反向搭盖并织绕形成，所述编织单丝的外径大于等于0.11mm，编织密度为100％。
4.如权利要求2所述的轨道交通车辆硅橡胶绝缘动态电缆，其特征在于，所述护套涂覆层为厚度尺寸小于等于0.02mm的聚氨酯漆层。
5.如权利要求1或2所述的轨道交通车辆硅橡胶绝缘动态电缆，其特征在于，所述半导电加强层采用改性增活的1mm～10mm的镀镍碳纤维、硅橡胶和配方助剂混合密炼制成，镀镍碳纤维质量分数呈能调整设置。
6.一种轨道交通车辆硅橡胶绝缘动态电缆的制造方法，其特征在于，包括导体本体生产，在导体本体外包覆绝缘层，导体本体外和绝缘层之间挤包半导电加强层，在绝缘层外进行绝缘编织或/和绝缘疏绕，将电导体部、光传输部和阻燃空管进行绞合后包覆护套层。
7.如权利要求6所述的轨道交通车辆硅橡胶绝缘动态电缆的制造方法，其特征在于，在护套层的外侧编织形成护套编织加强层，护套编织加强层的外侧涂覆护套涂覆层。
8.如权利要求7所述的轨道交通车辆硅橡胶绝缘动态电缆的制造方法，其特征在于，涂覆护套涂覆层时，现场调配环境友好型双组分水性聚氨酯漆，采用浸渍或喷淋的方式，在30m/min的线速度下进行小于等于0.02mm厚度的聚氨酯漆或相当材料涂覆，并在炉管中经过80℃的烘干固化，护套涂覆层的同心度大于等于95％。
9.如权利要求8所述的轨道交通车辆硅橡胶绝缘动态电缆的制造方法，其特征在于，现场调配环境友好型双组分水性聚氨酯漆时，将水性羟基聚丙烯酸酯分散体与亲水性多异氰酸酯按设定质量比混合后，按照设定转速，搅拌第一设定时间，并静置第二设定时间消泡后使用。
10.如权利要求9所述的轨道交通车辆硅橡胶绝缘动态电缆的制造方法，其特征在于，水性羟基聚丙烯酸酯分散体和亲水性多异氰酸酯混合后，加入消泡剂、润湿剂和流平剂；根据亲水性多异氰酸酯的用量，采用加水的方式，调整异氰酸酯指数在1.2～1.4范围内。
11.如权利要求7所述的轨道交通车辆硅橡胶绝缘动态电缆的制造方法，其特征在于，使用编织机将编织单丝按照设定角度反向搭盖并织绕形成护套编织加强层，编织单丝的外径大于等于0.11mm，编织密度为100％。
12.如权利要求6所述的轨道交通车辆硅橡胶绝缘动态电缆的制造方法，其特征在于，半导电加强层采用镀镍碳纤维与硅橡胶复合材料制成，镀镍碳纤维与硅橡胶复合材料的生产方法为：使用长度为1mm～10mm的镀镍碳纤维，经强酸70℃×3h的水浴加热后改性增活，并在蒸馏水冲洗后，与硅橡胶及配方助剂在密炼机内进行混合。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN117487501A (zh) * 2023-12-27 2024-02-02 中天科技装备电缆有限公司 半导电水性弹性胶及其制备方法、复合阻燃软电缆

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