CN204792168U - 高速列车通信用绝缘低损耗数据线缆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高速列车通信用绝缘低损耗数据线缆，包括电缆缆芯、信号电缆线对、外护套以及分屏蔽层和总屏蔽层相结合的屏蔽体结构，电缆缆芯包括多组信号电缆线对，每组信号电缆线对包括二根或以上数据线缆线芯，每根数据线缆线芯在截断面上由内而外的依次采用为内导体、内皮层、发泡层和外皮层的三层共挤式，信号电缆线对与外护套之间依次设有第一接地线、分屏蔽层、保护层和铝箔屏蔽层、第二接地线和编织屏蔽层；采用分屏蔽与总屏蔽相结合的屏蔽结构体系，即每个信号电缆线对按一定节距扭制加第一接地线后单独纵包铝箔，再进行金属编织网与铝箔屏蔽层，第二接接地线总覆盖的结构形式。抗外部电磁波干扰性高，电磁兼容性高。

Description

高速列车通信用绝缘低损耗数据线缆

技术领域

本实用新型涉及一种通信电缆，尤其是涉及一种使用在高速列车上的通信用数据线缆。

背景技术

近年来随着中国铁路的快速发展，全国铁路营业里程达到12万公里，居世界前列，当前国家经济整体面临下行的压力，加大铁路投资力度对拉动国民经济增长有着相当大的积极作用。随着高速铁路在未来时间内更全面的建设，连接用于高铁装备传输信号的数据线缆用量更大。然而随着高铁装备技术的不断更新，对信号线缆的要求也越来越高，传统的高速列车用数据线缆在对屏蔽结构设计上面采用铝箔与编织网双层式结构，此结构不利于线缆与设备连接处理，其屏蔽衰减数值小，不利于更好确保数据线缆抗外部电磁波干扰性，严重影响了高速列车通信网络安全性。另外传统的列车数据线缆使用低烟无卤阻燃外护套或使用常规低介质物理发泡聚乙烯绝缘护套，由于低烟无卤阻燃外护套的外护套材料虽然具备一定的阻燃功效，但其耐气候性不佳，正常使用温度度范围为-30℃～105℃；而当高速列车处于极寒温度条件（-55℃）下运行时，数据线缆结构则容易因被破坏而影响数据传输性能。比如在东北以及俄罗斯远东等极寒地区运行时，其冬天最低温度通常达-55℃，使用常规线缆极易造成护套开裂，且低温对内部缆芯也容易产生破坏，最终影响高速列车信号传输性能，影响高速列车行车安全。而使用常规低介质物理发泡聚乙烯绝缘护套数据线缆遇高温部件时，线缆会产生较大的信号传输衰减现象；同时当高速列车时速达350km/h，如内部数据线缆发生短路时，常规物理发泡聚乙烯绝缘数据线缆会产生燃烧现象，也很大程度上危害着高铁行车安全。较大程度上的影响了高速列车通信网络安全性。

发明内容

本实用新型为解决现有高速列车通信用数据线缆存在着在各信号电缆线对相互产生干扰，以及抗外部电磁波干扰性差等现状而提供的一种有利于列车控制系统内各信号线对不会产生相互干扰现象，抗外部电磁波干扰性好，具备更高电磁兼容性，使列车控制系统抗干扰能力进一步提升的高速列车通信用绝缘低损耗数据线缆。

本实用新型为解决上述技术问题所采用的具体技术方案为：一种高速列车通信用绝缘低损耗数据线缆，包括电缆缆芯、信号电缆线对和外护套，其特征在于：还包括分屏蔽层和总屏蔽层相结合的屏蔽体结构，所述电缆缆芯包括若干组信号电缆线对，每组信号电缆线对包括二根或二根以上的数据线缆线芯，每根数据线缆线芯在截断面上由内而外的顺序依次设有内线芯、内皮层、发泡层和外皮层，所述内皮层、发泡层和外皮层采用三层共挤式结构；所述信号电缆线对与所述外护套之间依次设有第一接地线、分屏蔽层、保护层和铝箔屏蔽层、第二接地线和编织屏蔽层；每组信号电缆线对中均采用设有第一接地线的单独接地结构，每组信号电缆线对及其第一接地线共同外包有分屏蔽层和保护层，所述分屏蔽层采用铝箔绕包于第一接地线外表面上，或绕包于每组电缆线对和第一接地线的外表面上，分屏蔽层导电面向内与第一接地线相接触，构成分屏蔽结构；所述保护层和第二接地线之间设有铝箔屏蔽层，第二接地线和外护套之间设有编织屏蔽层，由铝箔屏蔽层、第二接地线和编织屏蔽层共同构成通信线缆的总屏蔽层体结构。有利于列车控制系统内各信号电缆线对不会产生相互干扰现象，具备更好的屏蔽效果，提高抗外部电磁波干扰性，具备更高电磁兼容性，使列车控制系统具备更高抗干扰能力；确保信号传输性能更可靠。

进一步的，所述的内皮层、发泡层和外皮层均采用聚全氟乙烯材质。具备良好的机构物理性，阻燃性，阻水性，耐气候性及耐腐蚀性等特点。更好的解决避免在极寒地区运行时发生护套开裂，低温对内部缆芯也容易产生破坏；或在高温时易产生较大信号传输衰减现象，提高信号传输性；在极寒地区运行更不易开裂，产品长期使用在温度范围为-90℃至200℃时，其相关物理结构特性能，电气性能，传输性能不发生变化。本实用新型高速列车通信用绝缘低损耗数据线缆采用镀锡铜线芯，物理发泡聚全氟乙丙烯绝缘作为信号传输介质体，其介电常数为1.6，高频信号传输衰减小，同时在聚全氟乙丙烯发泡层表面挤包一层聚全氟乙丙烯保护层，防止潮气入侵发泡缘缘层，确保信号传输性能更可靠。

进一步的，所述的每根数据线缆线芯内皮层采用聚全氟乙烯挤包于内线芯表面上。具备良好的机构物理性，阻燃性，阻水性，耐气候性及耐腐蚀性等特点。产品长期使用在温度范围为-90℃至200℃时，其相关物理结构特性能，电气性能，传输性能不发生变化。

进一步的，所述的每根数据线缆线芯在内线芯表面挤包有一层聚全氟乙丙烯内皮层，在内皮层表面挤包有一层聚全氟乙丙烯物理发泡层，发泡层表面挤包有一层聚全氟乙丙烯外皮层，其中外皮层比内皮层具有更厚的皮层厚度。具备良好的机构物理性，阻燃性，阻水性，耐气候性及耐腐蚀性等特点。产品长期使用在温度范围为-90℃至200℃时，其相关物理结构特性能，电气性能，传输性能不发生变化。

进一步的，所述的外护套采用聚全氟乙炳烯材质。在满足高速列车通用用数据线缆的相关物理性能，电气性能，传输性能的同时，通过使用聚全氟乙丙烯护套材料，来达到更好满足高温阻燃的作用。具备良好的机构物理性，阻燃性，阻水性，耐气候性及耐腐蚀性等特点。产品长期使用在温度范围为-90℃至200℃时，其相关物理结构特性能，电气性能，传输性能不发生变化。

进一步的，所述的第二接地线以螺旋方式缠绕制于铝箔屏蔽层表面上，所述编织屏蔽层包覆于第二接地线表面上。提高总屏蔽层结构的电磁兼容性。

进一步的，所述的编织屏蔽层采用90%以上的镀锡编织网。提高编织屏蔽层的电磁兼容性。

进一步的，所述的保护层以螺旋缠绕方式绕制于分屏蔽层表面上。起到更好的绝缘及紧包作用。

进一步的，所述的铝箔屏蔽层以纵包形式包覆于电缆缆芯表面上。提高屏蔽效果及电磁兼容性。

本实用新型的有益效果是：有利于列车控制系统内各信号电缆线对不会产生相互干扰现象，具备更好的屏蔽效果，提高抗外部电磁波干扰性，具备更高电磁兼容性，使列车控制系统具备更高抗干扰能力；确保信号传输性能更可靠。更好的解决避免在极寒地区运行时发生护套开裂，低温对内部缆芯也容易产生破坏；或在高温时易产生较大信号传输衰减现象，提高信号传输性；在极寒地区运行更不易开裂，信号传输性能更可靠。具有更好的不可燃烧性，成本低。

附图说明：

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步的详细说明。

图1是本实用新型高速列车通信用绝缘低损耗数据线缆的结构示意图。

附图中所示标记分别对应代表为：1.内线芯；2.内皮层；3.发泡层；4.外皮层；5.第一接地线；6.分屏蔽层；7.保护层；8.铝箔屏蔽层；9.第二接地线；10.编织屏蔽层；11.外护套。

具体实施方式

图1所示的实施例中，一种高速列车通信用绝缘低损耗数据线缆，包括电缆缆芯、信号电缆线对和外护套，还包括分屏蔽层和总屏蔽层相结合的屏蔽体结构，也即每个信号电缆线对按一定的节距扭制加第一接地线后单独进行纵包铝箔，再进行金属编织网屏蔽层与铝箔屏蔽层，第二接地线总覆盖的屏蔽体结构形式。这样的屏蔽体结构更有利于列车控制系统内各信号线对不会产生相互干扰现象，同时具备良好的电磁兼容性，使列车控制系统抗干扰能力进一步提升。所述电缆缆芯包括若干组信号电缆线对，每组信号电缆线对包括二根或二根以上的数据线缆线芯，每根数据线缆线芯在截断面上由内而外的顺序依次设有内线芯1、内皮层2、发泡层3和外皮层4，所述内皮层、发泡层和外皮层采用三层共挤式结构；通过高压物理充氮同步设备完成绝缘线芯挤出。即在内线芯上面挤包一层聚全氟乙丙烯内皮层的同时，完成聚全氟乙丙烯发泡层，并同步在发泡层表面挤包一层聚全氟乙丙烯外皮层，达到更有效防止潮气入侵发泡层的效果，以更能确保信号传输性能更可靠。所述信号电缆线对与所述外护套11之间依次设有第一接地线5、分屏蔽层6、保护层7和铝箔屏蔽层8、第二接地线9和编织屏蔽层10；每组信号电缆线对中均采用设有第一接地线5的单独接地结构，每组信号电缆线对及其第一接地线5共同外包有分屏蔽层6和保护层7，所述分屏蔽层6采用铝箔绕包于第一接地线5和每组电缆线对表面上，构成分屏蔽结构；也即每个信号电缆线对加第一接地线后进行绕包铝箔制成的分屏蔽层，再绕包聚酯带保护层进行绝缘；例如本实用新型实施例图中采用两根将两根数据线缆线芯与第一接地线，分屏蔽层，保护层按一定节距进行绞制而成，铝箔制成的分屏蔽层导电面向内与第一接地线相接触。所述保护层7和第二接地线9之间设有铝箔屏蔽层8，第二接地线9和外护套11之间设有编织屏蔽层10，由铝箔屏蔽层8、第二接地线9和编织屏蔽层10共同构成通信线缆的总屏蔽层体结构。本实用新型采用铝箔分屏蔽层导电内面与第一接地线接触形式，即第一接地线与铝箔内导电面接触一起，此结构方式更有利于线缆与终端设备连接处理，通过测试其在3MHz近端串音衰减测试值≥45dB。而传统的高速列车用数据线缆总屏蔽以铝箔单层结构形式，此结构测试其屏蔽衰减数值小，则不利于数据线缆抗外部电磁波干扰性。本实用新型采用编织屏蔽层与铝箔屏蔽层，第二接地线的总屏蔽结构，其在3MHz时屏蔽衰减测试值达90dB以上，具备良好的电磁兼容性。内皮层2、发泡层3和外皮层4均采用聚全氟乙烯材质。物理发泡氟塑料绝缘低损耗数据线缆采用镀锡铜线芯，物理发泡聚全氟乙丙烯绝缘作为信号传输介质体，其介电常数为1.6，高频信号传输衰减小，同时在聚全氟乙丙烯发泡层表面挤包一层聚全氟乙丙烯保护层，防止潮气入侵发泡缘缘层，确保信号传输性能更可靠。第一接地线5和第二接地线9是由多股镀锡铜丝绞制而成，缠绕于每组信号电缆线对表面上，此形式更有利于防止各信号电缆线对之间的相互干扰。具备良好的机构物理性，阻燃性，阻水性，耐气候性及耐腐蚀性等特点。产品长期使用在温度范围为-90℃至200℃时，其相关物理结构特性能，电气性能，传输性能不发生变化。在-55℃极寒地区运行时易造成护套开裂，且低温对内部缆芯也容易产生破坏；或在高温时易产生较大信号传输衰减现象；信号传输衰减低，在极寒地区运行不易开裂。而传统的数据线缆护套材料使用无卤低烟阻燃聚烯材料，其长期使用温度范围为-30℃至105℃，且线芯传输衰减受环境温度影响特别大，实验证明当线缆周边温度上升1℃时，其传输衰减值提高0.1%。并且传统的数据线缆线芯使用物理发泡聚乙烯绝缘，该材料为易燃物，外护套使用无卤低烟阻燃聚烯烃材料，该材料氧指数在45，虽然具备较好的阻燃性，但此结构线缆不能达到全面阻燃的安全保护作用。外护套11采用聚全氟乙炳烯材质。在满足高速列车通用数据线缆的相关物理性能，电气性能，传输性能的同时，通过使用聚全氟乙丙烯护套材料，来达到高温阻燃的作用，该材料氧指数达95以上，具备更好的不燃烧性，线缆整体阻燃性能符合美国保险商实验室CMP级阻燃要求。外护套具备良好的绝缘性能，常温下介电强度达≥30KV，200℃时体积电阻率≥5X10¹⁶Ω.m，同时具备优异的阻燃性，具备更高的产品传输性能。在数据线缆线芯结构上面使用物理发泡聚全氟乙丙烯绝缘层，降低线芯平均介电常数，满足信号传输低衰减要求，提高线芯传输速率，在达到同样传输性能条件下，减小线芯外径尺寸，大量节省绝缘材料，从而降低生产成本。传统的高速列车数据线缆采用物理发泡聚乙烯绝缘，其发泡度在50%左右，传输速率在81%，节约材料为66%；本实用新型高速列车通信用绝缘低损耗数据线缆使用聚全氟乙丙烯物理发泡绝缘，其发泡达到70%以上，传输速率在88%左右，节约材料为81%，在频率3MHz时测试其最大衰减值小于20dB/km，2MHz工作电容≤4.6pF/m,介电强度AC,15KV，5min不击穿。绝缘电阻≥5000MΩ.km，同时绝缘层表面挤包一层聚全氟乙丙烯外皮层，使其线对结构更稳定，特性阻抗在3MHz满足120±10Ω。每根数据线缆线芯内皮层2采用聚全氟乙烯挤包于内线芯1表面上，发泡层3采用聚全氟乙烯材料充氮物理包泡挤于内皮层2表面上，其发泡度达70%以上，该绝缘材料介电常数小且稳定，具备耐高低温性要求；外皮层4采用聚全氟乙烯与不同颜色聚全氟乙丙烯底料色母混合挤包于发泡层3表面上，形成不同颜色线对结构。在满足绝缘材料介电常数小且稳定，具备耐高低温性要求的基础上，提高每根数据线缆线芯的通信数据识别性，更利于提高通信设备的安装及维护操作效率及安全可靠性。每根数据线缆线芯在内线芯1表面挤包有一层聚全氟乙丙烯内皮层2，在内皮层2表面挤包有一层聚全氟乙丙烯物理发泡层3，发泡层3表面挤包有一层聚全氟乙丙烯外皮层4，其中外皮层比内皮层具有更厚的皮层厚度。第二接地线9以螺旋方式缠绕制于铝箔屏蔽层8表面上，所述编织屏蔽层8包覆于第二接地线9表面上。编织屏蔽层8采用90%以上的镀锡编织网。保护层7以螺旋缠绕方式绕制于分屏蔽层表面上。起到更好的绝缘及紧包作用。分屏蔽层6由厚度为50ｕm的铝箔绕包于第一接地线5表面上，其导电面向内与第一接地线5相接触，有利于减少线对之间的信号相互干扰，也更便于焊接于终端设备上面。当然也可以是将分屏蔽层6绕包于第一接地线5和每组电缆线对上，此时第一接地线5和每组电缆线对为平行分布结构。铝箔屏蔽层8是用兰面铝箔加接地线360度绕包于电缆缆芯表面，其导电面向外与第二接地线9相接触。编织屏蔽层10通过第二接地线9履盖于铝箔屏蔽层8表面，编织屏蔽层使用镀锡铜材料，编织密度达90%以上，此结构有利于数据线缆具备良好的电磁兼容性。所述护套挤包于编织屏蔽层外。

铝箔屏蔽层8以纵包形式包覆于电缆缆芯表面上。

以上内容和结构描述了本实用新型产品的基本原理、主要特征和本实用新型的优点，本行业的技术人员应该了解。上述实例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都属于要求保护的本实用新型范围之内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种高速列车通信用绝缘低损耗数据线缆，包括电缆缆芯、信号电缆线对和外护套，其特征在于：还包括分屏蔽层和总屏蔽层相结合的屏蔽体结构，所述电缆缆芯包括若干组信号电缆线对，每组信号电缆线对包括二根或二根以上的数据线缆线芯，每根数据线缆线芯在截断面上由内而外的顺序依次设有内线芯、内皮层、发泡层和外皮层，所述内皮层、发泡层和外皮层采用三层共挤式结构；所述信号电缆线对与所述外护套之间依次设有第一接地线、分屏蔽层、保护层和铝箔屏蔽层、第二接地线和编织屏蔽层；每组信号电缆线对中均采用设有第一接地线的单独接地结构，每组信号电缆线对及其第一接地线共同外包有分屏蔽层和保护层，所述分屏蔽层采用铝箔绕包于第一接地线外表面上，或绕包于每组电缆线对和第一接地线的外表面上，分屏蔽层导电面向内与第一接地线相接触，构成分屏蔽结构；所述保护层和第二接地线之间设有铝箔屏蔽层，第二接地线和外护套之间设有编织屏蔽层，由铝箔屏蔽层、第二接地线和编织屏蔽层共同构成通信线缆的总屏蔽层体结构。

2.按照权利要求1所述的高速列车通信用绝缘低损耗数据线缆，其特征在于：所述的内皮层、发泡层和外皮层均采用聚全氟乙烯材质。

3.按照权利要求1所述的高速列车通信用绝缘低损耗数据线缆，其特征在于：所述的每根数据线缆线芯内皮层采用聚全氟乙烯挤包于内线芯表面上。

4.按照权利要求1所述的高速列车通信用绝缘低损耗数据线缆，其特征在于：所述的每根数据线缆线芯在内线芯表面挤包有一层聚全氟乙丙烯内皮层，在内皮层表面挤包有一层聚全氟乙丙烯物理发泡层，发泡层表面挤包有一层聚全氟乙丙烯外皮层，其中外皮层比内皮层具有更厚的皮层厚度。

5.按照权利要求1所述的高速列车通信用绝缘低损耗数据线缆，其特征在于：所述的外护套采用聚全氟乙炳烯材质。

6.按照权利要求1所述的高速列车通信用绝缘低损耗数据线缆，其特征在于：所述的第二接地线以螺旋方式缠绕制于铝箔屏蔽层表面上，所述编织屏蔽层包覆于第二接地线表面上。

7.按照权利要求1或6所述的高速列车通信用绝缘低损耗数据线缆，其特征在于：所述的编织屏蔽层采用90%以上的镀锡编织网。

8.按照权利要求1所述的高速列车通信用绝缘低损耗数据线缆，其特征在于：所述的保护层以螺旋缠绕方式绕制于分屏蔽层表面上，其导电面向外与第二接地线相接触。

9.按照权利要求1或6所述的高速列车通信用绝缘低损耗数据线缆，其特征在于：所述的铝箔屏蔽层以纵包形式包覆于电缆缆芯表面上。