CN211376289U

CN211376289U - 一种轨道交通中压电力电缆

Info

Publication number: CN211376289U
Application number: CN202020376727.0U
Authority: CN
Inventors: 王小新; 时玉珍
Original assignee: Shanghai Nanda Group Zhejiang Cable Co Ltd
Current assignee: Shanghai Nanda Group Zhejiang Cable Co Ltd
Priority date: 2020-03-23
Filing date: 2020-03-23
Publication date: 2020-08-28
Anticipated expiration: 2030-03-23

Abstract

本实用新型公开了一种轨道交通中压电力电缆，其包括绝缘线芯，所述绝缘线芯外围由内向外依次包覆有综合屏蔽层、综合防水层、综合防火层、铠装层、隔火隔热层和外被层；所述绝缘线芯由铜导体、导体屏蔽层、交联聚乙烯绝缘层和绝缘屏蔽层配合构成，所述铜导体外围由内向外依次包覆导体屏蔽层、交联聚乙烯绝缘层和绝缘屏蔽层。本实用新型给出的轨道交通中压电力电缆，采用由铜导体、导体屏蔽层、交联聚乙烯绝缘层和绝缘屏蔽层配合构成的绝缘线芯配合综合屏蔽层、综合防水层、综合防火层、铠装层、隔火隔热层和外被层具有很高的使用寿命，较高的安全可靠性和满足特殊环境要求。

Description

一种轨道交通中压电力电缆

技术领域

本实用新型涉及一种轨道交通电力电缆，具体涉及一种额定电压6kV～35kV高性能阻燃耐火防水轨道交通电力电缆。

背景技术

目前额定电压6kV～35kV轨道交通电力电缆存在以下不足：

1)电缆不具备防火性能，电缆线路一旦发生故障，是采用备用线路进行供电，虽然电缆的线路一般都是具有高阻燃特性，电缆的接地故障引发的火灾很可能会影响到其他线路，但由于外界其他外部火燃引起的火灾，会将电缆的线路(包括备用)将会烧坏，使地铁运行短时间内难以恢复。

2)电缆的外护套在户外受高温天气及光照会出现一定程度的收缩，致使电缆中间接头处的外护套在运行几年后出现不同程度的滑脱，最终造成电缆中间接头处外护层被破坏，存在安全隐患。

由此可见如何有效提高轨道交通电力电缆的安全可靠性能为本领域亟需解决的问题。

实用新型内容

针对现有轨道交通电力电缆在安全可靠性方面所存在的问题，需要一种安全性高的轨道交通电力电缆方案。

为此，本实用新型的目的在于提供一种轨道交通中压电力电缆，其安全性能高，能够满足实际需求。

为了达到上述目的，本实用新型提供的轨道交通中压电力电缆，包括绝缘线芯，所述绝缘线芯外围由内向外依次包覆有综合屏蔽层、综合防水层、综合防火层、铠装层、隔火隔热层和外被层；所述绝缘线芯由铜导体、导体屏蔽层、交联聚乙烯绝缘层和绝缘屏蔽层配合构成，所述铜导体外围由内向外依次包覆导体屏蔽层、交联聚乙烯绝缘层和绝缘屏蔽层。

进一步地，所述导体屏蔽层、交联聚乙烯绝缘层和绝缘屏蔽层为三层共挤在铜导体上。

进一步地，所述铜导体包括中心层，所述中心层外设有若干个导体层，所述导体层的单线根数大于或等于2时，各导体层均分层紧压，且各层绞合方向及绞合节距也均相同。

进一步地，所述中心层为圆形单线结构或多根异形型单线组合结构。

进一步地，所述综合屏蔽层由内向外依次包括半导电缓冲层，铜丝屏蔽层和反扎铜带层。

进一步地，所述综合防水层由内向外依次包括重叠绕包的阻水层和紧包挤出在阻水层上的径向防水层。

进一步地，所述综合防火层由内向外依次包括重叠绕包的内隔火防火层，紧包挤出在内隔火防火层上的防火隔氧层，重叠绕包在防火隔氧层上的外隔火防火层。

进一步地，所述铠装层由双层铝合金带联锁铠装在综合防火层上形成。

进一步地，所述隔火隔热层由无卤低烟玻纤带重叠绕包在铠装层上形成。

进一步地，所述外被层由无卤低烟聚烯烃阻燃护套料紧包挤出在隔火隔热层而成。

本实用新型给出的轨道交通中压电力电缆，采用由铜导体、导体屏蔽层、交联聚乙烯绝缘层和绝缘屏蔽层配合构成的绝缘线芯配合综合屏蔽层、综合防水层、综合防火层、铠装层、隔火隔热层和外被层，具有承载较大短路电流能力、较高阻燃性，较好防火性、较好防水性、防动物啃咬，从而具有很高的使用寿命、较高的安全可靠性和满足特殊环境要求。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本实用新型。

图1为本实例给出的轨道交通中压电力电缆的截面示例图；

图2为本实例给出的中心层为1根圆单线的各种规格的导体结构示例图；

图3为本实例给出的中心层为2根及以上异形型单线的各个规格的导体结构示例图。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

参见图1，其所示为本实例给出的轨道交通中压电力电缆的构成示例方案。该轨道交通中压电力电缆为高性能阻燃耐火防水轨道交通中压电力电缆，其主要用于安全要求高、使用环境较恶劣的电气化铁路等特殊场所。

由图可知，本轨道交通中压电力电缆主要由绝缘线芯100，综合屏蔽层200，综合防水层300，综合防火层400，铠装层500，隔火隔热层600以及外被层700相互配合构成。其中，在绝缘线芯100的外围由内向外依次包覆有综合防火层400，铠装层500，隔火隔热层600以及外被层700，由此来形成本实例中的轨道交通中压电力电缆。

具体实现，本实例中的绝缘线芯100，其由内而外依次包括铜导体110、导体屏蔽层120、交联聚乙烯绝缘层130和绝缘屏蔽层140。

这里的铜导体110具有中心层111，同时在中心层111外设有若干个导体层112；并且当导体层的单线根数大于或等于2时，各导体层112均分层紧压，且各层绞合方向及绞合节距也均相同(如图2和3所示)。

本实例中的一些实施例中，铜导体110中的中心层111可以为单线结构或多根单线组合结构。作为举例可以为1根或2根或3根或4根单线。

当中心层为1根单线时，中心层具体可为1根圆形单线111a，如图2所示。

当中心层为2根或3根或4根单线组合而成时，中心层111具体采用异形型单线111b组合而成，并且多根异形型单线111b在组合成中心层111时，优选组合形成截面为圆形的中心层，以保证电芯的性能(如图3所示)。

针对上述的中心层111，其外层的各导体层112都采用异形型单线构成，并且各导体层截面呈圆环形。并且相邻外层导体层中的异形型单线根数比其内层导体层中的异形型单线根数多6根，这样使得铜导体110结构规则稳定，铜导体110单线根数也符合电缆导体的通用结构，各层绞合方向及绞合节距均相同能确保通过导体单线电流方向趋于一致，从而提高铜导体110的导电率。

作为举例，图2所示为基于上述铜导体方案形成的中心层为1根圆单线的各种规格的导体结构示例方案。

其中，图2(a)为规格为35mm²的铜导体，其包括1根圆单线构成的中心层，该中心层外侧设有一层导体层。

图2(b)为规格为95mm²的铜导体，其包括1根圆单线构成的中心层，该中心层外侧设有两层导体层。

图2(c)为规格为185mm²的铜导体，其包括1根圆单线构成的中心层，该中心层外侧设有三层导体层。

图2(d)为规格为300/400/500/630mm²的铜导体，其包括1根圆单线构成的中心层，该中心层外侧设有四层导体层，具体可根据不同规格进行调整。

作为举例，图3所示为基于上述铜导体方案形成的中心层为2根及以上异形型单线的各个规格的导体结构示例方案。

图3(a)为规格为50mm²的铜导体，其包括2根异形型单线组合形成的中心层，该中心层外侧设有一层导体层。

图3(b)为规格为120mm²的铜导体，其包括2根异形型单线组合形成的中心层，该中心层外侧设有两层导体层。

图3(c)为规格为70mm²的铜导体，其包括4根异形型单线组合形成的中心层，该中心层外侧设有一层导体层。

图3(d)为规格为150mm²的铜导体，其包括4根异形型单线组合形成的中心层，该中心层外侧设有两层导体层。

进一步地，本实例中的铜导体110外层绞合节径比为不大于23倍，这样在确保导体外观质量前提下获得较好的导电率。

本实例中的铜导体110的紧压系数不小于0.97，这样使得铜导体110中的单线间空隙非常小，使得铜导体110中的单线间充分接触，从而能提高铜导体110的导电性能且结构稳定不松散。

本实例中的铜导体110中的各个异形型单线的标称截面相同，300mm²及以下不同规格的导体所用单线标称截面也相同，这样有较高的生产效率，单线规格一致，易于生产、管理和控制，并可减少单线半成品。

铜导体110整体在框绞机(或叉绞机)上生产，采用同心同向同步分层无退扭绞合方式，且采用分层圆形紧压，这样可实现铜导体110有效面积最大化，空隙最小化。

另外，铜导体110具体可选用高耐磨、高精度、高强度纳米涂层模具分层紧压、填充系数大，使得铜导体110外表光滑，导体110对导体屏蔽层120的作用力小，能有效确保交联聚乙烯绝缘层130偏心度小，通电时电场均匀一致，绝缘具有较好的介电强度，从而提高电缆的可靠性及寿命。

本实例中，铜导体110中的异形型单线具体可以在铜大拉丝机上用铜杆通过异形拉丝模拉丝而成。

通过上述结构构成的铜导体110外表光滑、紧压系数在0.97以上、单线间空隙小摩擦力大，电缆弯曲时导体整体受力且结构稳定不异变形，单线间滑移小，从而对导体屏蔽层120力的作用较均匀而不会出现局部作用力过大的情况，另外导体的单线间充分接触，各层单线绞合节距可以适当放大，其导体也不会松散，这样使得其导体电阻率变小，在相同导电性能的标准要求情况下其导体称重截面更小，从而在一定程度可以节省铜材用量，这样使得电缆的单位重量轻、外径小，再者导体单线间空隙小不会出现导体屏蔽层120内嵌的情况，导体屏蔽层120与绝缘层130接触界面平滑，从而能有效保证电场均匀，从而有效提高安全可靠性。

针对上述的铜导体110，本实例优选将导体屏蔽层120、交联聚乙烯绝缘层130和绝缘屏蔽层140具体通过大长度交联生产线一次三层共挤在铜导体110上，这样可使得导体屏蔽层120、交联聚乙烯绝缘层130和绝缘屏蔽层140形成的绝缘结构的绝缘性能稳定，符合国际通用结构，大大提高铜导体110的绝缘性。

导体屏蔽层120，其具体由导体用过氧化物交联型半导电屏蔽料挤包而成，挤包的半导电层与绝缘及导体紧密结合，其与绝缘层的界面光滑、无明显绞线凸纹。

交联聚乙烯绝缘层130,其绝缘厚度的均匀性直接影响到电场的均匀，交联生产线配有在线测偏仪，其绝缘偏心度不大于10％。

绝缘屏蔽层140，其具体由不可剥离绝缘用过氧化物交联型半导电屏蔽料挤包而成，挤包的半导电层与交联聚乙烯绝缘层130紧密牢固粘结，其与交联聚乙烯绝缘层130的界面光滑。

本实例中的综合屏蔽层200，其设置在绝缘线芯100的外表面。该综合屏蔽层200具体由依次设置在绝缘屏蔽层140外侧的重叠绕包的半导电缓冲层210，铜丝屏蔽层220以及反扎铜带层230构成，其是用于均匀电场，屏蔽外部电磁干扰。

这里的半导电缓冲层210，其具体由半导电阻水带重叠绕包而成，这样能有效减小其外的疏绕铜丝对绝缘屏蔽的外力作用和影响，能有效地将其外的疏绕铜丝连接在一起来载短路故障电流，确保绝缘屏蔽完好，当有潮气进入综合屏蔽层200时，半导电阻水带会遇水膨胀从而有效阻止湿气纵向及径向流动，避免湿气进入到绝缘线芯100表面。

铜丝屏蔽层220,其具体由软铜线疏绕在半导电缓冲层210上构成，其结构根据金属屏蔽故障短路电流容量确定。

反扎铜带层230，其具体由软铜带间隙紧密绕包在铜丝屏蔽层220上，并且软铜带绕包方向与铜线疏绕方向相反,以及反扎铜带与铜丝屏蔽层220充分接触，这样可确保故障电流均匀通过各铜线。

本实例中的综合防水层300，其设置在综合屏蔽层200的外表面，其具体是由依次设置在反扎铜带层230外侧的重叠绕包的绝缘阻水层310和挤包聚乙烯防水层320构成，其是用于避免外部的水进入到综合屏蔽层200，提高本申请的整体防水性能。

该绝缘阻水层310，其具体由绝缘阻水带重叠绕包而成，并且绕包方向与反扎铜带方向相反，这样当有潮气或水透过径向防水层时，绝缘阻水带会遇水膨胀从而有效阻止水纵向及径向流动，避免水进入到综合屏蔽层200。

该聚乙烯防水层320，其具体由中密度聚乙烯护套料或高密度聚乙烯护套料挤包而成，由于聚乙烯隔离套致密性很好，这样遇水时吸水量极少，具有非常好的径向防水性能，从而进一步提高综合防水层300的防水性能。

本实例中的综合防火层400，其设置在综合防水层300的外表面，其具体由依次设置在聚乙烯防水层320外侧的重叠绕包的内隔火防火层410，挤包防火隔氧层420，以及重叠绕包外隔火防火层430组成，其是用于提高本电缆的防火性能。

该内隔火防火层410，其具体由重叠绕包的陶瓷化防火带组成，在电缆燃烧时，内隔火防火层410可形成陶瓷化硬壳结构，该陶瓷状硬壳结构稳定致密无气隙，长期暴露在空气中不吸潮，其密封性好，隔火性、隔热性、隔氧性及防火性极佳，能较好地确保防火隔氧层420在燃烧时其蜂窝结构形成且不会被破坏。

该防火隔氧层420，其具体由陶瓷化无卤低烟聚烯烃隔氧料挤包构成，基于陶瓷化无卤低烟聚烯烃隔氧料在燃烧时可生成蜂窝结构，该蜂窝结构稳定具有非常好的隔火、隔热、隔氧及防火效果，由此形成的防火隔氧层420能够有效减少外部热量传递至电缆内部。

该外隔火防火层430，其具体由重叠绕包的陶瓷化防火带组成，在电缆燃烧时，外隔火防火层430也可形成陶瓷化硬壳结构，该陶瓷状硬壳结构稳定致密无气隙，长期暴露在空气中不吸潮，其密封性好，隔火性、隔热性、隔氧性及防火性极佳，能较好地确保防火隔氧层420在燃烧时其蜂窝结构形成且不会被破坏，也能挡住防火隔氧层420中的可燃物烧尽完后的粉尘也不会掉落。

作为举例，这里的陶瓷化防火带包括加强型玻璃布、陶瓷粉和胶粘剂，陶瓷粉通过胶粘剂固定在加强型玻璃布上，胶粘剂具体可为有机硅树脂。

另外，由于内隔火防火层410、防火隔氧层420和外隔火防火层430其材料中均含有陶瓷粉，该三层经过燃烧后结合紧密且坚实，能较好地起到隔火、隔热、隔氧及防火作用，能减少外部热量传递至电缆内部，电缆能保持较好耐火特性。

本实例中的铠装层500由双层铝合金带联锁铠装在防火层400上而成。这里的双层铝合金带联锁铠装结构中铝合金带间结合紧密、结构稳定、柔软性较好、抗外机械作用较好、并具有防动物啃咬，这样能较好保护电缆的聚乙烯防水层320不受损伤。

本实例中的隔火隔热层600具体由无卤低烟玻纤带重叠绕包在铠装层500外而成。

本隔火隔热层600热释放量小，具有较好隔火、隔热作用，这样可确保电缆在燃烧期间外部燃烧热量传至铠装层的温升在铝合金熔点之内，从而确保铠装层不被熔融破坏。

本实例中的外被层700具体采用无卤低烟聚烯烃阻燃护套料紧包挤出在隔火隔热层600上而成，其具有较小的热释放，阻燃性较好，具有较好机械物理性能，同时能够很好保护电缆的铠装层500不受损伤和腐蚀。

另外，由于铠装层500为联锁铠装，且外表设置为波纹状结构，而外被层700为紧包挤出，这样通过外被层700与铠装层500配合，使得成型电缆的外表也为波纹状结构，该结构能有效阻止外被层700受高温天气及光照会出现一定程度的收缩，致使电缆中间接头处的外被层700在运行几年后也不出现滑脱，能有效确保中间接头性能持续满足要求。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、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，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施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，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。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

1.轨道交通中压电力电缆，其特征在于，包括绝缘线芯，所述绝缘线芯外围由内向外依次包覆有综合屏蔽层、综合防水层、综合防火层、铠装层、隔火隔热层和外被层；所述绝缘线芯由铜导体、导体屏蔽层、交联聚乙烯绝缘层和绝缘屏蔽层配合构成，所述铜导体外围由内向外依次包覆导体屏蔽层、交联聚乙烯绝缘层和绝缘屏蔽层。

2.根据权利要求1所述的轨道交通中压电力电缆，其特征在于，所述铜导体包括中心层，所述中心层外设有若干个导体层，所述导体层的单线根数大于或等于2时，各导体层均分层紧压，且各层绞合方向及绞合节距也均相同。

3.根据权利要求2所述的轨道交通中压电力电缆，其特征在于，所述中心层为圆形单线结构或多根异形型单线组合结构。

4.根据权利要求1或2或3所述的轨道交通中压电力电缆，其特征在于，所述导体屏蔽层、交联聚乙烯绝缘层和绝缘屏蔽层为三层共挤在铜导体上。

5.根据权利要求1或2或3所述的轨道交通中压电力电缆，其特征在于，所述综合屏蔽层由内向外依次包括半导电缓冲层，铜丝屏蔽层和反扎铜带层。

6.根据权利要求1或2或3所述的轨道交通中压电力电缆，其特征在于，所述综合防水层由内向外依次包括重叠绕包的阻水层和紧包挤出在阻水层上的径向防水层。

7.根据权利要求1或2或3所述的轨道交通中压电力电缆，其特征在于，所述综合防火层由内向外依次包括重叠绕包的内隔火防火层，紧包挤出在内隔火防火层上的防火隔氧层，重叠绕包在防火隔氧层上的外隔火防火层。

8.根据权利要求1或2或3所述的轨道交通中压电力电缆，其特征在于，所述铠装层由双层铝合金带联锁铠装在综合防火层上形成。

9.根据权利要求1或2或3所述的轨道交通中压电力电缆，其特征在于，所述隔火隔热层由无卤低烟玻纤带重叠绕包在铠装层上形成。

10.根据权利要求1或2或3所述的轨道交通中压电力电缆，其特征在于，所述外被层由无卤低烟聚烯烃阻燃护套料紧包挤出在隔火隔热层而成。