CN115064303A

CN115064303A - 一种轨道交通用超轻型低衰减wtb列车总线电缆

Info

Publication number: CN115064303A
Application number: CN202210213910.2A
Authority: CN
Inventors: 袁保平; 田庆涛; 李亚明; 郭玉林; 刘永青; 朱海涛
Original assignee: CRRC Tangshan Co Ltd; Nanjing Quanxin Cable Technology Co Ltd
Current assignee: CRRC Tangshan Co Ltd; Nanjing Quanxin Cable Technology Co Ltd
Priority date: 2022-03-04
Filing date: 2022-03-04
Publication date: 2022-09-16

Abstract

本发明属于轨道交通用通信电缆技术领域，公开了一种轨道交通用超轻型低衰减WTB列车总线电缆，包括导体、皮泡皮绝缘层、空管填充芯、绕包发泡带层、铝箔层、编织屏蔽层以及护套层，所述皮泡皮绝缘层包裹导体作为数据信号传输线芯，两个数据信号传输线芯与两个空管状填充芯绞合成缆，所述成缆结构外绕包发泡带层，所述绕包发泡带层由铝箔层和编织屏蔽层形成复合屏蔽层，所述复合屏蔽层外设有护套层。该WTB列车总线电缆的外径更小、重量更轻，同时具有更高的数据载流量(低衰减)、线缆自身具有更高的防火性能，环保性能更高的性能。

Description

一种轨道交通用超轻型低衰减WTB列车总线电缆

技术领域

本发明主要涉及轨道交通用通信电缆技术领域，特别是涉及一种轨道交通用超轻型低衰减WTB列车总线电缆。

背景技术

WTB(Wire Train Bus)，绞线式列车总线，主要用于列车级的通信，其传输速率为1Mbps，可以实现过程数据和消息数据的传输，其最大特点就是具有列车初运行功能(列车初运行功能就是当列车车辆的配置发生变化后，能够自动地对车辆进行编址，构成新的列车拓扑结构，而不需要人为的参与)，因此，WTB总线特别适用于需要动态编组的列车车辆。

随着我国城市化建设步伐的加快，城市轨道交通行业进入爆发式的发展阶段，城市轨道交通车辆也从以单一的B型车为主，向A型车、跨座式单轨车辆、悬挂式车辆、直线电机车辆、永磁电机车辆、磁悬浮车辆、氢能源低地板车辆等多品种方面发展。但是国内轨道交通线缆技术发展缓慢，尤其是通信电缆几乎被国外品牌垄断。而具有防火性能通信网络电缆是实现车辆网络连接、功能的基础，城市轨道交通车辆使用环境和要求与常规的轨道车辆用电缆存在差异。城市轨道交通车辆特殊的运营环境、载客量高于普通高铁和客车，这就造成可布线空间更为狭小，散热空间小，防火性能要求更高等特点，这就要求通信网络电缆也要外径更小、重量更轻，同时具有更高的数据载流量(低衰减)、线缆自身具有更高的防火性能，环保性能更高等方面的特性。

发明内容

本发明为了解决现有轨道交通通信电缆存在的问题，打破国外技术垄断，提供了一种轨道交通用超轻型低衰减WTB列车总线电缆，其外径更小、重量更轻，同时具有更高的数据载流量(低衰减)、线缆自身具有更高的防火性能，环保性能更高的性能。

为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种轨道交通用超轻型低衰减WTB列车总线电缆，包括导体、皮泡皮绝缘层、空管填充芯、绕包发泡带层、铝箔层、编织屏蔽层以及护套层，所述皮泡皮绝缘层包裹导体作为数据信号传输线芯，两个数据信号传输线芯与两个空管状填充芯绞合成缆，所述成缆结构外绕包发泡带层，所述绕包发泡带层由铝箔层和编织屏蔽层形成复合屏蔽层，所述复合屏蔽层外设有护套层。

进一步的，所述导体采用电线电缆绞线机或束线机镀锡铜丝绞合，镀锡铜丝采用1+6或 1+6+12的结构经分线板进行排布绞合。

进一步的，所述皮泡皮绝缘层为在导体外用皮泡皮三层共挤物理发泡挤出设备挤出的聚乙烯皮泡皮绝缘，发泡度大于50％，内皮层厚度控制占总绝缘厚度的3％，外皮层厚度控制占总绝缘厚度的10％。

进一步的，所述空管填充芯为中空管状结构，用电缆挤塑设备挤出聚乙烯材质的填充芯，聚乙烯为高纯度高密度聚乙烯。

进一步的，所述编织屏蔽层采用有镀层的圆铜线编织而成，所述铝箔层和编织屏蔽层之间设置一根排流线，所述排流线为有镀层或无镀层的铜丝绞合型式或单根铜丝。

进一步的，所述护套层在复合屏蔽层外挤出低烟无卤阻燃聚烯烃料并经过电子加速器辐照交联作为护套层，挤出温度分别为一区85±5℃、二区105±5℃、三区125±5℃、四区145 ±5℃、机头165±5℃、法兰175±5℃，护套层(7)的基材选用EVA或POE基材，添加30％～40％的氮氧化物或氢氧化物阻燃剂、0.5％抗氧剂以及0.6％增塑剂。

进一步的，所述WTB列车总线电缆在0.75MHz～3MHz时特性阻抗为120±12Ω，线间工作电容在1MHz时不大于65pF/m；对屏蔽不平衡电容在1MHz时不大于1.5pF/m，衰减在1MHz时不大于1.0dB/100m，衰减在2MHz时不大于1.4dB/100m，表面转移阻抗在20MHz 时不大于20mΩ/m。

进一步的，绕包发泡带层的厚度为0.10mm～0.20mm，宽度为20mm～30mm，搭盖率为40％～50％，绕包角度为30～45度。

进一步的，护套层的厚度不小于1.0mm。

本发明的有益效果：

1、减重效果显著

绝缘的皮泡皮物理发泡工艺，使绝缘层的重量显著下降；绕包的发泡带材，发泡型式降低了带材的密度，起到减重的效果；填充芯采用空管结构，重量下降明显；一层采用本发明生产的比同类通信电缆重量轻10％～15％。

2、衰减性能更优异

在高频数据信号传输中，在电缆的截面确定的情况下，一般衰减性能受整个电缆的综合介电性能影响，具体为：绝缘介电性能、绕包介电性能、填充介电性能及电缆里所用材料形成的综合介电性能，表现为综合介电常数越低，电缆的衰减越小，越有利于高频信号的传输，本发明的绝缘介电常数由2.3下降至1.5左右，绕包的介电常数由2.7下降至1.8左右，填充芯的介电常数由2.3下降至1.6左右，综合介电常数在1.6～1.7之间，衰减指标可由1.8dB/100m下降至1.4dB/100m，衰减改善效果明显。

3、优异的耐高、低温性能：

发泡绝缘线芯及聚烯烃护套材料经过辐照后，其由热塑性转变为不溶不熔状态，从而使其耐热性显著提高，电缆的长期工作温度由70℃达到了90℃。同时电缆还可以在-40℃下正常敷设安装，可以解决PVC、CSM等极性材料由于低温敷设易造成硬化、脆裂等问题，从而满足东北等较寒冷地区的使用安装。

4、敷设弯曲半径小：

由于导体采用了多股软镀锡铜丝结构，填充采用空管结构，绕包采用发泡带材，增加了电缆的柔性，其弯曲半径不小于电缆外径的3倍，这样可以使电缆在更狭小的空间敷设。

5、优异的柔软特性：

由于该电缆采用低烟无卤聚烯烃弹性体材料，电缆的弯曲力较小与橡皮机车线相近，因此具有优异的柔软特性，更适狭窄环境的敷设空间，且不需要很大的力和特殊安装工具即可施工。

6、优异的烟气指数：

由于电缆采用低烟无卤阻燃材料，在火灾发生时几乎不产生有毒气体及浓烟，有利于灭火工作的顺利展开，人员转移，控制火灾的蔓延，更可以减轻卤化氢气体对周围环境中的仪器仪表等精密仪器设备等造成的二次灾害。烟气指数应不小于70％。

7、优异的耐磨性：

由于该电缆采用交联聚烯烃弹性体材料，因此具有较好的耐磨特性。

附图说明

图1为本发明电缆的示意图；

其中，1-导体；2-皮泡皮绝缘层；3-空管填充芯；4-绕包发泡带层；5-铝箔层；6-编织屏蔽层；7-护套层。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明的优选的机构和运动实现的方法做进一步的说明。

如图1所示，为一种轨道交通用超轻型低衰减WTB列车总线电缆，包括导体(1)、皮泡皮绝缘层(2)、空管填充芯(3)、绕包发泡带层(4)、铝箔层(5)、编织屏蔽层(6)以及护套层(7)，所述皮泡皮绝缘层(2)包裹导体(1)作为数据信号传输线芯，两个数据信号传输线芯与两个空管状填充芯(3)绞合成缆，所述成缆结构外绕包发泡带层(4)，所述绕包发泡带层(4)由铝箔层(5)和编织屏蔽层(6)形成复合屏蔽层，所述复合屏蔽层外设有护套层(7)。

所述导体(1)采用电线电缆绞线机或束线机镀锡铜丝绞合，镀锡铜丝采用正规绞合，如： 1+6或1+6+12的结构经分线板进行排布，导体绞合节径比在合适的范围之间，导体经特殊设计的紧压模具紧压，紧压率根据实际可控制在98％左右；所述皮泡皮绝缘层(2)为在导体外用皮泡皮三层共挤物理发泡挤出设备挤出的聚乙烯皮泡皮绝缘，发泡度一般控制大于50％，发泡后绝缘的介电常数可由2.3下降至1.5左右，发泡后绝缘层的重量减轻约40％～50％,内皮层厚度控制占总绝缘厚度约3％，外皮层厚度控制占总绝缘厚度约10％，也可以采用其他厚度，另外皮层通过在外皮层材料中添加色母着色，色母添加比例可根据实际颜色需求配比，挤出的皮泡皮绝缘经过电子加速器辐照交联，交联后的绝缘层在一定温度条件下测试热延伸不大于50％。

所述空管填充芯(3)为用电缆挤塑设备挤出聚乙烯材质填充芯，聚乙烯为高纯度高密度聚乙烯，熔融指数在25左右，填充芯为中空管状结构，空管壁厚保证强度需求，根据实际需要尽量薄，空管填充芯比非空管结构填充芯重量轻30％～40％；用成缆机将2根绝缘线芯和2 根空管填充芯左右对称放置绞合在一起，并在缆芯外绕包轻质发泡带材，发泡带材经特殊配比，例如含88％PP，11％PE，其余为发泡剂及增塑剂，绕包发泡带层(4)厚度为0.10mm～0.20mm，宽度为20mm～30mm，发泡带绕包搭盖率为40％～50％，绕包角度为30～45度，发泡带的发泡度控制根据综合介电性能设计；所述复合屏蔽层采用编织机在绕包好的缆芯外包覆铝箔并采用镀锡圆铜线编织而形成，铝箔和编织屏蔽之间可选择增加一根排流线，排流线为可选择有镀层或无镀层的铜丝绞合型式或单根铜丝，编织屏蔽层(6)采用有镀层的圆铜线，编织密度根据屏蔽效率的需求选择；所述护套层(7)在复合屏蔽层外挤出低烟无卤阻燃聚烯烃料并经过电子加速器辐照交联作为护套层，护套挤出温度为一区85±5℃、二区105 ±5℃、三区125±5℃、四区145±5℃、机头165±5℃、法兰175±5℃，护套层(7)的厚度不小于1.0mm，护套基材可选用EVA或POE基材，添加30％～40％的氮氧化物或氢氧化物阻燃剂、0.5％抗氧剂以及0.6％增塑剂，烟气毒性不大于6，热延伸不大于50％，抗张强度不小于10MPa，断裂伸长率不小于125％。

本发明所述的轨道交通用超轻型低衰减WTB列车总线电缆，其特性阻抗(0.75MHz～3MHz)为120±12Ω；其线间工作电容(1MHz)为不大于65pF/m；其对屏蔽不平衡电容(1MHz)为不大于1.5pF/m；其衰减(1MHz)为不大于1.0dB/100m，衰减(2MHz) 为不大于1.4dB/100m；其表面转移阻抗(20MHz)为不大于20mΩ/m；

本发明所述的轨道交通用超轻型低衰减WTB列车总线电缆，电缆总重量比不采用本专利的电缆重量轻10％～15％；衰减性能更好：衰减性能指标可优化15％～20％。

最后应说明的是：以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但是凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种轨道交通用超轻型低衰减WTB列车总线电缆，其特征在于，包括导体(1)、皮泡皮绝缘层(2)、空管填充芯(3)、绕包发泡带层(4)、铝箔层(5)、编织屏蔽层(6)以及护套层(7)，所述皮泡皮绝缘层(2)包裹导体(1)作为数据信号传输线芯，两个数据信号传输线芯与两个空管状填充芯(3)绞合成缆，所述成缆结构外绕包发泡带层(4)，所述绕包发泡带层(4)由铝箔层(5)和编织屏蔽层(6)形成复合屏蔽层，所述复合屏蔽层外设有护套层(7)。

2.根据权利要求1所述的轨道交通用超轻型低衰减WTB列车总线电缆，其特征在于，所述导体(1)采用电线电缆绞线机或束线机镀锡铜丝绞合，镀锡铜丝采用1+6或1+6+12的结构经分线板进行排布绞合。

3.根据权利要求1所述的轨道交通用超轻型低衰减WTB列车总线电缆，其特征在于，所述皮泡皮绝缘层(2)为在导体外用皮泡皮三层共挤物理发泡挤出设备挤出的聚乙烯皮泡皮绝缘，发泡度大于50％，内皮层厚度控制占总绝缘厚度的3％，外皮层厚度控制占总绝缘厚度的10％。

4.根据权利要求3所述的轨道交通用超轻型低衰减WTB列车总线电缆，其特征在于，所述空管填充芯(3)为中空管状结构，用电缆挤塑设备挤出聚乙烯材质的填充芯，聚乙烯为高纯度高密度聚乙烯。

5.根据权利要求3所述的轨道交通用超轻型低衰减WTB列车总线电缆，其特征在于，所述编织屏蔽层(6)采用有镀层的圆铜线编织而成，所述铝箔层(5)和编织屏蔽层(6)之间设置一根排流线，所述排流线为有镀层或无镀层的铜丝绞合型式或单根铜丝。

6.根据权利要求5所述的轨道交通用超轻型低衰减WTB列车总线电缆，其特征在于，所述护套层(7)在复合屏蔽层外挤出低烟无卤阻燃聚烯烃料并经过电子加速器辐照交联作为护套层，挤出温度分别为一区85±5℃、二区105±5℃、三区125±5℃、四区145±5℃、机头165±5℃、法兰175±5℃，护套层(7)的基材选用EVA或POE基材，添加30％～40％的氮氧化物或氢氧化物阻燃剂、0.5％抗氧剂以及0.6％增塑剂。

7.根据权利要求1所述的轨道交通用超轻型低衰减WTB列车总线电缆，其特征在于，所述WTB列车总线电缆在0.75MHz～3MHz时特性阻抗为120±12Ω，线间工作电容在1MHz时不大于65pF/m；对屏蔽不平衡电容在1MHz时不大于1.5pF/m，衰减在1MHz时不大于1.0dB/100m，衰减在2MHz时不大于1.4dB/100m，表面转移阻抗在20MHz时不大于20mΩ/m。

8.根据权利要求1所述的轨道交通用超轻型低衰减WTB列车总线电缆，其特征在于，绕包发泡带层(4)的厚度为0.10mm～0.20mm，宽度为20mm～30mm，搭盖率为40％～50％，绕包角度为30～45度。

9.根据权利要求1所述的轨道交通用超轻型低衰减WTB列车总线电缆，其特征在于，护套层(7)的厚度不小于1.0mm。