一种高速列车信号系统用耐火型数字通信电缆的制作方法

1.本实用新型涉及数字通信电缆技术领域，特别涉及一种高速列车信号系统用耐火型数字通信电缆。


背景技术：

[0002] 2019年国家有关部门发布了新一版的《中长期铁路网规划》，提出到2020年，铁路网规模达到15万公里，其中高速铁路3万公里的建设目标;同时规划到2025年，铁路网规模达到17.5万公里左右，其中高速铁路3.8万公里左右，《规划》提出的2020年与2025年铁路网规划目标，将显著改善我国综合交通体系的供给水平;尤其是2020年3万公里、2025年3.8万公里的高速铁路网规划，将极大地提升我国区域间快速运输的能力与服务水平，有利于加速我国大国、强国地位的形成，推动中华民族的伟大复兴，《规划》方案分高速、普速两个层面提出了以构筑“八纵八横”主通道为内容的高速铁路网发展方案，以及以提高对扶贫脱贫、促进对外开放、强化国家安全等方面的支撑保障能力为目的的覆盖广泛、通边达海的普速铁路网发展方案。高速铁路网基本连接省会城市和其他50万人口以上大中城市，实现相邻大中城市间1至4小时交通圈，城市群内0.5至2小时交通圈;普速铁路连接20万人口以上城市、资源富集区、货物主要集散地、主要港口及口岸，基本覆盖县级以上行政区，形成便捷高效的铁路物流网络，提供覆盖广泛的铁路运输公共服务，到2035年，率先建成发达完善的现代化铁路网，按照规划，届时基本实现内外互联互通、区际多路畅通、省会高铁连通、地市快速通达、县域基本覆盖，提供强大运输保障，使中国铁路成为强国的重要标志和组成部分。
[0003]
随着高铁通信控制装备技术的不断发展，其对信号传输线缆的要求也越来越高，特别是机车控制系统设备内空间小，为确保系统正常工作及安全运行，对连接用信号传输线缆的环境安全因素要求也提高。


技术实现要素：

[0004]
本实用新型的目的，在于克服现有技术的不足，提供一种高速列车信号系统用耐火型数字通信电缆，在材料使用与生产工艺结构上面与传统的信号电缆不同，采用物理发泡可溶性聚四氟乙烯绝缘作为信号传输介质，在线芯结构上面使用物理发泡三层共挤式，通过高压物理充氮同步设备完成绝缘线芯挤出；采用的抗拉结构体系，通过稳定线对结构，减小线对节距的变化，增加近端抗串扰功效。
[0005]
为了达到上述目的，本实用新型提供了一种高速列车信号系统用耐火型数字通信电缆，包括固定线芯、电缆线芯和由内向外依次包覆于电缆线芯的填充层、第一耐火层、第二耐火层、环保层，所述电缆线芯一共设有多组，每组之间相邻，并以一定节距形成电缆线芯绞合体，每组电缆线芯由两根或两根以上的绝缘线芯绞合而成，所述绝缘线芯截断面上依次设有内导体、绝缘层、外皮层，所述绝缘线芯绞合体外部包覆有屏蔽层且填充于所述绝缘线芯绞合体之间的空隙；所述固定线芯设置在电缆线芯绞合体之间，电缆线芯对内围绕
固定线芯进行绞合；所述填充层包覆于所述电缆线芯绞合体表面并填充于电缆线芯绞合体之间；所述第一耐火层绕包于所述填充层表面，所述第二耐火层挤包于所述第一耐火层表面，所述环保层挤包于所述第二耐火层表面。
[0006]
进一步的，所述内导体采用纯度为99.99%无氧铜导体。其导电率达100%，低频传输衰减小。
[0007]
进一步的，所述绝缘层使用物理发泡可熔性聚四氟乙烯，其发泡度不低于70%。所采用的绝缘材料耐高温，当温度上升至200度时，其传输衰减值不发生变化，发泡状绝缘层介电常数小且性能稳定。
[0008]
进一步的，为防止潮气入侵发泡层，提高线芯特性阻抗的稳定性，所述外皮层采用聚四氟乙烯材料挤包于所述绝缘层表面。
[0009]
进一步的，所述屏蔽层采用金属导电材料纵包于所述绝缘线芯绞合体外部。通过将线对分别进行纵包，形成线对内屏蔽结构，有利于增强线对间信号抗串扰性能。
[0010]
进一步的，为提高线对节距的稳定性，增强近端串扰性能，所述固定线芯采用高强度芳伦纱材料。
[0011]
进一步的，为了进一步加强电缆的阻燃耐火性，所述填充层采用阻燃性玻纤纱包覆于所述电缆线芯绞合表面。形成第三层耐火层结构。
[0012]
进一步的，所述第一耐火层采用无卤低烟阻燃玻璃纤维耐火带绕包于填充层表面。形成第二层耐火层结构。
[0013]
进一步的，所述第二耐火层采用陶瓷化聚烯烃材料通过双层共挤的方法挤包于第一耐火层表面。形成第一层耐火层结构。
[0014]
进一步的，为了进一步减少生产成本，所述环保层采用无卤低烟阻燃聚烯烃材料并与第二耐火层采用双层共挤结构。
[0015]
本实用新型的有益效果是：一种高速列车信号系统用耐火型数字通信电缆具有以下优点：1.生产成本下降81% ；2.传输衰减小；3.电磁兼容优；4.耐火性强。本实用新型在电缆线芯结构上面使用物理发泡可熔性聚四氟乙烯绝缘层，以此结构来降低线芯介电常数，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。传统的高阻燃型线缆采用实芯聚全氟乙丙烯绝缘，传输速率在65%，本实用新型线缆使用物理发泡绝缘，其发泡达到70%，传输速率在88%，绝缘材料使用量为实芯聚全氟乙丙烯材料使用量下降81%，在频率600mhz时测试其最大衰减值小于47.5db/100m，近端串扰最小值为24.8db，介电强度ac,15kv，5min不击穿。绝缘电阻≥1000mω.km，同时绝缘层表面挤包一层可熔性聚四氟乙烯外皮层，使其线对结构更稳定，特性阻抗满足100
±
15ω。传统的传输带宽600mhz局域网用线缆在线对上面通过设计不同的节距，通过线对节距差平衡原理来降低各线对之间的信号相互干扰性，本实用新型线缆为提升电磁兼容性在屏蔽结构上面采取内屏蔽层的形式，即每对线芯对相同的绞合节距，此结构满足线对延时差相同，为满足线对结构的稳定性，多对双绞线围绕抗拉层进行右向旋转，此结构有利于对绞线节距的稳定性，增加近端串扰值，同时为了进一步满足线缆的高阻燃性，在四对对绞线绞合体空隙间填充一种阻燃性玻纤纱，同时在电缆线芯绞合体表面绕包一层耐火玻璃纤维带，起到阻燃性作用，环保层通过双层共挤的方法挤包陶瓷化聚烯烃与无卤低烟阻燃聚烯烃材料，该结构材料在燃烧时无烟气毒性和滴落物产生，经燃
烧后其火焰不会延燃，无烟气毒性及滴落物产生。
附图说明
[0016]
为了易于说明，本实用新型由下述的较佳实施例及附图作以详细描述。
[0017]
图1是本实用新型一种高速列车信号系统用耐火型数字通信电缆整体结构示意图；
[0018]
图2是本实用新型一种高速列车信号系统用耐火型数字通信电缆中电缆线芯绞合体结构示意图。
[0019]
图中：固定线芯-1、电缆线芯-2、填充层-3、第一耐火层-4、第二耐火层-5、环保层-6、绝缘线芯-21、内导体-22、绝缘层-23、外皮层-24、屏蔽层-25。
具体实施方式
[0020]
下面参照附图对本实用新型所述的一种高速列车信号系统用耐火型数字通信电缆做进一步说明:
[0021]
如图1-2所示的一种高速列车信号系统用耐火型数字通信电缆，包括固定线芯1、电缆线芯2和由内向外依次包覆于电缆线芯2的填充层3、第一耐火层4、第二耐火层5、环保层6，所述电缆线芯2一共设有多组，每组之间相邻，并以一定节距形成电缆线芯绞合体，每组电缆线芯2由两根或两根以上的绝缘线芯21绞合而成，所述绝缘线芯21截断面上依次设有内导体22、绝缘层23、外皮层24，所述绝缘线芯21绞合体外部包覆有屏蔽层25且填充于所述绝缘线芯21绞合体之间的空隙；所述固定线芯1设置在电缆线芯2绞合体之间，电缆线芯2对内围绕固定线芯1进行绞合；所述填充层3包覆于所述电缆线芯2绞合体表面并填充于电缆线芯2绞合体之间；所述第一耐火层4绕包于所述填充层3表面，所述第二耐火层5挤包于所述第一耐火层4表面，所述环保层6挤包于所述第二耐火层5表面。
[0022]
在本实施例中，所述内导体22采用纯度为99.99%无氧铜导体，导电率达100%，低频传输衰减小。
[0023]
在本实施例中，所述绝缘层23使用物理发泡可熔性聚四氟乙烯，其发泡度不低于70%。所采用的绝缘材料耐高温，当温度上升至200度时，其传输衰减值不发生变化，发泡状绝缘层介电常数小且性能稳定。
[0024]
在本实施例中，为防止潮气入侵发泡层，提高线芯特性阻抗的稳定性，所述外皮层24采用聚四氟乙烯材料挤包于所述绝缘层表面。
[0025]
在本实施例中，所述屏蔽层25采用金属导电材料纵包于所述绝缘线芯绞合体外部，通过将线对分别进行纵包，形成线对内屏蔽结构，有利于增强线对间信号抗串扰性能。
[0026]
在本实施例中，为提高线对节距的稳定性，增强近端串扰性能，所述固定线芯1采用高强度芳伦纱材料。
[0027]
在本实施例中，为了进一步加强电缆的阻燃耐火性，所述填充层3采用阻燃性玻纤纱包覆于所述电缆线芯绞合表面，形成第三层耐火层结构。
[0028]
在本实施例中，所述第一耐火层4采用无卤低烟阻燃玻璃纤维耐火带绕包于填充层3表面，形成第二层耐火层结构。
[0029]
在本实施例中，所述第二耐火层5采用陶瓷化聚烯烃材料通过双层共挤的方法挤
包于第一耐火层4表面，形成第一层耐火层结构。
[0030]
在本实施例中，为了进一步减少生产成本，所述环保层6采用无卤低烟阻燃聚烯烃材料并与第二耐火层5采用双层共挤结构。
[0031]
本实用新型从材料及生产工艺上面进行创新，在结构上面进行优化，使电缆具备良好的耐高温及阻燃性能，绝缘材料使用发泡型可溶性聚四氟乙烯，该材料温度使用范围为-80℃至260℃，介常数为2.1，氧指数为95，具有良好的低传输介质衰减及高温条件下，其介质衰减不受温度变化影响，同时发泡状的可溶性聚四氟乙烯发泡度从实心的0％提高到 50％，材料大约可以节省66％，而传输速率比率却可以从66％提升到81％，如果发泡度进一步从 50％提升到 70％，材料更可以节省 81％，而传输速率比率却可以达到 88％左右,材料节省将非常可观，另外可溶性聚四氟乙烯材料的氧指数达95，满足gb/t31247-2014阻燃a级要求，另外本发明技术在电缆线芯中增加一层抗拉紧固结构，此结构能有效地保护绞线结构，防止绞线游离到线缆的中心区域，减小线对节距的变化，满足良好的近端抗串扰作用，同时在缆芯绞合体空隙间填充一种阻燃性的玻纤纱，同时在缆芯绞合体表面绕包一层耐火玻璃纤维带，其作用为起到阻燃作用，为满足耐火作用，电缆环保层使用一种耐火功效的陶瓷化聚烯材料以及高阻燃低烟无卤的聚烯烃材料通过双层共挤方法来完成，其作用为当线缆遇明火燃烧时，该材料不吸水、不吸潮，常温下介电强度≥22kv/mm,体积电阻率≥2
×
1014ω
•
cm，经烧蚀后坚硬的铠体断面会生成均匀的微孔，陶瓷化后坚硬的铠体的介电强度大于24kv/mm,体积电阻率大于2
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1015ω
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cm，氧指数最高可达到45以上，不但阻燃、低烟、无卤、无害，不延燃，不滴落，不掉落，烧蚀后同样可以形成非常坚硬的陶瓷化铠装壳体，对电缆内部结构起到保护作用。
[0032]
以上内容和结构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。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。