一种新型电气化铁路电缆及其制造工艺的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及电气化铁路牵引供电系统用电缆产品领域，具体指一种新型电气化铁路电缆及其制造工艺。
【背景技术】
[0002]电气化铁路由于其牵引功率大、节能环保、运营能力高、速度快等优点，是当前世界各国优选的铁路牵引动力方式。由于铁路运输对安全型近乎苛刻的要求，系统可靠性永远是铁路技术发展的首要指标之一。供电系统是电气化铁路建设的核心部分，电气化铁路电缆作为牵引动力的传输纽带，则是整个供电系统的源头。
[0003]目前，电气化铁路电缆多数采用直埋或电缆沟敷设，环境比较潮湿，甚至长期与水接触，电缆容易受潮。电缆受潮后水分会逐渐渗透到电缆绝缘内部，绝缘在高压作用下会发生“水树枝”现象，绝缘性能将逐步下降直至被击穿。为了提高电缆耐潮性能，制造厂普遍采用吸水率低的聚乙烯护套，但不能从根本上解决电缆发生“水树”击穿现象。
[0004]此外，现有的电气化铁路电缆都采用铝丝铠装，铝丝具有比重轻、无磁性、导电率高的特点，但铝丝的机械性能差，对电缆保护作用较弱。
【发明内容】
[0005]针对现有技术的不足，本发明旨在提供一种新型电气化铁路电缆及其制造工艺。
[0006]为解决上述问题，本发明提供以下技术方案:
[0007]一种新型电气化铁路电缆，所述的电缆包括绝缘线芯、绝缘半导电阻水层、组合金属屏蔽层、径向阻水综合内护层、铠装层和外护层；所述的绝缘半导电阻水层绕包于所述绝缘线芯的外层，所述的组合金属屏蔽层设于所述绝缘半导电阻水层的外层，所述的径向阻水综合内护层包覆于所述组合金属屏蔽层的外层，所述的铠装层包覆于所述径向阻水综合内护层的外层，所述的外护层挤包于所述铠装层的外层。
[0008]所述的绝缘线芯包括导体层、半导电导体屏蔽层、绝缘层和半导电绝缘屏蔽层；所述的半导电导体屏蔽层包覆于导体层的外层，所述的绝缘层包覆于半导电导体屏蔽层，所述的半导电绝缘屏蔽层包覆于绝缘层的外层；所述的导体层由若干铜导体绞合成缆，所述的绝缘层为抗水树交联聚乙烯绝缘层；所述的半导电绝缘屏蔽层为过氧化物交联型不可剥离半导电绝缘屏蔽层，所述的过氧化物交联型不可剥离半导电绝缘屏蔽层的电阻率不大于100Ω.cm。
[0009]所述的绝缘半导电阻水层由重叠绕包于绝缘线芯外层的半导电阻水带组成；所述的半导电阻水带的绕包搭盖率为10?15%，所述的半导电阻水带的厚度为0.15?0.3mm,所述的半导电阻水带的体积电阻率小于5Χ105Ω.cm，所述的半导电阻水带的表面电阻率小于1400 Ω。
[0010]所述的组合金属屏蔽层包括有缠绕于绝缘半导电阻水层外层的铜丝缠绕层，所述铜丝缠绕层的外层设有与铜丝缠绕层缠绕方向相反的外层疏绕铜带层；所述外层疏绕铜带层的铜带的绕包角度为30?50° ;所述外层疏绕铜带的铜带之间的间隙率为40?50%。
[0011]所述的径向阻水综合内护层包括重叠绕包于组合金属屏蔽层外层的阻水带层、设于阻水带层外层的纵包铝塑复合带层和包覆于纵包铝塑复合带外层的中密度聚乙烯护套；所述的铝塑复合带为双面覆膜型铝塑复合带，所述的双面覆膜型铝塑复合带的厚度为0.2?0.25mm，所述的双面覆膜型铝塑复合带包括有铝箔，所述的铝箔的两面分别设有热塑聚酯膜(PET)，所述的铝箔厚度不小于0.1mm ;所述的双面覆膜型铝塑复合带纵包搭盖宽度不小于8mm。
[0012]所述的铠装层由缠绕于所述径向阻水综合内护层外的铝合金丝组成，所述的铝合金丝为铝镁合金丝。
[0013]所述的外护层为聚乙烯护套。
[0014]所述的双面覆膜型铝塑复合带与所述的聚乙烯护套之间的剥离应力不小于0.5N/mm η
[0015]所述的铝镁合金丝的拉伸强度不小于150MPa。
[0016]一种新型电气化铁路电缆的制造工艺，具体步骤如下:
[0017]步骤1，导体拉制，首先将利用拉丝机将铜杆通过一道或数道拉伸模具的模孔拉制成铜丝导体；
[0018]步骤2，铜丝退火，将步骤I中的铜丝导体先加热到设定的温度，然后再以结晶的方式来提高铜丝导体的韧性，降低铜丝导体的强度，退火工序还可以杜绝铜丝的氧化；
[0019]步骤3，导体的绞制，取若干步骤2中通过退火工艺的铜丝并绞合成缆；
[0020]步骤4，采用悬链式干法交联生产线在步骤3中的成缆导体外完成导电导体屏蔽层、抗水树交联聚乙烯绝缘层、过氧化物交联型不可剥离半导电绝缘屏蔽层这三层的一次挤出成型，得到绝缘线芯；
[0021]步骤5，通过绕包工艺在绝缘线芯外绕包半导电阻水带；
[0022]步骤6，选用具有自动退扭和张力控制式摇篮放线盘的钢丝铠装机，且该钢丝铠装机配置有同心式绕包头；通过上述钢丝铠装机在半导电阻水带外缠绕铜丝缠绕层，同时通过上述钢丝铠装机的同心式绕包头在铜丝缠绕层外绕包疏绕铜带层；
[0023]步骤7，通过绕包工艺在步骤6中的外层疏绕铜带层外依次绕包阻水带层和双面覆膜型铝塑复合带，然后再通过挤包工艺在双面覆膜型铝塑复合带外挤包中密度聚乙烯护套；
[0024]步骤8，通过步骤6中的钢丝铠装机在步骤7中的中密度聚乙烯护套外缠绕铝镁合金丝铠装层，最后通过挤包工艺在铝镁合金丝铠装层外挤包外护套，得到成品电缆。
[0025]有益效果:本发明不仅具有优异的径向阻水性能和防腐性能，而且生产成本低。
[0026]本发明与现有技术相比具有以下优点:
[0027]1、由阻水带绕包层、铝塑复合带纵包层和中密度聚乙烯护套层组成的径向阻水综合内护层，径向阻水综合内护层最外层的中密度聚乙烯护套层确保了电缆护层的超低吸水率，铝塑复合带纵包层则阻止了渗透过中密度聚乙烯护套层的极少量的水分子进一步向电缆内部渗透，径向阻水综合内护层最内层的阻水带绕包层则可以充分阻止水分子沿电缆的径向方向蔓延，径向阻水综合内护层由内至外的三重防护确保了电缆优异的径向阻水性倉泛。
[0028]2、径向阻水综合内护层采用的铝塑复合带应为双面覆膜型铝塑复合带，覆膜材质采用热塑聚酯膜(PET)，而热塑聚酯膜(PET)在挤包过程中与热熔状态的中密度聚乙烯护套层的内表面迅速紧密贴合，充分确保了电缆的径向阻水结构的完整性。
[0029]3、径向阻水综合内护层采用的双面覆膜型铝塑复合带的总厚度不小于0.2mm，且双面覆膜型铝塑复合带的铝箔厚度不小于0.10mm，上述的两个条件均使得双面覆膜型铝塑复合带具备足够的机械强度，从而防止了因铝箔层在电缆制造过程中或后续运输、安装、敷设过程中遭到破坏而使电缆的径向阻水性能下降。
[0030]4、相比普通交联聚乙烯绝缘，抗水树交联聚乙烯绝缘具有有更优异的电水树抑制能力，极大的延长了电缆使用寿命。
[0031]5、相比铝丝铠装，铝镁合金丝铠装强度更高，抗冲击、抗蠕变能力更强；相比钢丝铠装，铝镁合金丝重量更轻，防腐性更好，而且铝镁合金丝无磁性、导电率更高，可最大程度减少电磁感应电流，电缆发热得到一定程度的抑制，而且成本更低。
【附图说明】
[0032]图1是本发明的实施例的剖面结构示意图。
[0033]附图标记说明:铜丝导体1，半导电导体屏蔽层2，绝缘层3，半导电绝缘屏蔽层4，绝缘半导电阻水层5，铜丝缠绕层6，疏绕铜带层7，阻水带层8，纵包铝塑复合带层9，中密度聚乙烯护套10，铠装层11，外护层12。
【具体实施方式】
[0034]下面根据说明书附图详细说明本发明的具体实施例:
[0035]一种新型电气化铁路电缆，所述的电缆包括绝缘线芯、绝缘半导电阻水层5、组合金属屏蔽层、径向阻水综合内护层、铠装层11和外护层12 ;所述的绝缘半导电阻水层5绕包于所述绝缘线芯的外层，所述的组合金属屏蔽层设于所述绝缘半导电阻水层5的外层，所述的径向阻水综合内护层绕包于所述组合金属屏蔽层的外层，所述的铠装层11包覆于所述径向阻水综合内护层的外层，所述的外护层12挤包于所述铠装层11的外层；所述的绝缘线芯包括导体层、半导电导体屏蔽层2、绝缘层3和半导电绝缘屏蔽层4;所述的半导电导体屏蔽层2包覆于导体层的外层，所述的绝缘层3包覆于半导电导体屏蔽层2，所述的半导电绝缘屏蔽层4包覆于绝缘层3的外层；所述的导体层由若干铜导体绞合成缆，所述的绝缘层3为抗水树交联聚乙烯绝缘层3 ;所述的半导电绝缘屏蔽层4为过氧化物交联型不可剥离半导电绝缘屏蔽层4，所述的过氧化物交联型不可剥离半导电绝缘屏蔽层4的电阻率不大于100 Ω.cm ;所述的导体层、半导电导体屏蔽层2、绝缘层3和半导电绝缘屏蔽层4采用悬链式干法交联生产线完成三层一次挤出；所述的绝缘半导电阻水层5由重叠绕包于绝缘线芯外层的半导电阻水带组成；所述的半导电阻水带的绕包搭盖率为10?15%，所述的半导电阻水带的厚度为0.15?0.3mm，所述的半导电阻水带的体积电阻率小于5 X 15 Ω.cm，所述的半导电阻水带的表面电阻率小于1400Ω ;所述的组合金属屏蔽层包括有绕包于绝缘半导电阻水层5外层的内层铜带层，所述的内层铜带层的外层缠绕有铜丝缠绕层6，所述的铜丝缠绕层6采用具有自动退扭和张力控制式摇篮放线盘的钢丝铠装机设备，该钢丝铠装机设备还配置有同心式绕包头；所述的铜丝缠绕层6的外层设有与内层铜带层反向的外层疏绕铜带，该外层疏绕铜带可以防止铜丝缠绕层6的铜丝分布不均匀；所述的内层铜带层的铜带的绕包搭盖率不小于5%，所述的所述的内层铜带层的铜带的绕包角度为30?50° ;所述的外层疏绕铜带的铜带之间的间隙率为40?50% ;所述的径向阻水综合内护层包括重叠绕包于组合金属屏蔽层外层的阻水带层