三防轨道交通直流牵引柔性软电缆的制作方法

本实用新型涉及轨道交通电缆技术领域，尤其是一种三防轨道交通直流牵引柔性软电缆。

背景技术：

全国轨道交通经过50多年的发展，到2018年底，全国铁路营业里程达到12.7万公里，其中高铁2.5万公里，占世界高铁总量的66.3％，铁路电气化率、复线率分别居世界第一和第二位。到2020年，中国铁路将实现：铁路网规模和质量达到世界领先，基本建成布局合理、覆盖广泛、高效便捷、功能完善、世界上最现代化的铁路网和高铁网，并与其他交通方式实现有机衔接和深度融合。全国铁路营业里程达到15万公里左右，基本覆盖20万人口以上城市；其中高铁3万公里左右，覆盖80％以上的大城市；中西部(含东北三省)铁路11.2万公里左右，复线率和电气化率分别达到60％和70％。号称“城市轨道交通大动脉”的能量传输系统就需要大量的轨道交通用电缆。

众所周知，传统的轨道交通用电缆含有卤素，一旦发生火灾，电缆燃烧释放的卤化氢等卤酸气体，对人员呼吸道和视线可见度影响都比较大，在人员比较密集的场所人们几乎没有逃生的机会。为此，法国、德国在21世纪率先提出无卤、低烟、阻燃、无毒、环保轨道交通的技术标准，我国根据欧洲电工标准委员会、国际电工标准委员会、铁道部行业标准以及电缆的敷设条件，制定了《额定电压1500v轨道交通用直流电缆》企业标准。地铁用电线电缆除一些特殊要求外，国内大部分均能实现配套供应，而直流牵引电缆电力传输用电缆除部分从国外引进外，大多数用交流电缆替代。交流电缆的绝缘设计、使用特性、对环境的适用性能不适用于现代轨道交通直流牵引系统的要求，使传输稳定性下降；而且交流电缆采用三相四线制或五线制也会造成很大的浪费；现有的交流电缆邵氏硬度较大(通长在hsa90以上)，而且电缆的护层长期被日光照射，容易出现颜色褪色，机械物理性能下降，影响电缆的柔软性，而且弯曲产生的应力也会导致护套开裂现象的产生；铝-塑复合带作为防水层，本身的硬度也比较大，电缆在安装敷设过程中也会带来极大的不便。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种三防轨道交通直流牵引柔性软电缆，可以解决轨道交通电缆在敷设、弯曲使用时出现护套开裂现象，改善柔软度以及防水性，实现防鼠蚁、防水和防紫外线。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种三防轨道交通直流牵引柔性软电缆，包括导体，导体为第六类导体采用同心复绞型式制成的导体，导体外由内至外依次设置有绝缘层、阻水层、阻燃层、防鼠防蚁层以及外护套层；

阻水层由重叠绕包于绝缘层外的铝塑复合带以及重叠绕包于铝塑复合带外的膨胀阻水带组成；

阻燃层由两层无卤玻璃纤维带组成，每层搭盖率不小于60％；

防鼠防蚁层由双层间隙绕包的黄铜带组成，间隙搭盖率不大于50％；

外护套层为防紫外线低烟无卤阻燃护套。

铝塑复合带的搭盖率不小于20％，膨胀阻水带的搭盖率不小于30％。

无卤玻璃纤维带的氧指数大于50，厚度为0.25mm。

黄铜带最薄点厚度为0.12mm。

本实用新型的设计原理如下：

1、导体结构设计

无卤、低烟、高阻燃护套材料其邵氏硬度大，影响电缆的柔软性。为杜绝电缆使用时开裂，应尽可能减少电缆的弯曲半径，同时一改传统采用5类导体的做法，选用了gb/t3956-2008中最软的第6类导体。导体采用同心复绞型式，相邻层股线绞向相反。直流牵引电缆部分导体具体如下表：

2、电缆绝缘设计

电缆在直流电压下绝缘内的电场强度与其电阻成正比分布，电缆在运行中，电缆内温度升高，电阻会受温度的影响而发生变化。当电缆放在为零时，最大电场强度出现在导电线芯表面；加上负载后，最大电场强度有向绝缘表面移动的趋势。因此，在绝缘材料选择和厚度设计时不能超过其允许值，而且还应保证电缆在允许最大负载时，绝缘层表面的电场强度不超过其允许值。考虑到轨道交通直流电缆可能长期浸泡在水里，因此选用三元乙丙橡胶作绝缘基料，绝缘厚度在基础上加厚2.5mm，以提供电缆的径向防水性能。

3、外护套设计

护套采用了以乙烯-醋酸乙烯(eva)、聚烯烃弹性体(poe)作基料，配合抗氧剂1010、抗鼠剂、放白蚁剂、抗紫外线剂、消烟剂、软化剂、氢氧化铝等无卤阻燃剂，氧指数不小于40。由于绝缘厚度加厚的因素，护套厚度宜采用下列计算公式：

t＝0.085d+0.45

式中,t为护套厚度(mm)；d为绝缘线芯假定直径(mm)。

4、阻燃结构设计

为使电缆达到a类阻燃要求，采用在阻水层外加两层氧指数大于50、厚度为0.25mm的无卤玻璃纤维带，每层搭盖率不小于60％，使得电缆每处无卤玻璃纤维带不小于4层，它不但具有高阻燃特性而且具有防鼠作用。

5、阻水层结构设计

由于环境和气象因素的作用，电缆有可能较长时间敷设在潮湿的环境下，水分子有可能透过护层，浸入到电缆内部，被绝缘吸收，引起电气性能的下降。因此采用铝/塑粘接综合护层结构，而且在三元乙丙绝缘和铝/塑粘接综合护层之间的间隙绕包1层膨胀型阻水带。搭盖率不小于30％。

6、防鼠防蚁层设计

由于电缆长期敷设在地下，容易受到小动物的(如鼠类、蚁类)的攻击，影响电缆的性能，黄铜是非磁性材料，是含铜60-70％，含锌30-40％的合金，因此采用符合gb2060中h65的黄铜带作为防鼠防蚁层，黄铜带最薄点厚度为0.12mm，采用双层间隙绕包的结构。

本实用新型提供的三防轨道交通直流牵引柔性软电缆，硬度小，柔软性好，安装敷设方便；具有优异的耐气候性、耐油、耐磨，防水，能够适应多种复杂的敷设环境，可靠性高；可以解决轨道交通电缆在敷设、弯曲使用时出现护套开裂现象，改善柔软度以及防水性，实现防鼠蚁、防水和防紫外线。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种三防轨道交通直流牵引柔性软电缆，包括导体1，导体1为第六类导体采用同心复绞型式制成的导体，导体1外由内至外依次设置有绝缘层2、阻水层、阻燃层5、防鼠防蚁层6以及外护套层7；

阻水层由重叠绕包于绝缘层2外的铝塑复合带3以及重叠绕包于铝塑复合带3外的膨胀阻水带4组成；

阻燃层5由两层无卤玻璃纤维带组成，每层搭盖率不小于60％；

防鼠防蚁层6由双层间隙绕包的黄铜带组成，间隙搭盖率不大于50％；

外护套层7为防紫外线低烟无卤阻燃护套。

铝塑复合带3的搭盖率不小于20％，膨胀阻水带4的搭盖率不小于30％。

无卤玻璃纤维带的氧指数大于50，厚度为0.25mm。

黄铜带最薄点厚度为0.12mm。

绝缘层2三元乙丙橡胶绝缘层。

本实用新型的制作过程如下：

1、导体1

导体1应符合gb/t3956-2008第6种软铜导体规定。导电线芯为绞合结构时，相邻层绞向相反，节距实测值与规定值的偏差不超过规定值的5％。导电线芯复绞时，张力要适中，外型圆整，节距均匀，应无拉细、缺根、断头、跳浜和少股现象。绞线不允许整体焊接，在同一层内，相邻两接头距离应不小于300mm，且接头应牢固。

2、绝缘层2

2.1胶料和配合剂

胶料：三元乙丙橡胶；配合剂：超细滑石粉、氧化锌、促进剂、防老剂、交联剂等。

2.2混炼：称量好的胶料和配合剂采用密炼机混炼。

2.3滤橡：混炼好的混合胶在开炼机上压片，片状胶料有皮带输机运送到滤橡机对胶料的杂质进行过滤。

2.4加交联剂：过滤后的胶料冷却寻访8-24h后，再次投入密炼机混炼，并加入交联剂。排料后由皮带运输机输送到开炼机上压片，供压延机碾页。

2.5碾页：采用压延机压片，胶片经冷却装置冷切后，存放8-96h后，供电缆挤出用。

2.6绝缘硫化：导体挤包乙丙橡胶绝缘料，采用挤橡连续硫化机组，严格控制挤出温度、牵引速度、硫化气压，以保证电缆和电性能和绝缘层的物理机械性能。

3、阻水层

绝缘层2外重叠绕包一层铝塑复合带3，搭盖率不小于20％。铝塑复合带3重叠绕包加一层膨胀阻水带4，搭盖率不小于30％。

4、阻燃层5

阻燃层采用2层氧指数大于50，厚度为0.25mm的无卤玻璃纤维带，每层搭盖率不小于60％，使得电缆每处无卤玻璃纤维带不小于4层。

5、防鼠防蚁层6

黄铜带最薄点厚度为0.12mm，采用双层间隙绕包的结构，间隙搭盖率不大于50％。

6、外护套层7

护护套挤出采用螺杆，其压缩比小，出胶量大，螺杆转速不宜太快，分段加热，挤出时采用挤压式，使电缆结构紧密，有利于电缆的阻燃和阻燃和防水效果。

上述的实施例仅为本实用新型的优选技术方案，而不应视为对于本实用新型的限制，本申请中的实施例及实施例中的特征在不冲突的情况下，可以相互任意组合。本实用新型的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本实用新型的保护范围之内。