高速列車用電線電纜的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種高速列車用電線電纜，具有耐高低溫、結構穩定、耐油性優、低煙無鹵阻燃、電氣性能和機械物理性能優異等特點。一種高速列車用電線電纜，包括導體，導體外設置有隔離層，隔離層外采用雙層共擠有內絕緣層和外絕緣層，內絕緣層為150℃輻照交聯聚乙烯內絕緣層，外絕緣層為150℃輻照交聯耐油低煙無鹵阻燃聚烯烴外絕緣層。
【專利說明】高速列車用電線電纜
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種電纜，尤其涉及一種高速列車用電線電纜。
【背景技術】
[0002]隨著中國軌道交通網絡的逐步完善，軌道交通車輛市場份額不斷增加，國內軌道交通建設對高速列車用電線電纜的需求也將不斷增加，預計到2020年，我國新建城市軌道交通線達5000多公里，投資十分巨大，隨之帶來的高速列車用電線電纜市場前景十分看好。通常每公里地鐵約需機車車輛用電纜80~100萬元，我國城市軌道建設將帶來約450億元左右的總需求，估計今后10年全國軌道交通用特種電纜的總需求平均每年約20億元。考慮到維護更新，所需電纜還將在此基礎上增加。隨著高新技術革新，其附加值也會越來越高，市場前景良好，將產生良好的經濟效益和社會效益。我國現在生產的高速列車用電線電纜大量采用耐溫等級比較低的聚烯烴材料或單層絕緣擠出。無法達到規定的使用溫度或無法同時滿足電絕緣性能和低煙、無鹵、阻燃的特性。根據相關規定，高速列車用電線電纜必須有無鹵、低煙、阻燃特性同時必須有比較高的工作溫度和優異的電氣絕緣性能，在火災發生時幾乎不產生有毒氣體及濃煙，減輕鹵化氫氣體對周圍環境中的儀器儀表等精密儀器設備等造成的_.次災害。
[0003]我國目前已對機車車輛、地鐵、輕軌等城市交通運輸投入大量資金進行升級換代或改造.以緩解交通運輸和城市路面擁擠的狀況，如上海、廣州、深圳等地區建造地鐵，以及對北京、天津地鐵的更新改造等工程都需要大量的電線電纜與之配套，為此我公司針對機車車輛、地鐵車輛等實際情況.以及國際上以該環境下使用的電線電纜特殊要求，我們研制高速列車用電線電纜，以適用于升級換代、出口配套和要求高速重載的機車車輛、地鐵、輕軌等設備的各種電力系統。
實用新型內容
[0004]本實用新型提供一種高速列車用電線電纜，具有耐高低溫、結構穩定、耐油性優、低煙無鹵阻燃、電氣性能和機械物理性能優異等特點。
[0005]為實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案:
[0006]一種高速列車用電線電纜，包括導體，導體外設置有隔離層，隔離層外采用雙層共擠有內絕緣層和外絕緣層，內絕緣層為150°C輻照交聯聚乙烯內絕緣層，外絕緣層為150°C輻照交聯耐油低煙無鹵阻燃聚烯烴外絕緣層。
[0007]上述高速列車用電線電纜中，導體為鍍錫銅絲與芳綸紗絞合成束構成。
[0008]上述高速列車用電線電纜中，隔離層為繞包在導體外的聚酯薄膜帶。
[0009]本實用新型的有益效果是:
[0010]1.本實用新型具有耐高低溫、結構穩定、無鹵、低煙、阻燃、低毒和較強的耐輻射性能，能適用機車車輛的嚴酷使用環境。
[0011]2.絕緣采用150°C輻照交聯聚乙烯內絕緣層與150°C耐油輻照交聯低煙無鹵阻燃聚烯烴外絕緣層雙層共擠，絕緣擠出完成后應進行輻照交聯，在增強絕緣電氣性能的同時增強了絕緣的阻燃性能和耐輻射性能。
[0012]3.導體為鍍錫銅絲與芳綸紗絞合成束構成。鍍錫銅絲在保證導體導電性的同時提高了導體的耐腐蝕性，耐氧化性，延長了導體的使用壽命。芳綸紗具有高強度、柔軟性好等優點，采用鍍錫銅絲與芳綸紗混合束絲的結構不僅不會影響導體的直流電阻等電性能，而且可以提高導體的強度與柔軟性，使產品更加適用于高速列車。
[0013]4.采用先進的輻照交聯技術，輻照交聯過程中絕緣不與水分接觸，進而減少了電纜因水分的摻入造成電性能問題的機率；輻照交聯特別適用于生產特種電纜的生產，通過高能電子束對絕緣材料進行改性，高能射線破壞了使原來的線性C-Η鍵，然后分子結構再進行重新組合，形成無規則的網狀分子結構，提高了材料的機械物理性能和耐溫性能，電性能也得到一定提高。由于該材料是采用以高能電子射線對有機熱塑性材料進行輻照而使其由線性高分子轉變成三維立體網狀交聯結構.即以熱塑性轉化為不溶熔的熱固態物質，以使電線電纜的工作溫度達到了 150°C，短路抗過載溫度達到了 250°C.同時亦改善和提高了物理機械性能，并且輻照交聯方式可避免被化學交聯破壞低煙無齒特性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型選定實施例的結構示意圖。
[0015]其中，1.導體，2.隔離層，3.內絕緣層，4.外絕緣層。
【具體實施方式】
[0016]首先，應該指出的是，本節描述的僅僅是用于實施本實用新型的優選實施方式，在不改變本實用新型的原理的前提下，本領域技術人員能夠在這里描述的技術方案做出改型，這些改型也將落入本實用新型的范圍內。
[0017]參考附圖1，一種高速列車用電線電纜，包括導體1，導體1外設置有隔離層2，隔離層2外采用雙層共擠有內絕緣層3和外絕緣層4，內絕緣層3為150°C輻照交聯聚乙烯內絕緣層，外絕緣層4為150°C輻照交聯耐油低煙無鹵阻燃聚烯烴外絕緣層。
[0018]本實施例中，導體1為鍍錫銅絲與芳綸紗絞合成束構成。
[0019]本實施例中，隔離層2為繞包在導體1外的聚酯薄膜帶，一是可以對導體1起到捆扎作用，提高導體1的強度，二是防止鍍錫銅絲扎破絕緣而擊穿。
[0020]本實施例中，內絕緣層3由150°C輻照交聯聚乙烯而成，耐高溫和老化保護線芯不受損傷、延長了電纜使用壽命；外絕緣層4為150°C輻照交聯耐油低煙無鹵阻燃聚烯烴而成，使電纜具有優異機械性能，耐輻照性能。
[0021]一種高速列車用電線電纜的生產方法，包括如下步驟:
[0022](1)選料:選用鍍錫銅絲與芳綸紗絞合成束構成導體；
[0023](2)導體繞包成隔離層:隔離層采用耐溫等級為200°C的電氣絕緣用聚酯薄膜帶，聚酯薄膜帶厚度0.04mm，單層重疊繞包在導體表面，重疊率15%_20% ；
[0024](3)絕緣層擠出:采用雙層共擠擠出，將內絕緣層及外絕緣層同時擠出包覆在得到的導體表面；
[0025](4)輻照交聯處理:內絕緣層采用150°C輻照交聯聚乙烯，外絕緣層采用150°C輻照交聯耐油低煙無鹵阻燃聚烯烴，通過輻射交聯對內絕緣層及外絕緣層的絕緣材料改性處理。
[0026]下面分步具體說明一下各個步驟:
[0027]導體絞合:
[0028]導體為鍍錫銅絲與芳綸紗絞合成束構成，鍍錫銅絲在保證導體導電性的同時提高了導體的耐腐蝕性，耐氧化性，延長了導體的使用壽命。芳綸紗具有高強度、柔軟性好等優點，采用鍍錫銅絲與芳綸紗混合束絲的結構不僅不會影響導體的直流電阻等電性能，而且可以提高導體的強度與柔軟性。
[0029]導體繞包隔離層:
[0030]導體外繞包聚酯薄膜帶作為隔離層，一是可以對導體起到捆扎作用，提高導體的強度，二是防止銅絲扎破絕緣而擊穿。
[0031]內絕緣層和外絕緣層擠包:
[0032]內絕緣層和外絕緣層采用雙層共擠。內絕緣層和外絕緣層厚度比為1:1，通過一次加工實現雙層共擠，生產過程中不需要反復調節線芯偏心的環節，保證了絕緣厚度精確，同此一次擠出可以避免由于兩次擠出分開進行時內絕緣層表面受到污染和損傷的問題，使內絕緣層和外絕緣層結合緊密，保證了內絕緣層和外絕緣層的同心度，提高產品質量，降低加工強度，雙層結構之間緊密性，使電纜的電氣性能更具有優勢。
[0033]內絕緣層和外絕緣層輻照交聯處理:
[0034]內絕緣層采用150°C無鹵低煙輻照交聯聚乙烯而成，耐高溫、抗老化，保護線芯不受損傷；外絕緣層采用150°C輻照交聯耐油低煙無鹵阻燃聚烯烴而成，具有無鹵低煙阻燃環保特性；內絕緣層和外絕緣層熱延伸率50%-100%。利用電子加速器產生的高能射線使絕緣材料交聯，提高了電纜的物理機械性能、電氣絕緣性能，并使電纜的使用溫度提高到150。。。輻照劑量達 15 Mrad -20Mrad。
[0035]本實用新型電纜測試具有以下性能:
[0036]1.電性能:檢測得到20°C導體直流電阻為0.326 Ω /km-0.346 Ω/km，符合GB/T3956-2008標準中鍍金屬導體的要求；絕緣線芯絕緣電阻率:5X ΙΟ12 Ω.m ;未處理、彎曲后、老化后及經礦物油或燃料油處理后電纜進行交流耐壓試驗得到絕緣不擊穿。
[0037]2.絕緣機械物理性能:
[0038](1)絕緣延伸測試:絕緣處理條件為空氣溫度200 °C，負荷時間15 min，機械應力20 N/cm2，負荷下伸長率為150%-160%，冷卻后測得永久變形為5%_10% ;
[0039](2)絕緣老化前機械性能測試:老化前抗張強度應14 N/mm2-20N/mm2,斷裂伸長率為 150%-180% ；
[0040](3)耐臭氧測試:在25°C下處理3小時，在濃度為0.025%?0.030%的臭氧中絕緣不開裂；
[0041](4)高溫壓力測試:測試溫度125±3°C，測試時間4h，測試結果變化率為10%-20% ；
[0042](5)低溫卷繞測試:測試溫度-40±2°C，表面不開裂。
[0043](6)絕緣低溫拉伸測試:測試溫度-40±2°C，斷裂伸長率為50%_60% ；
[0044](7)絕緣低溫沖擊測試:測試溫度_40±2°C，沖擊后絕緣應不開裂。
[0045](8)抗磨擦性測試:絕緣耐摩擦性往返180次-200次。
[0046]3.燃燒測試:
[0047](1)絕緣線芯單根垂直燃燒測試:上支架下緣和炭化部分起始點之間的距離為405mm-425mm，燃燒向下延伸至距離上支架的下緣的距離為480mm-498mm。
[0048](2)成束燃燒測試:試樣上碳化的長度為0.6m-0.8m,
[0049](3)燃燒時析出氣體酸度測試:絕緣的pH值為5.9-6.1，電導率為0.29 μ S/mm-0.38 μ S/mm。
[0050](4)電纜燃燒煙濃度測試:透光率為80%_84%。
[0051]最后所應說明的是，以上【具體實施方式】僅用以說明本實用新型的技術方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本實用新型進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本實用新型的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型技術方案的精神和范圍，其均應涵蓋在本實用新型的權利要求范圍當中。
【權利要求】
1.一種高速列車用電線電纜，包括導體，其特征在于:導體為鍍錫銅絲與芳綸紗絞合成束構成；導體外設置有隔離層，隔離層外采用雙層共擠有內絕緣層和外絕緣層，內絕緣層為150°c輻照交聯聚乙烯內絕緣層，外絕緣層為150°C輻照交聯耐油低煙無鹵阻燃聚烯烴外絕緣層。
2.根據權利要求1所述高速列車用電線電纜，其特征在于:隔離層為繞包在導體外的聚酯薄膜帶。
【文檔編號】H01B7/28GK204117632SQ201420483949
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年8月26日 優先權日:2014年8月26日
【發明者】王秀玉, 黃延江, 初愛芬, 翟孟剛, 李彩霞 申請人:山東華凌電纜有限公司, 濟南市產品質量檢驗院