小于IO14Q?cm的交联聚烯烃材料，保证电缆20°C和90°C时的绝缘电 阻、DC稳定性、表面漏电流等电气性能要求；外绝缘层4采用耐IRM902#矿物油、耐IRM903 # 燃料油、耐酸碱、耐臭氧的交联聚烯烃材料，保证电缆的各项物理机械性能。内绝缘、外绝缘 同时具有PH彡4. 3、电导率彡10iis/mm、HCL及HBr含量彡0. 5%、HF含量彡0. 1%、毒性指数 < 3等低烟无卤低毒的特点，保证了电缆的防火性能要求。同时对外绝缘材料提出20°C体 积电阻率不小于IO12Q?cm的要求，在内层绝缘挤出不完整时，外层绝缘可以立刻进行补 偿，保证电缆的绝缘性能。
[0016] 额定电压I. 8/3kV和3. 6/6kV电缆需包括外包带5和护套6结构，外包带5起到 隔离外绝缘层4和护套层6的作用，使电缆护套容易剥离，便于电缆敷设。在外包带5外挤 出一层电缆的塑料护套6,这种塑料保护套可以是阻燃或非阻燃的材料，并具有良好的抗外 部腐蚀及老化的性能。
[0017] 图2为一种新型的双层绝缘系统轨道交通车辆用电缆工艺流程图。
[0018] 一种新型的双层绝缘系统轨道交通车辆用电缆生产工艺包括：中拉、小拉、退镀、 束丝/绞线、绝缘、辐照、绕包、护套、辐照共9个工序。其中绝缘工序为关键工序主要控制 点为材料预热、滤网选择、模具配比和冷却水温度确定。
[0019] 材料预热：为保证在螺杆熔融段区间内，材料充分的熔融，要求在螺杆加料段的材 料具有50°c~70°C的初始温度，同时要求温度保持在材料熔点以下，以保证材料能够稳定 的向前推进。
[0020] 滤网选择：在机头与螺杆连接法兰处的蜂窝板上，添加一层80目的钢制滤网，滤 网与螺杆同侧，并应完全包裹于蜂窝板上，以增加螺杆均化段熔融材料的压力，强化螺杆的 回流作用，避免在挤塑生产过程中，升、降速度引起螺杆出胶量不稳而导致电缆外径不稳现 象的发生。
[0021] 模具配比：在同一个机头内完成双层共挤，挤塑流程如图3所示。挤塑机组主要包 括放线装置7、张力轮8、O50挤出机9、O70挤出机10、双层共挤机头11、O50控制柜12、 070控制柜13、第一冷却水槽14、印字机15、第二冷却水槽16、牵引装置17、储线架18、火 花机19、计米器20以及收线装置21组成。对模具配比提出了更高的要求，如图4所示，由 左至右依次为内模22、中模23和外模24。假设D=电缆外径，Dl=内模内孔尺寸；D2=中模 内孔尺寸；D3=外模内孔尺寸；d=导体外径；r=内层绝缘壁厚=1/2X单层绝缘厚度，要求 Dl=d+0. 18mm;D2=d+2r+0. 2mm;D3=D_0.Imm。为保证电缆外径均匀，机头内压力稳定，要求 内模22承径区长度Ll=7~8mm、中模23承径区长度L2=l. 5~2mm、外模24承径区长度 L3=l. 5 ~2mm〇
[0022] 冷却水温度确定：电缆经过外模定型后，为保证电缆绝缘层在冷却过程中热量均 匀散发，双层结合处无应力存留以及无绝缘骤冷开裂现象，冷却过程采用长度不小于30 米，温度逐级递减的水冷系统，要求第一节水槽温度不低于80°C，各节水槽以15°C递减至 室温。
[0023] 该电缆通过改善双层挤出工艺，使内绝缘层和外绝缘层紧密的结合在一起，实现 了双层绝缘系统轨道交通车辆电缆的设计，可满足额定电压3. 6/6kV及以下的使用范围， 以EN50264-3-1 600V1.5M电缆为例，双层绝缘系统可显著提高电缆各项指标余量(表 1)，并且各批次材料性能稳定，明显提升电缆长期运行的安全性、可靠性，满足了国家远距 离高速/重载运行列车连续跨区域运行的发展战略要求。
[0024] 表1电缆各项指标余量
【主权项】
1. 一种新型双层绝缘系统轨道交通车辆用电缆，其特征在于：所述电缆包括导体层， 所述导体层外设有两层绝缘层，所述绝缘层分别为内绝缘层和外绝缘层，所述导体层与所 述内绝缘层之间还设有内包带，所述内包带的覆盖率不小于20%，所述外绝缘层外设有外 包带和护套，所述导体层采用锻锡导体，且采用外径不小于0.1mm的单丝按照相邻层绞向 相反的方式进行绞合，各层导体单丝根数按照（n-1) *6的方式进行设计，其中n>2,为绞 合层数。
2. 根据权利要求1所述的一种新型双层绝缘系统轨道交通车辆用电缆，其特征在于： 所述内绝缘层采用2(TC体积电阻率不小于10"Q?cm的交联聚帰姪材料，保证电缆2(TC和 9(TC时的绝缘电阻、DC稳定性、表面漏电流等电气性能要求；外绝缘层采用耐IRM902#矿物 油、耐IRM903#燃料油、耐酸碱、耐莫氧的交联聚帰姪材料，保证电缆的各项物理机械性能； 内绝缘层、外绝缘层同时具有PH> 4. 3、电导率《10ys/mm、肥L及皿r含量《0. 5%、HF含 量《0. 1%、毒性指数《3等低烟无团低毒的特性。
3. 根据权利要求1所述的一种新型双层绝缘系统轨道交通车辆用电缆的制备方法，其 特征在于：包括中拉、小拉、退锻、束丝或绞线、绝缘、福照、绕包、护套、福照共9个工序，其 中绝缘工序为关键工序，控制点包括材料预热、滤网选择、模具配比和冷却水温度确定四个 方面： 材料预热；为保证在螺杆烙融段区间内，材料充分的烙融，要求在螺杆加料段的材料具 有5(TC~7(TC的初始温度，同时要求温度保持在材料烙点W下，W保证材料能够稳定的向 前推进； 滤网选择：在机头与螺杆连接法兰处的蜂窝板上，添加一层80目的钢制滤网，滤网与 螺杆同侧，并应完全包裹于蜂窝板上，W增加螺杆均化段烙融材料的压力，强化螺杆的回流 作用，避免在挤塑生产过程中，升、降速度引起螺杆出胶量不稳而导致电缆外径不稳现象的 发生； 模具配比：在同一个机头内完成双层共挤，模具依次包括内模、中模和外模，且Dl=d+0. 18mm;D2=d+化+0. 2mm;D3=D-0. 1mm，其中D=电缆外径，Dl=内模内孔尺寸，D2=中 模内孔尺寸，D3=外模内孔尺寸，d=导体外径，r=内层绝缘壁厚=1/2X单层绝缘厚度；为保 证电缆外径均匀，机头内压力稳定，要求内模、中模和外模的承径区长度依次为Ll=7~8mm、 L2=l. 5~2mm、L3=l. 5~2mm； 冷却水温度确定：电缆经过外模定型后，为保证电缆绝缘层在冷却过程中热量均匀散 发，双层结合处无应力存留W及无绝缘骤冷开裂现象，冷却过程采用长度不小于30米，温 度逐级递减的水冷系统，要求第一节水槽温度不低于8(TC，各节水槽W15C递减至室温。
【专利摘要】本发明公开了一种新型双层绝缘系统轨道交通车辆用电缆及其制备方法，电缆包括导体层，导体层外设有两层绝缘层，分别为内绝缘层和外绝缘层。内绝缘层采用交联聚烯烃材料，保证电缆的各项电气性能；外绝缘层采用交联聚烯烃材料，保证电缆的各项物理机械性能。其制备方法包括中拉、小拉、退镀、束丝或绞线、绝缘、辐照、绕包、护套、辐照共9个工序，其中绝缘工序为关键工序，控制点包括材料预热、滤网选择、模具配比和冷却水温度确定四个方面。本发明通过改善双层挤出工艺，使内绝缘层和外绝缘层紧密的结合在一起，实现了双层绝缘系统轨道交通车辆电缆的设计明显提升电缆长期运行的安全性、可靠性，满足了国家远距离高速/重载运行列车连续跨区域运行的发展战略要求。
【IPC分类】H01B7-17, H01B7-02, H01B7-28, H01B13-00
【公开号】CN104715821
【申请号】CN201510116215
【发明人】周佳龙, 王恒恒, 陈宇坤, 梁斌, 王志荣
【申请人】中天科技装备电缆有限公司
【公开日】2015年6月17日
【申请日】2015年3月18日