轨道交通用阻燃直流电缆及其生产工艺的制作方法

本发明涉及轨道交通技术领域，尤其涉及轨道交通用阻燃直流电缆及其生产工艺。

背景技术：

轨道交通具有运量大、速度快、安全、保护环境、节约能源和用地等特点，近几年为了减轻交通压力，政府投入大量的资金和人力进行轨道交通建设，地铁、轻轨等发展迅速，也带动了电线电缆行业的发展，这些交通工具和车站站点人员集中，相关部门对使用的电缆提出了新的要求，不仅需要满足阻燃a类(符合gb/t18380.33-2008)燃烧要求，也要满足阻燃b1级(符合gb31247-2014)要求，且轨道交通环境复杂，电缆还需要具备防水性能。因此有必要设计一种同时满足阻燃a类和阻燃b1级的轨道交通用直流电缆。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提供了轨道交通用阻燃直流电缆及其生产工艺及挤出设备。

实现本发明目的的技术方案是：轨道交通用阻燃直流电缆，包括导体，以及依次包裹在导体外的加强型无纺布绕包带、乙丙橡皮绝缘层、阻水带、铝塑复合带、隔氧层、低烟无卤阻燃带、氟金云母带和低烟无卤阻燃外护套。所述导体采用gb/t3956中规定的5类或6类导体，所述导体表面可以镀锡，截面为50～630mm²。所述加强型无纺布绕包带采用厚度为0.1～0.16mm的加强型无纺布。所述乙丙橡皮绝缘层挤出厚度在2.4～2.8mm。所述阻水带宽度20～60mm，绕包两层，搭盖率15～20％。所述铝塑复合带宽度比线芯周长长8～15mm，厚度0.25～0.30mm。所述隔氧层材料采用金发科技wds-gybk002高成碳低烟无卤阻燃隔氧层料，抗拉强度≥8mpa，断裂伸长率≥125％，氧指数≥40％，有焰烟密度≤50，无焰烟密度≤300，卤酸气体含量≤0.05mg/g，ph值≥5.0，电导率≤2.0μs/mm。所述隔氧层挤出厚度1.2～1.8mm。所述低烟无卤阻燃带绕包包带宽度40～60mm，同向绕包两层，搭盖率15～20％。所述氟金云母带采用单面云母带，绕包包带宽度为40～60mm，绕包两层，搭盖率15～20％。所述低烟无卤阻燃外护套采用金发科技wds-815bk001高成碳低烟无卤阻燃聚烯烃护套料，抗拉强度≥11mpa，断裂伸长率≥170％，氧指数≥35％，有焰烟密度≤50，有焰烟密度≤300，卤酸气体≤0.05mg/g，ph值≥5.0，电导率≤2.0μs/mm，低温性能-25℃，热老化性能抗拉强度和断裂伸长率变化率≤±20％，护套材料中添加3～5份苦精防鼠蚁剂。所述低烟无卤阻燃外护套挤出厚度1.6～2.8mm。

轨道交通用阻燃直流电缆的生产工艺包括以下步骤：

s1：导体绞合。所述导体采用gb/t3956中规定的5类或6类导体，所述导体截面为50～630mm²。

s2：加强型无纺布绕包带绕包在导体外。所述加强型无纺布绕包带采用聚酯材料进行加强。

s3：在加强型无纺布绕包带外挤出乙丙橡皮绝缘层。

s4：在乙丙橡皮绝缘层外绕包两层宽度为20～60mm的阻水带。

s5：在阻水带外纵包铝塑复合带。在铝塑复合带外挤包隔氧层。

s6：在隔氧层外同向绕包两层低烟无卤阻燃带，搭盖率15～20％。在低烟无卤阻燃带外绕包两层氟金云母带，采用单面云母带。

s7：在氟金云母带外挤包低烟无卤阻燃外护套。

所述s2中，采用厚度为0.1～0.16mm的加强型无纺布进行绕包，防止高压下绝缘材料渗漏到导体上。

所述s3中，所述乙丙橡皮绝缘层挤出厚度在2.4～2.8mm。

所述s4中，所述阻水带宽度20～60mm，绕包两层，搭盖率15～20％。在电缆接触到水时，阻水带膨胀，阻止水分进一步从电缆端头向内部侵蚀。满足72h浸水试验。

所述s5中，所述纵包铝塑复合带与挤包隔氧层同时进行，所述铝塑复合带宽度比线芯周长长8～15mm，厚度0.25～0.30mm。所述铝塑复合带纵包后，进入挤塑机机头之前需进行加热，加热长度800～1500mm，加热温度180～200℃。所述隔氧层挤出厚度1.2～1.8mm，挤出温度一区：110～130℃，二区：120～140℃，三区：130～150℃，四区以后：150～170℃，机头：150～170℃，模具：150～170℃。所述隔氧层材料采用金发科技wds-gybk002高成碳低烟无卤阻燃隔氧层料，抗拉强度≥8mpa，断裂伸长率≥125％，氧指数≥40％，有焰烟密度≤50，无焰烟密度≤300，卤酸气体含量≤0.05mg/g，ph值≥5.0，电导率≤2.0μs/mm。能很好的控制电缆的发烟量。

所述s6中，所述低烟无卤阻燃带绕包包带宽度40～60mm，同向绕包两层，搭盖率15～20％。所述氟金云母带采用单面氟金云母带，绕包包带宽度为40～60mm，绕包两层，搭盖率15～20％。能阻止火焰蔓延和对电缆内部结构的破坏，同时能控制电缆的热释放量和热释放速率。

所述s7中，低烟无卤阻燃外护套采用金发科技wds-815bk001高成碳低烟无卤阻燃聚烯烃护套料，抗拉强度≥11mpa，断裂伸长率≥170％，氧指数≥35％，有焰烟密度≤50，有焰烟密度≤300，卤酸气体≤0.05mg/g，ph值≥5.0，电导率≤2.0μs/mm，低温性能-25℃，热老化性能抗拉强度和断裂伸长率变化率≤±20％。所述低烟无卤阻燃外护套挤出厚度1.6～2.8mm，挤出温度一区：100～120℃，二区：120～140℃，三区：130～150℃，四区以后：140～160℃，机头：140～160℃，模具：140～160℃。

所述s5中，隔氧层采用挤出设备，所述挤出设备包括放线盘、线芯、挤塑机机头、收线盘。还包括纵包机、加热装置。所述线芯由放线盘放出，经过纵包机纵包铝塑复合带，再经加热装置加热后送入挤塑机挤出隔氧层，完成后由收线盘收卷。

所述加热装置包括温度显示屏、电源开关、温度调节开关、风机、加热丝、加热管。所述温度显示屏可以实时显示加热管内部温度。所述电源开关控制加热装置加热功能的启停。所述温度调节开关可以调节加热管内部温度。所述加热丝绕设在加热管内壁，并与电源开关和温度调节开关电连接。

采用了上述技术方案，本发明具有以下的有益效果：(1)本发明的轨道交通用阻燃直流电缆的隔氧层、阻燃带和护套层采用低烟无卤材料，绝缘层采用乙丙橡皮，还有防水层和隔氧层，电缆的阻燃、低烟、绝缘、防水性能十分优异，阻水带、低烟无卤阻燃带、氟金云母带均为双层，进一步加强了电缆的阻燃、低烟、绝缘、防水性能。

(2)本发明的轨道交通用阻燃直流电缆的隔氧层和护套层材料绝缘、阻燃、低发烟等性能均十分优异，增加了电缆使用的安全性，护套材料中添加3～5份改性苦精防鼠蚁剂，具有防鼠蚁的功能，相比传统辣椒素，味道不容易散失，防鼠蚁时间更长，不溶于水，无毒环保，生产时不会散发气味，刺激工人。

(3)本发明的轨道交通用阻燃直流电缆的加强型无纺布厚度较厚，采用聚酯材料进行加强，可以有效防止高压下绝缘材料渗漏到导体上，从而保证导体的导电性能，降低电缆的燃烧风险。

(4)本发明的轨道交通用阻燃直流电缆的生产工艺中，双层绕包的阻水带在电缆接触到水时，阻水带膨胀，阻止水分进一步从电缆端头向内部侵蚀。满足72h浸水试验，防水性能优秀。

(5)本发明的轨道交通用阻燃直流电缆的生产工艺中纵包铝塑复合带与挤包隔氧层同时进行，且在挤包隔氧层前对线芯进行加热，能够节约工作流程，使铝塑复合带和隔氧层粘结更牢固，增加电缆的密闭性，提高径向防水功能，电缆可长期浸泡水中使用。

(6)本发明的轨道交通用阻燃直流电缆的生产工艺中绝缘层、阻燃带、隔氧层、云母带、护套层的材料选择及工艺，使电缆阻燃和低发烟性能十分优良。

(7)本发明的轨道交通用阻燃直流电缆隔氧层的挤出设备结构巧妙，在传统挤出设备的挤塑机机头前加设了纵包机和加热设备，使纵包铝塑复合带与挤包隔氧层工序同时进行，且能够在挤包隔氧层前对线芯进行加热，能够简化工作流程，增加电缆强度和密封性，降低生产成本。

(8)本发明的轨道交通用阻燃直流电缆隔氧层的挤出设备中加热设备上设有温度显示屏温度调节开关，能够直观的显示加热设备的温度并简捷地调整，使用方便。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中

图1为本发明的轨道交通用阻燃直流电缆的结构示意图。

图2为本发明的轨道交通用阻燃直流电缆的生产工艺中隔氧层的挤出设备结构示意图。

图3为本发明的轨道交通用阻燃直流电缆的生产工艺中隔氧层的挤出设备的加热装置的结构示意图。

附图中的标号为：

导体1，加强型无纺布绕包带2，乙丙橡皮绝缘层3，阻水带4，铝塑复合带5，隔氧层6，低烟无卤阻燃带7，氟金云母带8，低烟无卤阻燃外护套9，放线盘10，线芯11，纵包机12，加热装置13，温度显示屏13-1，开关13-2，温度调节开关13-3，风机13-4，加热丝13-5，加热管13-6，挤塑机机头14，收线盘15。

具体实施方式

见图1至图3，本发明的轨道交通用阻燃直流电缆，包括导体1，以及依次包裹在导体1外的加强型无纺布绕包带2、乙丙橡皮绝缘层3、阻水带4、铝塑复合带5、隔氧层6、低烟无卤阻燃带7、氟金云母带8和低烟无卤阻燃外护套9。导体1采用gb/t3956中规定的5类或6类导体，导体1表面可以镀锡，截面为50～630mm²。加强型无纺布绕包带2采用厚度为0.1～0.16mm的加强型无纺布。乙丙橡皮绝缘层3挤出厚度在2.4～2.8mm。阻水带4宽度20～60mm，绕包两层，搭盖率15～20％。铝塑复合带5宽度比线芯周长长8～15mm，厚度0.25～0.30mm。隔氧层6材料采用金发科技wds-gybk002高成碳低烟无卤阻燃隔氧层料，抗拉强度≥8mpa，断裂伸长率≥125％，氧指数≥40％，有焰烟密度≤50，无焰烟密度≤300，卤酸气体含量≤0.05mg/g，ph值≥5.0，电导率≤2.0μs/mm。隔氧层6挤出厚度1.2～1.8mm。低烟无卤阻燃带7绕包包带宽度40～60mm，同向绕包两层，搭盖率15～20％。氟金云母带8采用单面云母带，绕包包带宽度为40～60mm，绕包两层，搭盖率15～20％。低烟无卤阻燃外护套9采用金发科技wds-815bk001高成碳低烟无卤阻燃聚烯烃护套料，抗拉强度≥11mpa，断裂伸长率≥170％，氧指数≥35％，有焰烟密度≤50，有焰烟密度≤300，卤酸气体≤0.05mg/g，ph值≥5.0，电导率≤2.0μs/mm，低温性能-25℃，热老化性能抗拉强度和断裂伸长率变化率≤±20％。护套材料中添加3～5份苦精防鼠蚁剂。低烟无卤阻燃外护套9挤出厚度1.6～2.8mm。

还包括轨道交通用阻燃直流电缆的生产工艺，包括以下步骤：

s1：导体1绞合。导体采用gb/t3956中规定的5类或6类导体，导体截面为50～630mm²。

s2：加强型无纺布绕包带2绕包在导体外。采用厚度为0.1～0.16mm的加强型无纺布进行绕包，所述加强型无纺布绕包带2采用聚酯材料进行加强。防止高压下绝缘材料渗漏到导体1上。

s3：在加强型无纺布绕包带2外挤出乙丙橡皮绝缘层3。乙丙橡皮绝缘层3挤出厚度在2.4～2.8mm。乙丙橡皮材料采用硫化工艺制成。

s4：在乙丙橡皮绝缘层3外绕包阻水带4。阻水带4宽度20～60mm，绕包两层，搭盖率15～20％。在电缆接触到水时，阻水带4膨胀，阻止水分进一步从电缆端头向内部侵蚀。

s5：在阻水带4外纵包铝塑复合带5。在铝塑复合带5外挤包隔氧层6。纵包铝塑复合带5与挤包隔氧层6同时进行，铝塑复合带5宽度比线芯周长长8～15mm，可以保证铝塑复合带能将线芯完成的包覆，节省材料，不容易产生褶皱。厚度0.25～0.30mm，铝塑复合带5纵包后，进入挤塑机机头之前需进行加热，加热长度800～1500mm，加热温度180～200℃，隔氧层6挤出厚度1.2～1.8mm，挤出温度一区：110～130℃，二区：120～140℃，三区：130～150℃，四区以后：150～170℃，机头：150～170℃，模具：150～170℃。提高径向防水功能，电缆可长期浸泡水中使用。隔氧层6材料采用金发科技wds-gybk002高成碳低烟无卤阻燃隔氧层6料。抗拉强度≥8mpa，断裂伸长率≥125％，氧指数≥40％，有焰烟密度≤50，无焰烟密度≤300，卤酸气体含量≤0.05mg/g，ph值≥5.0，电导率≤2.0μs/mm。

轨道交通用阻燃直流电缆的隔氧层采用挤出设备，挤出设备包括放线盘10、线芯11、挤塑机机头14、收线盘15，还包括纵包机12、加热装置13。线芯11由放线盘10放出，经过纵包机12纵包铝塑复合带5，再经加热装置13加热后送入挤塑机14挤出隔氧层6，完成后由收线盘15收卷。

加热装置13包括温度显示屏13-1、电源开关13-2、温度调节开关13-3、风机13-4、加热丝13-5、加热管13-6。温度显示屏13-1可以实时显示加热管13-6内部温度。电源开关13-2控制加热装置13加热功能的启停。温度调节开关13-3可以调节加热管13-6内部温度。加热丝13-5绕设在加热管13-6内壁，并与电源开关13-2和温度调节开关13-3电连接。铝塑复合带5采用纵包形式，加强了防水的效果。同时进行纵包铝塑复合带5和挤出隔氧层6节约了工序和时间，挤出隔氧层6前对铝塑复合带5进行加热处理工艺，使铝塑复合带5与隔氧层6粘接效果更好。

s6：在隔氧层6外绕包低烟无卤阻燃带7。在低烟无卤阻燃带7外绕包氟金云母带8。低烟无卤阻燃带7绕包包带宽度40～60mm，同向绕包两层，搭盖率15～20％。氟金云母带8采用单面氟金云母带8，绕包包带宽度为40～60mm，绕包两层，搭盖率15～20％。能阻止火焰蔓延和对电缆内部结构的破坏，同时能控制电缆的热释放量和热释放速率。

s7：在氟金云母带8外挤包低烟无卤阻燃外护套9。低烟无卤阻燃外护套9采用金发科技wds-815bk001高成碳低烟无卤阻燃聚烯烃护套料，抗拉强度≥11mpa，断裂伸长率≥170％，氧指数≥35％，有焰烟密度≤50，无焰烟密度≤300，卤酸气体≤0.05mg/g，ph值≥5.0，电导率≤2.0μs/mm，低温性能-25℃，热老化性能110℃/240h抗拉强度和断裂伸长率变化率≤±20％。低烟无卤阻燃外护套9挤出厚度1.6～2.8mm，挤出温度一区：100～120℃，二区：120～140℃，三区：130～150℃，四区以后：140～160℃，机头：140～160℃，模具：140～160℃。

电缆的燃烧试验结果见表1。

表1燃烧试验结果

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。