轨道交通车辆用超耐油超耐低温光电综合电缆的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型具体涉及一种新型的轨道交通车辆用超耐油、超耐低温、低烟无卤阻燃光电综合电缆，特别涉及一种为远距离运输高速铁路客车、动车组或重载货车提供大功率、大电流和信号控制的耐低温动力、控制、通信光电综合电缆。
【背景技术】
[0002]近年，我国城市轨道交通事业高速发展并取得瞩目成就。截至2012年12月31日，仅中国大陆地区就有17个城市70多条城市轨道交通线路投入运营，总运营里程达到2064km。随着城市化进程的不断加快以及解决城市交通问题的迫切需要，各地纷纷加大对城市轨道交通建设的投入，目前不仅省会一级的城市基本都在建设城市轨道交通，而且多个经济比较发达的地级城市也在建设或正在申报建设。根据国内各城市轨道交通建设规划编制和报批进展，预计2020年之前，我国每年新增城市轨道交通运营线路里程基本能超过300km，全国总里程规模将达到目前的2倍。因此目前急需提前做好轨道交通规划和科学研宄工作。
[0003]我国地域广阔，高原、丘陵、平原以及盆地等地形复杂交错，因此目前国内许多正在进行轨道交通规划、设计的城市普遍遇到车辆运行范围小，无法连续跨区域行驶的问题。轨道交通车辆电缆的性能级别直接决定了拟建铁路交通工程的规模，以及线路、行车组织、系统运能等条件的确定。连续跨区域行驶的轨道交通车辆车体布线所用电缆需同时满足低烟、无卤、阻燃、耐矿物油、耐燃油、耐高温、耐低温、抗外部腐蚀及老化等相互矛盾的性能。因此，研发出一种新型的轨道交通车辆用超耐油、超耐低温、低烟无卤阻燃电缆，势在必行。
[0004]随着我国与国外轨道交通车辆制造巨头的深入合作，引入国外交通系统的各种产品制造标准，其中包括欧标、法标、日标、美国GE采购规范等不同体系的轨道交通车辆电缆标准。并且国家在十二五规划中大力发展铁路及其相关产业，在未来几年内给轨道交通车辆电缆带来了非常广阔的市场前景。
[0005]现有的使用量最大的轨道交通车辆电缆是满足欧洲标准EN 50264:2008《具有特殊防火性能的铁路机车车辆动力和控制电缆》、EN 50306:2002《具有特殊防火性能的铁路机车车辆薄壁绝缘电缆》和美国GE采购规范中额定电压600V的DAP和额定电压2000V的DCP系列电缆。
[0006]其中欧标电缆突出特点为耐_40°C低温，耐IRM 902#矿物油100°C X72小时，耐IRM 903#燃料油70°C X 168小时。绝缘体积电阻率彡114Q.cm，可通过单根垂直燃烧和成束阻燃B类、C类试验，毒性指数〈3。
[0007]美国GE采购规范中DAP和DCP系列电缆突出特点为耐-55°C低温，耐IRM 902#矿物油1500C X 144小时，绝缘体积电阻率彡115Q.cm。
[0008]为了能满足我国远距离高速/重载运行列车连续跨区域行驶的发展需求。将欧标和美国GE采购规范中电缆各项性能结合到一起，研发出一种具有电缆耐_55°C低温后卷绕无开裂现象；耐IRM 902#矿物油150°C X 144小时后绝缘、护套材料强度变化率不超过±30%，断裂伸长率变化率不超过±40% ;耐1咖903#燃料油70°C X168小时后绝缘、护套材料强度变化率不超过±30%，断裂伸长率变化率不超过±40%。;20°〇绝缘体积电阻率^ 115Q.cm ;可通过单根垂直燃烧和成束阻燃B类、C类试验；毒性指数〈3性能的具有超强环境适应性，耐循环应力的电缆是很有必要的。
[0009]根据相似相溶原理，相关轨道交通车辆电缆标准中要求的聚烯烃材料本身是不耐油的。目前仅可以通过辐照交联技术改变聚烯烃材料的分子结构，将原聚烯烃材料线性分子结构中较小的分子间作用力(范德华力)升级为网状分子结构中较大的分子内作用力(饱和分子键能)，进而锁紧浸入聚烯烃材料分子间的油料分子，防止其进一步扩散溶胀破坏聚烯烃材料的分子结构导致材料强度、断裂伸长率等性能急剧下降的问题产生。但也正因为网状结构中存在较大的分子内作用力(饱和分子键能)因此材料在低温时脆化温度提高，更易开裂。因此电缆耐油性能的提高必定伴随着低温性能的下降。
[0010]现阶段常用的效果最好的阻燃体系为添加Mg(OH)JP AL(OH) 3及其他矿质材料的金属氧化物阻燃体系。因此为了增强电缆的阻燃性能，必然增加金属氧化物的含量，金属离子的浓度增加，又自然的伴随着电缆绝缘电阻值的下降。
[0011]耐油和耐低温性能，阻燃和绝缘性能仅是列举的两个比较突出的此消彼长的性能。因此，也是新型的轨道交通车辆用超耐油、超耐低温、低烟无卤阻燃电缆研发成功的瓶颈。
[0012]目前轨道交通车辆电缆通过的防火性能测试如DIN 5510、EN 45545、BS 6853等均不包括耐火性能，即在火灾情况下，电缆在一段时间内仍然持续通电运行，保证电气安全的能力。随着硅橡胶材料的推广应用，一种新型的陶瓷化硅橡胶为轨道交通车辆耐火电缆的研发提供了更好的解决方案。如果采用这种具有防火、耐火、阻燃、低烟、无毒性能的陶瓷化防火、耐火硅橡胶挤出制造。这样缆芯在燃烧后的残留物为陶瓷状硬壳，硬壳在650°C?3000°C的火灾环境下不熔融、不低落，起到坚固的保护作用。可保证在火灾情况下信号控制回路的畅通，设备稳定运行，为人员疏散提供可靠的环境，争取宝贵的时间。
[0013]传统的铁路信息传输完全依赖电传输通道，随着铁路信号技术的发展，光纤传输的系统因其具有传输容量大，抗干扰能力强，信息传输稳定可靠，传输距离远等诸多优点，如果能在新型的轨道交通车辆用超耐油、超耐低温、低烟无卤阻燃电缆中加入光单元作为通信传输通道。便杜绝了轨道交通车辆中二次布线的现象，同时，电单元和光单元的绞合成缆与电缆和光缆分开敷设相比，光电综合缆外径实际尺寸仅为分开敷设尺寸的70 %左右，增加了轨道交通车辆的有效使用空间，产生的经济效益是显而易见的，是巨大的。
【实用新型内容】
[0014]实用新型目的:为了解决现有轨道交通车辆电缆综合性能的不足，本实用新型提供了一种轨道交通车辆用超耐油耐超低温光电综合电缆及其关键工序制备方法。
[0015]技术方案:一种轨道交通车辆用超耐油超耐低温光电综合电缆，包括动力传输部分、信号控制部分、光通信传输部分、屏蔽层和护套层，所述动力传输部分由导体包覆绝缘层组成，所述信号控制部分由陶瓷化硅橡胶耐火绝缘线芯组成，所述光通信传输部分由光单元组成，导体包覆绝缘层后和陶瓷化硅橡胶耐火绝缘线芯与光单元进行绞合构成缆芯，屏蔽层采用编织密度不小于80%的屏蔽单丝编织屏蔽，屏蔽单丝外径不小于0.11mm，屏蔽层内使用厚度不小于0.063mm厚度的金属复合带进行拖包，所述金属复合带为金属带或半导电带，拖包金属复合带的金属面与屏蔽层相接触，或使用单层搭盖率不小于20%的半导电带进行绕包，屏蔽层外包覆有护套层。
[0016]作为优化:所述导体米用单丝直径0.18mm?0.5mm绞合成截面为0.5mm2?400mm2的镀锡或高强度铝镁合金绞线或铜包铝镁合金绞线或镀锡圆铜绞线。
[0017]作为优化:所述陶瓷化硅橡胶耐火绝缘线芯由具有防火、耐火、阻燃、低烟、无毒性能的陶瓷化防火、耐火硅橡胶挤出制成。
[0018]作为优化:所述光单元为G-层绞全干式光传输单元、GX-中心管全干式光单元、GT-层绞填充式光单元或GXT-中心管填充式光单元。
[0019]有益效果:本实用新型利用纳米添加剂技术，通过绝缘、护套材料对纳米级别的粒子吸附，使绝缘、护套原胶在保持原有韧性及电性能的前提下，完美结合了无机助剂的刚性、尺寸稳定性、热稳定性，混合材料同时兼备了纳米材料加工速度快、功耗低、重量轻的优点。完美的解决了阻燃性能与绝缘性能之间的矛盾，同时加快至少1/2的生产效率，一举两得。纳米添加剂同样可以应用在其他性能的改进方面，使材料各性能间的影响程度降到最低。
[0020]采用新型具有防火、耐火、阻燃、低烟、无毒性能的陶瓷化防火、耐火硅橡胶挤出制造的信号控制绝缘线芯在燃烧后