一种轨道交通用大截面直流牵引电缆及其制造工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种轨道交通用大截面直流牵引电缆及其制造工艺，其中电缆包括由内至外依次设置的导体、包带、乙丙橡皮绝缘、绝缘屏蔽、感知层、薄型阻燃布带和外护套，所述感知层采用信号带电缆，所述外护套采用以EVM为基料的高阻燃橡胶混合料。本发明专利技术电缆结构简洁，导体的材料、乙丙橡皮绝缘的材料、薄型阻燃布带的材料和外护套的材料均通过严格筛选，具有优异的安全性能和防水性能，此外，电缆具有高灵敏度的感知结构，能及时监控电缆运行情况，保证线路运行畅通，采用本发明专利技术生产工艺可降低了生产制造成本，同时提高生产效率。

【技术实现步骤摘要】
一种轨道交通用大截面直流牵引电缆及其制造工艺
本专利技术属于电缆
，具体涉及一种轨道交通用大截面直流牵引电缆及其制造工艺。
技术介绍
国外设计的轨道交通1881年就进入了电气化时代，在牵引电缆方面，国内外设计区别很大，有正负极区分，正极主要用于牵引动力，负极主要用于线路回流。我国轨道交通用直流牵引电缆多采用GB/T28429-2012标准来生产和设计，各层结构具有相对应的作用，例如防水、隔火、阻燃、防鼠蚁等，结构复杂，生产制造成本较高，与国外直流电缆的设计存在较大的差异，本专利技术为满足国外轨道交通项目而设计，采用更简洁的电缆结构去实现更多的功能，降低了生产制造成本，但同时对结构、材料和生产工艺也提出了较高的要求。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种轨道交通用大截面直流牵引电缆及其制造工艺，精简电缆结构的同时保证电缆具有优异的安全性能和防水性能，此外，电缆具有高灵敏度的感知结构，及时监控电缆运行情况，保证线路运行畅通，采用本专利技术生产工艺可降低了生产制造成本，同时提高生产效率。实现本专利技术目的的技术方案是：一种轨道交通用大截面直流牵引电缆，包括由内至外依次设置的导体、包带、乙丙橡皮绝缘、绝缘屏蔽、感知层、薄型阻燃布带和外护套，所述感知层采用信号带电缆，所述外护套采用以EVM为基料的高阻燃橡胶混合料，其组成及配比以质量份计为：EVM100份、复合阻燃剂100～160份、交联剂3～5份、交联助剂0.5～2份、硼酸锌10～15份、硬脂酸锌3～8份、增塑剂3～15份、防老剂1～3份、补强剂5～10份、促进剂0.5～2份、抗水解剂3～5份、炭黑8～15份。进一步地，所述导体采用多根镀锡软铜丝绞合而成，要求镀锡软铜丝的断裂伸长率≥25％，20℃直流电阻率≤0.0175Ωm2/m，导体截面达到800m2。进一步地，所述乙丙橡皮绝缘抗拉强度≥5.0Mpa，断裂伸长率≥200％，满足严格的老化试验和防水性能考核。空气弹老化试验，127℃加速老化42h，抗拉强度和断裂伸长率保留率均≥70％；长期空气烘箱老化实验，110℃加速老化672h，抗拉强度保留率≥60％，断裂伸长率≥150％；防水性能考核，要求14天绝缘长期吸水，绝缘吸水增重≤1mg/cm2，20℃绝缘功率因数≤0.035，20℃绝缘介电常数≤4。进一步地，所述绝缘屏蔽采用可剥离半导电外屏蔽层。进一步地，所述薄型阻燃布带抗拉强度≥65N/cm，伸长率≥15％，氧指数OI＞50。进一步地，所述外护套抗拉强度≥8Mpa，断裂伸长率≥150％，满足严格的老化试验、防水性能考核、热量释放考核、产烟特性考核以及成碳性考核。空气弹老化试验，127℃加速老化40h，抗拉强度和断裂伸长率保留率均≥70％；长期空气烘箱老化试验，120℃加速老化168h，抗拉强度和断裂伸长率保留率均≥60％，防水性能考核，70℃吸水24h，吸水增重≤5mg/cm2；耐油试验，IRM902，100℃，24h，抗拉强度和断裂伸长率保留率均≥60％，氧指数OI≥40，143℃温度试验，焦烧时间达到5min，180℃温度试验，正硫化时间达到6min；将外护套材料做成试片，将试片通过锥形量热仪测试材料的热量释放，热释放总量≤40MJ,热释放峰值≤150kW，热释放速率≤52kW,产烟总量≤1.3m2，产烟速率峰值≤0.2m2/s，产烟速率≤0.17m2/s；将外护套材料制成样条，采用500W的火焰，点火50s后，外护套材料发生滴落的时间≥100s。一种轨道交通用大截面直流牵引电缆的制造工艺包括：步骤一：导体制作，以一根镀锡软铜丝为中心，多根镀锡软铜丝依次分层环绕四周，同心复绞，绞合方向为每层左右交替绞合；步骤二，将步骤一绞合成型的导体外绕包包带，绕包方向与最外层镀锡软铜丝绞合方向相反，搭盖率15～20％，得到电缆线芯；步骤三：用挤橡机在电缆线芯外层将乙丙橡皮绝缘和绝缘屏蔽进行共挤，所述绝缘屏蔽可剥离，剥离力20～35N；步骤四：在绝缘屏蔽外层绕包感知层及薄型阻燃布带；步骤五：将步骤四获得的电缆用挤橡机挤包外护套进行样品制作，再进行性能验证，检测通过后进行下一步；步骤六：用挤橡机将步骤五检测合格的电缆外层挤包外护套制成成品电缆。进一步地，所述步骤四中，感知层及薄型阻燃布带同时绕包，所述薄型阻燃布带采用低烟无卤带绕包两层，搭盖率40～50％。进一步地，步骤五中，所述性能验证包括但不限于成束燃烧A类试验，要求样品电缆燃烧40min，燃烧高度不超过2.5m，烟密度≥70％。采用了上述技术方案，本专利技术具有以下的有益效果：(1)本专利技术电缆结构简洁，外护套采用以EVM为基料的高阻燃橡胶混合料，具有高弹性，力学性能优异，采用复合型无卤阻燃剂，氧指数可达到40～50，具有高阻燃性能，并且无卤环保，具有良好的耐温性能，长期最高使用温度可达到125℃，具有优异的安全性能和防水性能，此外，电缆具有高灵敏度的感知结构，能及时监控电缆运行情况，保证线路运行畅通。(2)本专利技术电缆导体采用镀锡软铜丝，耐腐蚀，高载流量，电缆的截面达到800平方以上，采用直流输电，载流量超过1520A，是常规直流电缆的2倍以上。(3)本专利技术电缆绝缘和护套材料都要进行严格的老化试验和防水性能考核，保证电缆可以满足50年的运行，同时无需阻水层、隔火层、防水层等专门的结构就可以满足防水和阻燃的要求，生产成本降低20％，生产效率提高30％。(4)本专利技术所采用的护套材料经过了特殊筛选，保证样品合格率，从热量释放、产烟特性以及成碳性上考核，保证最终成品电缆满足成束燃烧A类，燃烧性能B1级，燃烧高度不超过1m，电缆的烟密度超过70％。(5)本专利技术电缆生产工艺，通过专门的样品性能验证，不仅可以确认护套的生产工艺，缩减产品的研发时间，同时可以降低研发过程中样品试制的浪费，采用常规的生产流程，硫化过程需要100～150m的电缆，本产品性能验证过程可根据试验要求进行样品的制备，节约60％以上的样品费用。附图说明为了使本专利技术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，对本专利技术作进一步详细的说明，其中：图1为本专利技术的电缆结构示意图。附图中标号为：导体1、包带2、乙丙橡皮绝缘3、绝缘屏蔽4、感知层5、薄型阻燃布带6、外护套7。具体实施方式上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本专利技术的具体实施方式。本专利技术提供了一种轨道交通用大截面直流牵引电缆及其制造工艺，用于解决现有技术中轨道交通用直流电缆结构复杂，生产成本高，无法监控电缆运行情况的问题，下面通过附图以及具体实施例对本专利技术技术方案做详细的说明，应当理解本申请实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轨道交通用大截面直流牵引电缆，其特征在于：包括由内至外依次设置的导体、包带、乙丙橡皮绝缘层、绝缘屏蔽层、感知层、薄型阻燃布带和外护套；所述感知层采用信号带电缆；所述外护套采用以EVM为基料的高阻燃橡胶混合料，其组成及配比以质量份计为：EVM 100份、复合阻燃剂100～160份、交联剂3～5份、交联助剂0.5～2份、硼酸锌10～15份、硬脂酸锌3～8份、增塑剂3～15份、防老剂1～3份、补强剂5～10份、促进剂0.5～2份、抗水解剂3～5份、炭黑8～15份。/n

【技术特征摘要】
1.一种轨道交通用大截面直流牵引电缆，其特征在于：包括由内至外依次设置的导体、包带、乙丙橡皮绝缘层、绝缘屏蔽层、感知层、薄型阻燃布带和外护套；所述感知层采用信号带电缆；所述外护套采用以EVM为基料的高阻燃橡胶混合料，其组成及配比以质量份计为：EVM100份、复合阻燃剂100～160份、交联剂3～5份、交联助剂0.5～2份、硼酸锌10～15份、硬脂酸锌3～8份、增塑剂3～15份、防老剂1～3份、补强剂5～10份、促进剂0.5～2份、抗水解剂3～5份、炭黑8～15份。


2.根据权利要求1所述的一种轨道交通用大截面直流牵引电缆，其特征在于：所述导体采用多根镀锡软铜丝绞合而成，所述镀锡软铜丝的断裂伸长率≥25％，20℃直流电阻率≤0.0175Ωm2/m。


3.根据权利要求1所述的一种轨道交通用大截面直流牵引电缆，其特征在于：所述乙丙橡皮绝缘层的乙丙橡胶抗拉强度≥5.0Mpa，断裂伸长率≥200％；所述乙丙橡皮绝缘满足空气弹老化试验，127℃加速老化42h，抗拉强度和断裂伸长率保留率均≥70％；所述乙丙橡皮绝缘满足长期空气烘箱老化实验，110℃加速老化672h，抗拉强度保留率≥60％，断裂伸长率≥150％；所述乙丙橡皮绝缘满足防水性能考核，要求14天绝缘长期吸水，绝缘吸水增重≤1mg/cm2，20℃绝缘功率因数≤0.035，20℃绝缘介电常数≤4。


4.根据权利要求1所述的一种轨道交通用大截面直流牵引电缆，其特征在于：所述绝缘屏蔽采用可剥离半导电外屏蔽层。


5.根据权利要求1所述的一种轨道交通用大截面直流牵引电缆，其特征在于：所述薄型阻燃布带抗拉强度≥65N/cm，伸长率≥15％，氧指数OI＞50。


6.根据权利要求1所述的一种轨道交通用大截面直流牵引电缆，其特征在于：所述外护套抗拉强度≥8Mpa，断裂伸长率≥150％；所述外护套材料满足空气弹老化试验，127℃加速老化40h，抗拉强度和断裂伸长率保留率均≥70％；所述外护套材料...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈涛，陈静，徐静，陈兴武，张宇鸥，谢志滨，
申请(专利权)人：远东电缆有限公司，新远东电缆有限公司，远东复合技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32