一种耐温性能优异的铁路信号电缆及其制备方法

技术领域

本发明属于电缆技术领域，具体涉及一种耐温性能优异的铁路信号电缆及其制备方法。

背景技术

随着铁路建设的飞速发展，现有的铁路信号电缆已不能满足使用需求，高速铁路对电缆的铺设环境和使用性能的要求越来越高，不仅要求其有耐油、耐高低温等特性，还要求电缆具有防火、耐腐蚀、抗蠕变、抗震动、抗冲击和耐老化等性能。目前许多项目大部分依靠进口，进口电缆价格昂贵，生产和运输周期长，且运输成本高，严重的制约国民经济的发展，亟需改进。

发明内容

为解决现有技术中存在的技术问题，本发明的目的在于提供一种耐温性能优异的铁路信号电缆及其制备方法。

为实现上述目的，达到上述技术效果，本发明采用的技术方案为：

一种耐温性能优异的铁路信号电缆，包括缆芯以及由内至外依次包覆在缆芯外部的缆芯包带层、内钢管、第二保温层、外钢管、第三隔热层、铝护套和外护套，所述缆芯包括至少一个导线组，所述导线组包括若干根不同颜色相绞合设置的绝缘单线以及由内至外依次包覆于所有绝缘单线外部的第二珍珠棉管、内铜管、第一保温层、外铜管和第二隔热层。

进一步的，每根绝缘单线包括导体以及由内至外依次设置于其外部的内绝缘层、外绝缘层、第一珍珠棉管和第一隔热层。

进一步的，所述导体采用24根单丝直径为0.2～0.25mm的镀银铜线相绞合并在绞合的镀银铜线外侧采用铸轧工艺轧制一层铜箔层制成。

进一步的，所述外绝缘层包括以下重量份数的各组分：

弹性体50份

凸凹棒土5-15份

纳米二氧化硅5-10份

过氧化二异丙苯2-5份

硅酮1-3份。

进一步的，所述内绝缘层为交联聚乙烯绝缘层，采用过氧化物交联的方法使聚乙烯分子由线型分子结构变为三维网状结构。

进一步的，所述第一珍珠棉管和第二珍珠棉管为EPE珍珠棉管，采用低密度聚乙烯脂经物理发泡产生无数的独立气泡制成。

进一步的，所述第一隔热层、第二隔热层和第三隔热层均包括内反射层、外反射层及设置于内反射层与外反射层之间的PE材质的气囊隔热层，所述内反射层与外反射层的外表面喷涂有PE保护膜，所述内反射层、外反射层与气囊隔热层胶粘在一起。

进一步的，所述内反射层、外反射层的厚度为0.5mm～2mm，所述气囊隔热层的气泡为圆形，直径在0.5mm～2mm之间，气泡内填充有纳米二氧化碳以及惰性气体。

进一步的，所述第一保温层和第二保温层为耐高温离心玻璃棉，采用离心喷吹法工艺将熔融状态的玻璃进行纤维化喷涂热固性树脂再经过热固化深加工处理制成。

本发明还公开了一种耐温性能优异的铁路信号电缆的制备方法，包括以下步骤：

将24根单丝直径为0.2～0.25mm的镀银铜线采用束丝工艺绞合成软导体，然后在绞合的镀银铜线外侧采用铸轧工艺轧制一层铜箔层完成所述导体的制作；在导体外采用过氧化物化学交联的方法包覆一层交联聚乙烯绝缘层，在交联聚乙烯绝缘层外再包覆外绝缘层5，再将聚乙烯等材料进行混炼后采用挤出工艺在外绝缘层外侧挤包一层EPE珍珠棉管，再将事先准备好的第一隔热层套装在所述EPE珍珠棉管外侧完成绝缘单线的制作；

之后将生产好的若干根不同颜色的绝缘单线采用高速星绞机绞合制成导线组，再将聚乙烯等材料进行混炼后采用挤出工艺在绞制好的导线组外侧挤包一层EPE珍珠棉管，然后将铜带通过氩弧焊连续焊接工艺在所述EPE珍珠棉管外侧焊接一层内铜管，在内铜管9外侧依次包覆第一保温层、外铜管和第二隔热层；

将数个导线组采用高速成缆机一起绞合制成缆芯，并在缆芯外采用绕包工艺包覆一层缆芯包带层，然后在缆芯包带层外将钢带通过氩弧焊连续焊接工焊接一层内钢管，在内钢管外依次包覆第二保温层、外钢钢和第三隔热层，在第三隔热层外侧采用焊接轧纹工艺包覆一层波纹铝护套，最后在铝护套外包覆一层高阻燃交联型氯化混合物护套即制成所需耐温性能优异的铁路信号电缆。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明公开了一种耐温性能优异的铁路信号电缆及其制备方法，该电缆包括缆芯以及由内至外依次包覆在缆芯外部的缆芯包带层、内钢管、第二保温层、外钢管、第三隔热层、铝护套和外护套，所述缆芯包括至少一个导线组，所述导线组包括若干根不同颜色相绞合设置的绝缘单线以及由内至外依次包覆于所有绝缘单线外部的第二珍珠棉管、内铜管、第一保温层、外铜管和第二隔热层。本发明提供的耐温性能优异的铁路信号电缆，结构合理简单，生产制造容易，使用性能好，且具有优越的导电性、导热性、抗震动性、耐腐蚀性、耐温性，安全可靠性高，使用寿命长，是铁路建设的理想选择电缆。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面对本发明进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。

如图1所示，一种耐温性能优异的铁路信号电缆，包括缆芯、以及由内至外依次包覆在缆芯外部的缆芯包带层13、内钢管14、第二保温层15、外钢管16、第三隔热层17、铝护套18和外护套19，缆芯包括至少一个导线组1，导线组1包括四根不同颜色相绞合设置的绝缘单线2以及由内至外依次包覆于该四根绝缘单线2外部的第二珍珠棉管8、内铜管9、第一保温层10、外铜管11和第二隔热层12，每根绝缘单线2包括导体3以及由内至外依次设置于其外部的内绝缘层4、外绝缘层5、第一珍珠棉管6和第一隔热层7。

导体3是采用24根单丝直径为0.2～0.25mm的镀银铜线相绞合，并在绞合的镀银铜线外侧采用铸轧工艺轧制一层铜箔层制成的，它具有优越的导电性、导热性、抗震动性、耐腐蚀性和耐温抗氧化性能，柔软性能好，保证电缆信号传输稳定可靠。

内绝缘层4为交联聚乙烯绝缘层，是采用过氧化物交联的方法使聚乙烯分子由线型分子结构变为三维网状结构，即热塑性的聚乙烯转变为热固性的交联聚乙烯，从而大大提高它的耐热性和机械性能，减少它的收缩性，使其受热后不再熔化，并保持优良的电气性能。

外绝缘层5包括以下重量份数的各组分：

弹性体50份

凸凹棒土5-15份

纳米二氧化硅5-10份

过氧化二异丙苯2-5份

硅酮1-3份。

弹性体采用Mitsui Elastomer X-75，密度893kg/m

外绝缘层5具有优越的耐高温性能、抗疲劳性能、耐磨性能、耐辐照性能、耐腐蚀性能，阻燃性能和化学稳定性好。

第一珍珠棉管6和第二珍珠棉管8为EPE珍珠棉管，是采用低密度聚乙烯脂经物理发泡产生无数的独立气泡制成的，EPE珍珠棉管克服了普通发泡胶易碎、变形、恢复性差的缺点，具有隔水防潮、防震、保温、可塑性能佳、韧性强、循环再造、环保、抗撞力强等诸多优点，具有很好的抗化学性能和环保性能。

第一隔热层7、第二隔热层12和第三隔热层17均包括内反射层、外反射层及设置于内反射层与外反射层之间的PE材质的气囊隔热层，内反射层与外反射层的外表面喷涂有PE保护膜，内反射层、外反射层与气囊隔热层胶粘在一起，可以实现有效的保温隔热，具有良好的热反射、隔热和反辐射功能。

内反射层、外反射层的厚度为0.5mm～2mm，内反射层、外反射层为铝箔或是锡箔，气囊隔热层的气泡为圆形，直径在0.5mm～2mm之间，气泡内填充有纳米二氧化碳以及惰性气体，如氮气体。

第一保温层10、第二保温层15为耐高温离心玻璃棉，是采用离心喷吹法工艺将熔融状态的玻璃进行纤维化喷涂热固性树脂再经过热固化深加工处理制成的，它具有阻燃、无毒、耐腐蚀、容重小、导热系数低、化学稳定性强、吸湿率低、憎水性好等诸多优点，安全可靠性高。

铝护套18是采用厚度为1.2mm的铝板通过焊接轧纹工艺制作而成的波纹铝护套，它具有屏蔽效果好，信号传输过程中，不受其它外界干扰，能有效保证列车运行安全。另外，波纹铝护套屏蔽层坚固，不易变形，电缆具有较高的抗拉强度和弯曲性能。

外护套19为高阻燃交联型氯化混合物护套。它具有优越的耐高温性能、抗疲劳性能、耐磨性能、耐辐照性能、耐腐蚀性能，阻燃性能和化学稳定性好，延长电缆使用寿命。

一种耐温性能优异的铁路信号电缆的制备方法，包括以下步骤：

制作本电缆时，采用拉丝工艺将原铜杆拉制成细铜丝，并在其表面采用镀银工艺镀上一层银层，得到镀银铜线，之后再将24根单丝直径为0.2～0.25mm的镀银铜线采用束丝工艺绞合成软导体，然后在绞合的镀银铜线外侧采用铸轧工艺轧制一层铜箔层完成所述的导体3的制作。在导体3外采用过氧化物化学交联的方法包覆一层交联聚乙烯绝缘层，在交联聚乙烯绝缘层外再包覆外绝缘层5，再将聚乙烯等材料进行混炼后采用挤出工艺在外绝缘层5外侧挤包一层EPE珍珠棉管，再将事先准备好的第一隔热层7套装在上述EPE珍珠棉管外侧完成绝缘单线2的制作；

之后将生产好的四根不同颜色的绝缘单线2采用高速星绞机绞合制成导线组1，再将聚乙烯等材料进行混炼后采用挤出工艺在绞制好的导线组1外侧挤包一层EPE珍珠棉管，然后将铜带通过氩弧焊连续焊接工艺在上述EPE珍珠棉管外侧焊接一层内铜管9，在内铜管9外侧依次包覆第一保温层10、外铜管11和第二隔热层12；

将数个导线组1采用高速成缆机一起绞合制成缆芯，并在缆芯外采用绕包工艺包覆一层缆芯包带层13，然后在缆芯包带层13外将钢带通过氩弧焊连续焊接工焊接一层内钢管14，在内钢管14外依次包覆第二保温层15、外钢钢16和第三隔热层17，在第三隔热层17外侧采用焊接轧纹工艺包覆一层波纹铝护套，最后在铝护套18外包覆一层高阻燃交联型氯化混合物护套即制成本发明的耐温性能优异的铁路信号电缆。

本发明的耐温性能优异的铁路信号电缆具有结构合理简单、生产制造容易、使用性能好以及导电性、导热性、抗震动性、耐腐蚀性、耐温性好等优点，安全可靠性高，使用寿命长，是铁路建设的理想选择电缆。

本发明未具体描述的部分或结构采用现有技术或现有产品即可，在此不做赘述。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。