鐵路長(zhǎng)途通信光電綜合纜研發(fā)GDL23 12B 7×4×0.9×9×2×0.7
安徽天纜供應(yīng)，鐵路長(zhǎng)途通信光電綜合纜研發(fā)
一、安徽天纜電氣有限公司前言
根據(jù)中長(zhǎng)期鐵路網(wǎng)規(guī)劃，到2020年，我國(guó)鐵路營(yíng)業(yè)里程將達(dá)到12萬(wàn)公里以上。其中，新建高速鐵路將達(dá)到1.6萬(wàn)公里以上；加上其他新建鐵路和既有線(xiàn)提速線(xiàn)路，我國(guó)鐵路快速客運(yùn)網(wǎng)將達(dá)到5萬(wàn)公里以上，連接所有省會(huì)城市和50萬(wàn)人口以上城市，覆蓋全國(guó)95％以上人口。新一輪鐵路建設(shè)高潮的興起，安徽天纜電氣有限公司為鐵路信號(hào)電纜生產(chǎn)企業(yè)提供了難得的市場(chǎng)機(jī)遇。
鐵路數(shù)字信號(hào)電纜使用于鐵路信號(hào)自動(dòng)閉塞系統(tǒng)、車(chē)站電碼化、計(jì)算機(jī)連鎖、微機(jī)監(jiān)測(cè)、調(diào)度集中、調(diào)度監(jiān)督、大功率電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)等有關(guān)信號(hào)設(shè)備和控制裝置之間傳輸控制信息、監(jiān)測(cè)信息和電能傳輸。而鐵路長(zhǎng)途對(duì)稱(chēng)通信電纜主要用于鐵路長(zhǎng)途或區(qū)間通信，安徽天纜電氣有限公司（皖特纜牌）主要產(chǎn)品：電線(xiàn)電纜、鐵路信號(hào)電纜，高速差分屏蔽電纜，內(nèi)屏蔽數(shù)字電纜，長(zhǎng)途對(duì)稱(chēng)信號(hào)電纜，計(jì)軸信號(hào)電纜，鐵路環(huán)保貫通地線(xiàn)，延長(zhǎng)型補(bǔ)償電纜，西門(mén)字通訊總線(xiàn)，RS485-120歐母通訊線(xiàn)，阻燃耐火消防線(xiàn)，硅膠電纜，船用耐油電纜，超高溫純鎳導(dǎo)線(xiàn)，超柔性拖鏈電纜，螺旋彈簧電纜，航空專(zhuān)用鍍銀耐油線(xiàn)，各種規(guī)格扁電纜，變頻器軟電纜，特種特殊電纜均可根據(jù)客戶(hù)要求定制。儀器儀表、電廠(chǎng)用熱...可在電氣化鐵路區(qū)段、電力牽引供電系統(tǒng)或強(qiáng)電條件下正常使用。鐵路信號(hào)電纜或長(zhǎng)途對(duì)稱(chēng)通信電纜結(jié)構(gòu)使用內(nèi)屏蔽、鋁護(hù)套和鋼帶鎧裝等多種屏蔽層，根本目的是通過(guò)降低屏蔽系數(shù)達(dá)到減少回路間的相互干擾和外部電磁之目的，而光纖具有衰減小、抗電磁力強(qiáng)的先天優(yōu)勢(shì)，有助于降低線(xiàn)路運(yùn)營(yíng)成本，提高產(chǎn)品性能，皖特纜品牌鐵路長(zhǎng)途對(duì)稱(chēng)通信電纜正逐步被光纜或光電綜合纜所替代。
二、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（安徽天纜電氣有限公司供應(yīng)）
本文以GDL23 20B1+7×4×0.9+9×2×0.7:7組銅芯皮-泡-皮物理發(fā)泡絕緣、20芯B類(lèi)光纖、鋁護(hù)套雙鋼帶鎧裝聚乙烯外護(hù)套長(zhǎng)途對(duì)稱(chēng)通信光電綜合為例進(jìn)行分析：
1、皮泡皮絕緣線(xiàn)芯設(shè)計(jì)
絕緣線(xiàn)芯采用了皮－泡－皮物理發(fā)泡絕緣層，與傳統(tǒng)的化學(xué)發(fā)泡相比，提高了絕緣線(xiàn)芯的防潮性能、耐老化性能和機(jī)械強(qiáng)度。
根據(jù)鐵標(biāo)TB1478－83工作電容要求，四線(xiàn)組0.9mm≤27nF/km；對(duì)絞組0.7mm標(biāo)準(zhǔn)值44 nF/km，值≤50nF/km。工作電容公式：
（1）
式中a—回路兩導(dǎo)線(xiàn)中心間距（mm）；四線(xiàn)組：
；對(duì)絞組=2*d1
d—導(dǎo)線(xiàn)直徑（mm）；d1 —絕緣外徑（mm）；λ—總的絞入率；
—組合絕緣介質(zhì)的等效相對(duì)介電常數(shù)；
—由于接地金屬護(hù)層和鄰近導(dǎo)線(xiàn)產(chǎn)生影響而引用的修正系數(shù)；
四線(xiàn)組：
（2）
對(duì)絞組：
（3）
其中k為壓緊系數(shù)，取值0.94-0.96。
計(jì)算：
（4）
絕緣層綜合介電常數(shù)：
（5）
式中：S1—內(nèi)皮面積；
—內(nèi)皮介電常數(shù)；
Se—發(fā)泡面積；
—發(fā)泡介電常數(shù)；
S2—外皮面積；
—外皮介電常數(shù)；
對(duì)于皮泡皮絕緣線(xiàn)芯，內(nèi)皮厚度為0.02mm；外皮為提高絕緣抗壓縮性能，厚度為0.10mm，均為固定值；故：
（6）
（7）
（8）
發(fā)泡層介電常數(shù)：
（9）
P—發(fā)泡度，取59%
—發(fā)泡料介電常數(shù)
將公式（2）和（4）帶進(jìn)（1）中，公式（1）中只有一個(gè)變量為d1，運(yùn)用excel表單變量求解可求出線(xiàn)芯外徑，表1為線(xiàn)芯結(jié)構(gòu)尺寸：
| 皮泡皮絕緣線(xiàn)芯 | 工藝結(jié)構(gòu)及公差（mm） | 結(jié)構(gòu)示意圖 |
| 導(dǎo)體直徑 | 0.9+0.002 -0.006 |  |
| 內(nèi)皮厚度 | 0.02～0.03 | |
| 發(fā)泡層厚度 | 0.643～0.647 | |
| 外皮厚度 | ≥0.06 | |
| 絕緣線(xiàn)外徑 | 2.35±0.05 |
2、松套管
由于有9個(gè)對(duì)絞組和7個(gè)四線(xiàn)組，必須將其中2個(gè)對(duì)絞組與松套管一起絞合，根據(jù)用戶(hù)要求10芯/管，20芯光纖共需2個(gè)松套管。由于對(duì)絞組外徑∮2.8mm已經(jīng)確定，為保持纜芯圓整松套管外徑也應(yīng)為∮2.8mm。松套管參數(shù)：外徑2.8mm；壁厚0.45mm；余長(zhǎng)0.3-0.8‰。
3、中心加強(qiáng)件
考慮到中心加強(qiáng)件外均絞合2個(gè)對(duì)絞組，由于制造缺陷，絕緣單線(xiàn)可能存在針孔等缺陷，如果中心加強(qiáng)采用磷化鋼絲金屬加強(qiáng)件，有可能導(dǎo)致對(duì)絞組絕緣出現(xiàn)問(wèn)題。為此將中心加強(qiáng)件設(shè)計(jì)為FRP。FRP參數(shù)：理論外徑：∮1.2mm，實(shí)際外徑∮1.4mm（考慮庫(kù)存情況）。
4、填充繩
中心加強(qiáng)件外第2絞層如圖1所示為2根松套管和2個(gè)對(duì)絞組，為使纜芯圓整，需用填充繩填充?？紤]到對(duì)絞組特點(diǎn)采用聚丙烯填充繩（主要用于電力電纜的填充），PP填充繩柔軟，比重低、介電常數(shù)低，能使纜芯更加圓整，同時(shí)適當(dāng)增加絞層外徑。PP填充繩參數(shù)：型號(hào)規(guī)格90mm（膜寬90±5mm，膜厚0.10±0.05mm）。
5、光單元成纜
2根松套管和2個(gè)對(duì)絞組采用光纜常規(guī)的SZ絞形式，圖譜排列如圖1所示。設(shè)備采用光纜1+12SZ成纜機(jī)，絞合節(jié)距為200mm，扎紗節(jié)距40mm，過(guò)線(xiàn)模8.0mm。絞合節(jié)距選擇不考慮機(jī)械性能特別是拉伸性能要求，而考慮鐵路信號(hào)電纜成纜機(jī)中心層放線(xiàn)為被動(dòng)放線(xiàn)的實(shí)際情況，需要光單元承受一定張力而不影響光纖性能指標(biāo)。光單元外不需繞包或縱包聚酯帶。 安徽天纜電氣有限公司（皖特纜牌）主要產(chǎn)品：電線(xiàn)電纜、鐵路信號(hào)電纜，高速差分屏蔽電纜，內(nèi)屏蔽數(shù)字電纜，長(zhǎng)途對(duì)稱(chēng)信號(hào)電纜，計(jì)軸信號(hào)電纜，鐵路環(huán)保貫通地線(xiàn)，延長(zhǎng)型補(bǔ)償電纜，西門(mén)字通訊總線(xiàn)，RS485-120歐母通訊線(xiàn)，阻燃耐火消防線(xiàn)，硅膠電纜，船用耐油電纜，超高溫純鎳導(dǎo)線(xiàn)，超柔性拖鏈電纜，螺旋彈簧電纜，航空專(zhuān)用鍍銀耐油線(xiàn)，各種規(guī)格扁電纜，變頻器軟電纜，特種特殊電纜均可根據(jù)客戶(hù)要求定制。儀器儀表、電廠(chǎng)用熱...
6、7組四線(xiàn)組成纜（安徽天纜電氣有限公司供應(yīng)
采用鐵路信號(hào)電纜JC-630/12+16型成纜機(jī)生產(chǎn)，外繞包三層聚酯帶，成纜節(jié)距480mm。
圖1 光電綜合纜A端圖譜
7、安徽天纜電氣有限公司供應(yīng)鋁護(hù)套
長(zhǎng)途對(duì)稱(chēng)通信電纜鋁護(hù)套采用的鋁板厚度應(yīng)不小于1.5mm。經(jīng)過(guò)拉拔模拉拔后的鋁護(hù)套與纜芯的間隙應(yīng)在0.5～1.0mm范圍內(nèi)（纜芯在鋁管內(nèi)不松動(dòng)即可），并確保焊接鋁管時(shí)不擠壓和燒傷纜芯，鋁護(hù)套不圓度應(yīng)不大于5%。
計(jì)算公式：[（Dmax-Dmin）/D0] ×99.99%
公式中 Dmin——表示鋁管的最小直徑
Dmax——表示鋁管的直徑
鋁護(hù)套氣密性、機(jī)械強(qiáng)度的試驗(yàn)與控制：
a）鋁管擴(kuò)孔試驗(yàn)——截取約100mm空管兩端平整，使用30°圓錐擴(kuò)孔工具，將鋁管擴(kuò)至1.3倍目測(cè)無(wú)裂紋。
b）焊縫強(qiáng)度試驗(yàn)——從鋁管焊縫處截取30×40mm試樣，用兩把克絲鉗沿焊縫兩側(cè)夾緊并左、右90o彎折各2次，焊縫處目測(cè)無(wú)裂紋。
8、內(nèi)墊層
生產(chǎn)設(shè)備：SJ-120+65/25型擠塑機(jī)。內(nèi)墊層采用低密度聚乙烯（LDPE）擠包，護(hù)套標(biāo)稱(chēng)厚度1.2mm，不小于1.0mm。65擠塑機(jī)在鋁護(hù)套外涂敷一層厚度0.1-0.2mm熱熔膠，目的是增加鋁管與內(nèi)墊層粘結(jié)度。
9、鋼帶鎧裝
鎧裝鋼帶應(yīng)采用厚度為0.5mm鍍鋅鋼帶，雙鋼帶左向間隙繞包，繞包間隙應(yīng)不大于鋼帶寬度的50%，且內(nèi)層鋼帶的間隙應(yīng)為外層鋼帶靠近中間部分所覆蓋，搭蓋率應(yīng)不小于帶寬的15%。
10、外護(hù)套
生產(chǎn)設(shè)備采用SJ-150/25型擠塑機(jī)。外護(hù)套采用高壓低密度或線(xiàn)性低密度聚乙烯護(hù)套料擠包，其平均厚度不小于標(biāo)稱(chēng)厚度1.4mm，且任一點(diǎn)最小處厚度不得小于標(biāo)稱(chēng)厚度的85%-0.2mm。
三、生產(chǎn)過(guò)程控制要點(diǎn)
1、光單元SZ成纜
生產(chǎn)設(shè)備采用光纜高速SZ成纜機(jī)。由于該型號(hào)光電綜合纜為非填充型，需對(duì)光纜SZ成纜機(jī)的絞臺(tái)、扎紗繞包頭等過(guò)線(xiàn)模中的纜膏進(jìn)行清理。
2、填充繩接續(xù)
PP填充繩長(zhǎng)度一般在幾百米左右，而光電綜合纜長(zhǎng)度1km以上，需對(duì)PP填充繩事*行接續(xù)，由于SZ成纜機(jī)穿線(xiàn)模尺寸限制，接續(xù)處外徑太大易造成斷線(xiàn)。接續(xù)時(shí)應(yīng)將PP填充繩兩端各剪細(xì)一半，用透明膠帶對(duì)接續(xù)處纏緊，接續(xù)部分外徑不應(yīng)超過(guò)PP填充繩標(biāo)準(zhǔn)外徑。
3、7組纜芯絞合
由于鐵路信號(hào)電纜用成纜機(jī)中心層放線(xiàn)架為被動(dòng)放線(xiàn)，在起車(chē)時(shí)，應(yīng)用手推盤(pán)以減輕光單元所受瞬間張力。
4、鋁護(hù)套及后道工序
由于光電綜合纜生產(chǎn)過(guò)程不能接續(xù)，因此鋁護(hù)套及后道工序生產(chǎn)過(guò)程中要特別仔細(xì)認(rèn)真，以防漏焊、折管、脫膠等情況發(fā)生造成分盤(pán)。
采購(gòu)中心
