鐵路長途通信光電綜合纜研發(fā)GDL23/20B 皖特纜@
產(chǎn)品價格：￥41.20（人民幣）
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商品詳情
鐵路長途通信光電綜合纜研發(fā)GDL23 20B1+7×4×0.9+9×2×0.7安徽天纜電氣供應(yīng)
一、前言
根據(jù)中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃，到2020年，我國鐵路營業(yè)里程將達到12萬公里以上。其中，新建高速鐵路將達到1.6萬公里以上；加上其他新建鐵路和既有線提速線路，我國鐵路快速客運網(wǎng)將達到5萬公里以上，連接所有省會城市和50萬人口以上城市，覆蓋全國90％以上人口。新一輪鐵路建設(shè)高潮的興起，為鐵路信號電纜生產(chǎn)企業(yè)提供了難得的市場機遇。鐵路數(shù)字信號電纜使用于鐵路信號自動閉塞系統(tǒng)、車站電碼化、計算機連鎖、微機監(jiān)測、調(diào)度集中、調(diào)度監(jiān)督、大功率電動轉(zhuǎn)轍機等有關(guān)信號設(shè)備和控制裝置之間傳輸控制信息、監(jiān)測信息和電能傳輸。而鐵路長途對稱通信電纜主要用于鐵路長途或區(qū)間通信，可在電氣化鐵路區(qū)段、電力牽引供電系統(tǒng)或強電干擾條件下正常使用。鐵路信號電纜或長途對稱通信電纜結(jié)構(gòu)使用內(nèi)屏蔽、鋁護套和鋼帶鎧裝等多種屏蔽層，根本目的是通過降低屏蔽系數(shù)達到減少回路間的相互干擾和外部電磁干擾之目的，而光纖具有衰減小、抗電磁干擾能力強的先天優(yōu)勢，有助于降低線路運營成本，提高產(chǎn)品性能，鐵路長途對稱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
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類光纖、鋁護套雙鋼帶鎧裝聚乙烯外護套長途對稱通信光電綜合為例進行分析：
1、皮泡皮絕緣線芯設(shè)計
絕緣線芯采用了皮－泡－皮物理發(fā)泡絕緣層，與傳統(tǒng)的化學(xué)發(fā)泡相比，提高了絕緣線芯的防潮性能、耐老化性能和機械強度。
根據(jù)鐵標(biāo)TB1478－83工作電容要求，四線組0.9mm≤27nF/km；對絞組0.7mm標(biāo)準(zhǔn)值44 nF/km，最大值≤50nF/km。工作電容公式：
（1）
式中a—回路兩導(dǎo)線中心間距（mm）；四線組：；對絞組=2*d1
d—導(dǎo)線直徑（mm）；d1 —絕緣外徑（mm）；λ—總的絞入率；
—組合絕緣介質(zhì)的等效相對介電常數(shù)；
—由于接地金屬護層和鄰近導(dǎo)線產(chǎn)生影響而引用的修正系數(shù)；四線組： （2）
對絞組： （3）
其中k為壓緊系數(shù)，取值0.94-0.96。
計算：
（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)；
對于皮泡皮絕緣線芯，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：
發(fā)泡層介電常數(shù)：
P—發(fā)泡度，取59%
—發(fā)泡料介電常數(shù)將公式（2）和（4）帶進（1）中，公式（1）中只有一個變量為d1，運用excel表單變量求解可求出線芯外徑，表1為線芯結(jié)構(gòu)尺寸：
表1
| 皮泡皮絕緣線芯 | 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 | |
| 絕緣線外徑 | 2.35±0.05 |
對絞組：銅線直徑：0.7mm；絕緣外徑1.4mm。
2、松套管由于有9個對絞組和7個四線組，必須將其中2個對絞組與松套管一起絞合，根據(jù)用戶要求10芯/管，20芯光纖共需2個松套管。由于對絞組外徑∮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0.3-0.8‰。
3、中心加強件
考慮到中心加強件外均絞合2個對絞組，由于制造缺陷，絕緣單線可能存在針孔等缺陷，如果中心加強采用磷化鋼絲金屬加強件，有可能導(dǎo)致對絞組絕緣出現(xiàn)問題。為此將中心加強件設(shè)計為FRP。FRP參數(shù)：理論外徑：∮1.2mm，實際外徑∮1.4mm（考慮庫存情況）。
4、填充繩
中心加強件外第2絞層如圖1所示為2根松套管和2個對絞組，為使纜芯圓整，需用填充繩填充。考慮到對絞組特點采用聚丙烯填充繩（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，同時適當(dāng)增加絞層外徑。PP填充繩參數(shù)：型號規(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個對絞組采用光纜常規(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，絞合節(jié)距為200mm，扎紗節(jié)距40mm，過線模8.0mm。絞合節(jié)距選擇不考慮機械性能特別是拉伸性能要求，而考慮鐵路信號電纜成纜機中心層放線為被動放線的實際情況，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。
6、7組四線組成纜
采用鐵路信號電纜JC-630/12+16型成纜機生產(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
長途對稱通信電纜鋁護套采用的鋁板厚度應(yīng)不小于1.5mm。經(jīng)過拉拔模拉拔后的鋁護套與纜芯的間隙應(yīng)在0.5～1.0mm范圍內(nèi)（纜芯在鋁管內(nèi)不松動即可），并確保焊接鋁管時不擠壓和燒傷纜芯，鋁護套不圓度應(yīng)不大于5%。
計算公式：[（Dmax-Dmin）/D0] ×100%
公式中 Dmin——表示鋁管的最小直徑
Dmax——表示鋁管的最大直徑
鋁護套氣密性、機械強度的試驗與控制：
a）鋁管擴孔試驗——截取約100mm空管兩端平整，使用30°圓錐擴孔工具，將鋁管擴至1.3倍目測無裂紋。
b）焊縫強度試驗——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，焊縫處目測無裂紋。
8、內(nèi)墊層
生產(chǎn)設(shè)備：SJ-120+65/25型擠塑機。內(nèi)墊層采用低密度聚乙烯（LDPE）擠包，護套標(biāo)稱厚度1.2mm，最薄不小于1.0mm。65擠塑機在鋁護套外涂敷一層厚度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、外護套
生產(chǎn)設(shè)備采用SJ-150/25型擠塑機。外護套采用高壓低密度或線性低密度聚乙烯護套料擠包，其平均厚度不小于標(biāo)稱厚度1.4mm，且任一點最小處厚度不得小于標(biāo)稱厚度的85%-0.2mm。
三、生產(chǎn)過程控制要點
1、光單元SZ成纜
生產(chǎn)設(shè)備采用光纜高速SZ成纜機。由于該型號光電綜合纜為非填充型，需對光纜SZ成纜機的絞臺、扎紗繞包頭等過線模中的纜膏進行清理。
2、填充繩接續(xù)
PP填充繩長度一般在幾百米左右，而光電綜合纜長度1km以上，需對PP填充繩事先進行接續(xù)，由于SZ成纜機穿線模尺寸限制，接續(xù)處外徑太大易造成斷線。接續(xù)時應(yīng)將PP填充繩兩端各剪細一半，用透明膠帶對接續(xù)處纏緊，接續(xù)部分外徑不應(yīng)超過PP填充繩標(biāo)準(zhǔn)外徑。
3、7組纜芯絞合
由于鐵路信號電纜用成纜機中心層放線架為被動放線，在起車時，應(yīng)用手推盤以減輕光單元所受瞬間張力。
4、鋁護套及后道工序
由于光電綜合纜生產(chǎn)過程不能接續(xù)，因此鋁護套及后道工序生產(chǎn)過程中要特別仔細認(rèn)真，以防漏焊、折管、脫膠等情況發(fā)生造成分盤。
四、性能測試
1、電氣性能
| 序號 | 項目 | 單位 | 指標(biāo) | 實測 |
| 1 |
導(dǎo)電線芯直流電阻a 20℃ 四線組 0.9mm 對線組 0.7mm |
Ω/km |
≤28.5 ≤48.0 |
26.86 43.77 |
| 2 |
工作對導(dǎo)體直流電阻不平衡 四線組 對線組 |
％ |
≤1 ≤2 |
0.18 0.25 |
| 3 |
絕緣電阻 DC 500V 四線組 對線組 |
MΩ·km |
≥10000 ≥5000 |
>10000 >5000 |
| 4 |
絕緣介質(zhì)強度 芯對地（50Hz，1800V，2min） 芯對芯（50Hz，1000V，2min） |
應(yīng)不擊穿 應(yīng)不擊穿 |
≥1800 ≥1000 |
未擊穿 未擊穿 |
| 5 |
工作電容0.8kHz～1.0kHz 四線組 0.9mm 對線組 0.7mm |
nF/km |
≤27.0 50.0 |
26.73 48.03 |
| 6 |
電容耦合系數(shù) 0.8kHz～1.0kHz K1 平均值 最大值 K9～K12 平均值 最大值 |
pF/km |
≤81 330 ≤168 236 |
23 35 13 22 |
| 7 |
對地電容不平衡系數(shù)0.8kHz～1.0kHz e1 e2平均值 最大值（其中允許有10％盤數(shù)的e1 e2值≤1294 pF/km） |
pF/km |
≤330 ≤800 |
126 447 |
2、光纖性能
| 項目 | 單位 | 指標(biāo) | 實測 | ||
| 衰減系數(shù) | 1310nm | dB/km | ≤0.36 | 白管綠纖 | 0.334 |
| 白管紫纖 | 0.327 | ||||
| 白管棕纖 | 0.324 | ||||
| 白管黑纖 | 0.332 | ||||
| 白管白纖 | 0.329 | ||||
| 白管黃纖 | 0.332 | ||||
| 紅管紅纖 | 0.327 | ||||
| 紅管灰纖 | 0.332 | ||||
| 紅管藍纖 | 0.329 | ||||
| 紅管黃纖 | 0.332 | ||||
| 紅管橙纖 | 0.328 | ||||
| 紅管棕纖 | 0.331 | ||||
| 1550nm | dB/km | ≤0.22 | 白管綠纖 | 0.185 | |
| 白管紫纖 | 0.187 | ||||
| 白管棕纖 | 0.191 | ||||
| 白管黑纖 | 0.192 | ||||
| 白管白纖 | 0.187 | ||||
| 白管黃纖 | 0.192 | ||||
| 紅管紅纖 | 0.192 | ||||
| 紅管灰纖 | 0.189 | ||||
| 紅管藍纖 | 0.191 | ||||
| 紅管黃纖 | 0.194 | ||||
| 紅管橙纖 | 0.189 | ||||
| 紅管棕纖 | 0.187 | ||||
電纜測試長度為1020m，從上述測試結(jié)果來看，各項性能指標(biāo)均符合標(biāo)準(zhǔn)的要求。
五、結(jié)束語安徽天纜電氣有限公司對鐵路長途對稱通信光電綜合纜結(jié)構(gòu)、工藝和材料進進行了不斷摸索和比對，利用完善的檢測手段和生產(chǎn)過程精確控制，很好地驗證了結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性和有效性。產(chǎn)品各項性能優(yōu)于標(biāo)準(zhǔn)要求，質(zhì)量穩(wěn)定，用戶反映情況良好。
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