鐵路信號電纜及其製造方法

《鐵路信號電纜及其製造方法》是江蘇東強股份有限公司於2002年7月12日申請的發明專利，該專利的申請號為21379599，公布號為CN1467754，授權公布日為2004年1月14日，發明人是王子純、姚勰、陳子洪。

《鐵路信號電纜及其製造方法》包括外保護層、纜芯，以及纜芯內的線組和芯線，所述芯線絕緣層為皮/泡沫/皮結構，所述線組至少包括一個帶禁止層的禁止四線組，而其他線組則不帶禁止層。為了製得該電纜，其製造方法包括線組禁止層的製作以及在禁止線組外包覆線組禁止層等步驟。該電纜具有理想的抗衰減、抗干擾等綜合性能，能同時傳輸高、低頻鐵路信號，實行一纜多用。

2019年7月15日，《鐵路信號電纜及其製造方法》獲第十一屆江蘇省專利項目獎金獎。

（概述圖為《一種頭孢羥氨苄單水合物的結晶方法及結晶》摘要附圖）

基本介紹

• 中文名：鐵路信號電纜及其製造方法
• 申請人：江蘇東強股份有限公司
• 申請號：21379599
• 公布號：CN1467754
• 發明人：王子純、姚勰、陳子洪
• 授權日：2004年1月14日
• 申請日：2002年7月12日
• Int.Cl.：H01B11/00(2006.01)、H01B11/06(2006.01)、H01B7/02(2006.01)、H01B13/00(2006.01)
• 類別：發明專利

專利背景

截至2002年7月，鐵路信號電纜，其結構大都為外保護層以及外保護層內的纜芯，纜芯由分成若干線組的芯線組成，芯線導體外絕緣層採用單層絕緣層，由於這種絕緣層為實心層結構，它具有相對較高的介電常數，直接影響著電纜的抗衰減性能，當電纜傳輸高頻信號時顯得尤為突出。《現代有線傳輸》1996年第1期“物理髮泡皮/泡沫/皮絕緣市內通信電纜（HYPA）的開發”一文介紹了一種目前已套用於鐵路數位訊號電纜的電纜芯線絕緣層結構，由於該芯線結構的絕緣層在其實心內、外皮的中間具有許多密而互不連通的發泡孔泡沫層，它的介電常數比全實心皮絕緣層大為降低，從而使得線路傳輸衰減常數下降，因此，該類皮/泡沫/皮鐵路信號電纜具有較好的傳輸高頻數位訊號的技術性能，但鐵路信號的傳輸，不僅有高頻信號傳輸，而且還包括諸如道口信號燈、道岔轉轍機信號等低頻信號的傳輸，由於高頻信號與低頻信號在同纜傳輸中的相互干擾，直接影響著信號的傳輸質量，一直難以實現理想的高、低頻信號同纜兼容傳輸。

發明內容

專利目的

《鐵路信號電纜及其製造方法》的目的是針對上述2002年7月前已有技術存在的缺陷，提供一種不僅同時具有較好的抗衰減和抗干擾性能，而且能高、低頻同纜兼容、且效果理想的鐵路信號電纜。該發明的目的還要提供一種生產該鐵路信號電纜的製造方法。

技術方案

《鐵路信號電纜及其製造方法》的鐵路信號電纜，包括外保護層以及外保護層內的纜芯，纜芯中的芯線可分成若干四線組、對線組、芯線，所述芯線的絕緣層是從導體向外依次為實心內皮層、中間泡沫層、實心外皮層三層，所述線組至少包括一個具有四根芯線組成的四線組，且該四線組帶有線組禁止層。

為了進一步提高效果，降低成本，作為該發明的進一步改進，其所述纜芯內的部分四線組帶有禁止層，而其他線組不帶禁止層；所述禁止層是在金屬禁止層的內外兩側均緊貼著非吸濕性絕緣層。

《鐵路信號電纜及其製造方法》包括下列步驟：（a）拉制園形銅導體；（b）在園形導體上擠包三層結構的絕緣層而成皮/泡沫/皮芯線；（c）不同顏色皮/泡沫/皮絕緣芯線分別絞合成四線組、對線組；（d）部分四線組包覆禁止層而製成禁止四線組；（e）將禁止四線組與其他四線組、對線組、芯線絞合成纜芯；（f）在纜芯外加包外保護層而製成電纜成品。

所述絕緣層的發泡採用物理髮泡或者化學發泡；所述芯線導體絕緣層的擠包為實心內皮層、中間泡沫層、實心外皮層三層同時共擠。

改善效果

按照《鐵路信號電纜及其製造方法》的製造方法所製得的鐵路信號電纜，由於組成纜芯的芯線絕緣層是皮/泡沫/皮結構，使芯線間的工作電容大幅下降，從而使線路傳輸衰減常數降低，在此基礎上，傳輸高頻數位訊號的四線組外增設了禁止層，從而又很好地解決了高頻與低頻信號因相互干擾而難以同纜傳輸的問題，因此該電纜兼有理想的抗衰減、抗干擾的綜合性能，實現了高、低頻同纜兼容，做到一纜多用；還由於在高頻數字線組外加裝了禁止層，可以很容易地從眾多芯線組成的纜芯中識別，避免了在施工中挑選符合性能要求的傳輸高頻數位訊號四線組，方便安裝使用，節省施工成本。該發明工藝合理、簡單，保護了產品質量。

附圖說明

圖1是《鐵路信號電纜及其製造方法》第一個具體實施方式的結構示意圖；

圖2是圖1所示鐵路信號電纜中的禁止四線組的結構示意圖；

圖3是該發明鐵路信號電纜另一個具體實施方式的結構示意圖；

圖4是該發明鐵路信號電纜的又一個具體實施方式的結構示意圖。

權利要求

1、一種鐵路信號電纜，它包括外保護層（7）和包覆於外保護層（7）內的纜芯（1），該纜芯（1）中包括若干線組，每個線組具有芯線（8），該芯線（8）的絕緣層是從中心導體（81）向外依次為實心內皮層（82）、中間泡沬層（83）、實心外皮層（84）三層，其特徵在於：所述線組至少包括一個具有四根芯線（8）且節距為90毫米~190毫米的四線組，該四線組帶有四線組禁止層（3）。

2、根據權利要求1所述的鐵路信號電纜，其特徵在於：所述四線組禁止層（3）由金屬禁止層（32）及在金屬禁止層（32）內外兩側包覆的非吸濕性絕緣層（31）構成。

3、根據權利要求2所述的鐵路信號電纜，其特徵在於：所述的金屬禁止層（32）為銅帶、鋁箔或金屬網，所述的非吸濕性絕緣層（31）為塑膠薄膜、聚酯帶、無紡布或浸油紙帶。

4、根據權利要求1-3之一所述的鐵路信號電纜，其特徵在於：所述四線組禁止層（3）為鋁塑複合帶或者銅塑複合帶。

5、一種權利要求1所述鐵路信號電纜的製造方法，其特徵在於該製造方法包括下列步驟：（a）拉制圓形銅導體；（b）在圓形導體上擠包三層結構的絕緣層而製成絕緣芯線，該絕緣層從裡向外依次為實心內皮層、中間泡沬層、實心外皮層；（c）將不同外表顏色的絕緣芯線分別絞合成四線組、對線組；（d）至少在一個節距為90毫米~190毫米的四線組外包覆禁止層而製成禁止四線組；（e）將所述的至少一個禁止四線組與其它線組絞合成纜芯；（f）在纜芯外加包外保護層而製成電纜成品。

6、根據權利要求5所述的鐵路信號電纜的製造方法，其特徵在於：所述絕緣層的發泡採用物理髮泡或者化學發泡。

7、根據權利要求5所述的鐵路信號電纜的製造方法，其特徵在於：所述絕緣層的實心內皮層、中間泡沫層、實心外皮層是同時共擠形成的。

8、根據權利要求5-7之一所述的鐵路信號電纜的製造方法，其特徵在於：所述絕緣層的絕緣材料採用聚烯炷，實心外皮層絕緣材料中加有色母料。

實施方式

操作內容

圖1所示的鐵路信號電纜其纜芯1具有24根芯線，它們分成五個星形四線組，壹個對線組5，兩根絕緣芯線6；其中五個星形四線組中帶禁止層的禁止四線組2為兩個，無禁止層四線組4為叄個，對線組5和絕緣芯線6自身不帶禁止層。禁止四線組2的結構如圖2所示，它包括四根芯線8，芯線8的結構為在芯線導體81外的絕緣層為三層結構，從裡向外依次為實心內皮層82、中間泡沫層83、實心外皮層84；包覆在四根芯線外的禁止層3，也為三層結構，它是在金屬禁止層32的內外兩側均緊貼著非吸濕性絕緣層31，非吸濕性絕緣層31具有隔潮絕緣的雙重作用，它是塑膠薄膜、聚脂帶、無紡布或浸油紙帶；非吸濕性絕緣層31還對四根芯線施加一柔性緊束力，有利於保持四根芯線的相對位置和整體園整度，以穩定四線組的傳輸性能；金屬禁止層32為銅帶結構，以禁止其他線組或芯線信號的電磁干擾，減少相互串音。纜芯1中只選擇部分四線組帶有禁止層，用於傳輸高頻數位訊號，以獲得較高的抗衰減、抗干擾等綜合性能，而低頻信號則通過不帶禁止的線組或芯線傳輸，這種有選擇的禁止結構，既實現了一纜多用，同纜傳輸高、低頻信號，又方便於加工製造，減少電纜成本；同時，在實際電纜施工時，也很易識別高頻數字四線組，而無需費時費力的去挑選，方便了使用，縮短了施工時間，節約施工成本。在纜芯1外包覆著外保護層7，該保護層從內向外依次為塑膠隔熱層、塑——鋁——塑綜合護套、鋼帶鎧裝、聚乙稀外護套。

圖3所示的鐵路信號電纜其纜芯1具有16根芯線，它們組成四個星形四線組，其中叄個星形四線組為無禁止層四線組4，一個帶禁止層的禁止四線組2，每根絕緣芯線的絕緣層仍為皮/泡沫/皮結構。禁止四線組2的禁止層3採用由鋁箔和塑膜覆合而成的鋁塑複合帶或者採用銅塑複合帶。外保護層7從內向外依次為塑膠隔熱層、塑——鋁——塑綜合護套、鋼帶鎧裝、聚乙稀外護套。

圖4所示的鐵路信號電纜其纜芯1具有37芯，它們分成七個星形四線組，叄個對線組5，叄根絕緣芯線6；其中七個星形四線組中帶禁止層的禁止四線組2有兩個，無禁止層四線組4為五個。纜芯1中的所有37根芯線均為皮/泡沫/皮絕緣層的絕緣芯線。禁止四線組2的禁止層3的結構為由非吸濕性絕緣層、金屬禁止層、非吸濕性絕緣層覆合而成的禁止層。外保護層7從內向外依次為塑膠隔熱層、鋁護套、塑膠內墊層、鋼帶鎧裝、聚乙稀外護套。

上述結構中的線組禁止層還可採用其他禁止結構，如直接採用銅帶、鋁箔或金屬網等相應結構；外保護層也可採用多種通用的電纜保護層結構；絕緣芯線的根數也不局限於24芯、16芯和37芯，其芯數可根據實際情況確定；帶禁止層的禁止四線組也不限於一個、二個，還可以是三個或更多個，因此在不脫離《鐵路信號電纜及其製造方法》的原理情況下，只要纜芯中具有部分帶禁止層的禁止四線組以及纜芯的每根芯線絕緣層為皮/泡沫/皮結構，均應屬於《鐵路信號電纜及其製造方法》的保護範圍。

實施案例

實施例1

首先通過拉絲機拉制出的截面為園形直徑為1.0毫米的銅導體；並將該導體送入具有三層共擠功能的絕緣層擠出機，擠出機對三層絕緣料均加熱熔融並在導體外形成實心內皮、泡沫、實心外皮三層絕緣層，在加熱擠出的過程中，對泡沫層原料注入氮氣即採用通用的物理髮泡方法，也可在泡沫層原料中加入偶氮二異丁腈（N型發泡劑）、偶氮二甲醯脂（AC型發泡劑）等發泡劑後完成擠包發泡即採用化學發泡方法；絕緣層材料採用聚乙烯或聚丙烯等聚烴材料；在實心外皮層聚烯烴材料中根據需要加入各種顏色的色母料，以形成不同顏色的絕緣芯線識別；導體外絕緣層擠塑完成後將該帶絕緣層的芯線先進入溫水冷卻，再送入冷水冷卻後成盤，再將成盤後的不同顏色的絕緣芯線分別絞製成星形四線組和對線組；將預先準備好的禁止帶包覆到部分星形四線而形成禁止四線組，其餘不帶禁止層四線組外繞扎不同顏色的扎帶，星形四線組和對線組的絞合節距不相同，其星形四線組節距為90-190毫米，對線組節距為70-110毫米，絞合後的星形四線組和對線組分別成盤；再將禁止四線組、四線組、對線組、芯線的根據設計要求絞合成纜；在絞合成纜的纜芯外，加包塑膠隔熱層，然後以1.3毫米厚的鋁板包裹於纜芯上，鋁板縫口採用氬弧焊接後塗上熱熔膠，送入拉拔機，將鋁板焊成的鋁管表面拉伸拉光，在鋁板製成的鋁管外，加熱熔膠，既便於本工序的拉拔，也更具有防腐的效果；拉拔後繼續成盤，再送入下面工序依次完成加包聚稀烴內墊層、裝鎧以及加裝外護層。

實施例2：

將銅絲拉製成直徑為1.13毫米的截面為園形的銅導體，將該銅導體依序送入三台絕緣層擠出機，分別完成實心內皮層擠包、中間泡沫層擠包和實心外皮層的擠包，在中間擠出機的原料中加入化學發泡劑以形成中間泡沫層，再經風冷、水冷將絕緣芯線成盤，將成盤的絕緣芯線絞製成星形四線組和對線組；將預先準備好的禁止帶，對規定顏色的四線組包覆禁止帶，其餘不帶禁止層四線組加纏扎帶並成盤，再將禁止四線組、四線組、對線組、芯線根據設計要求絞合成纜，成纜後依次完成下面工序：加裝塑膠襯套、鋼帶裝鎧、外護套。

實施例3：

將依實施例1成纜後，再依次完成下面工序，加裝塑膠隔熱層綜合護套、鋼帶裝鎧、外護套。

榮譽表彰

2019年7月15日，《鐵路信號電纜及其製造方法》獲第十一屆江蘇省專利項目獎金獎。