第一節(jié) 產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

一、鐵路用通信信號類電纜的品種

1、各類信號電纜：用于鐵路信號系統(tǒng)中有關(guān)設(shè)備與控制裝置之間的連接，可實現(xiàn)部分控制信息的傳輸及對有關(guān)設(shè)備的供電。產(chǎn)品執(zhí)行標準：

TB/T 2476.1~.4-1993《鐵路信號電纜》

TB/T 3100-2004《鐵路數(shù)字信號電纜》

TB/T 3100.1-2004 《一般規(guī)定》

TB/T 3100.2-2004 《塑料護套鐵路數(shù)字信號電纜》

TB/T 3100.3-2004 《綜合護套鐵路數(shù)字信號電纜》

TB/T 3100.4-2004 《鋁護套鐵路數(shù)字信號電纜》

TB/T 3100.5-2004 《內(nèi)屏蔽鐵路數(shù)字信號電纜》

TB/T 3100.6-2004 《應答器數(shù)據(jù)傳輸電纜》

2、對稱通信電纜：用于鐵路區(qū)間通信。

產(chǎn)品執(zhí)行標準：

TB/T 1478-1983 《鐵路長途通信電纜制式系列及主要技術(shù)條件》

TB/T2461-1993 《鐵路通信光纜、光電綜合纜制式系列及主要技術(shù)條件》

3、地鐵輕軌專用信號類電纜

由于我國地鐵輕軌制式繁多，信號電纜產(chǎn)品沒有確定的技術(shù)標準。存在幾大技術(shù)背景支持下的技術(shù)體制。

1）西門子信號制式：由DIN0816及德國DLK鐵路公司的技術(shù)文件為核心。地鐵輕軌產(chǎn)品另增加了阻燃等有關(guān)的特別的要求。如廣州地鐵一、二號線、南京地鐵等。

2）阿爾卡特信號制式：其有完整的電纜產(chǎn)品配套技術(shù)要求，如廣州地鐵三號線、武漢輕軌等。

3）自有知識產(chǎn)權(quán)的系統(tǒng)，以通號集團公司為核心，信號電纜產(chǎn)品與大鐵路接近，另增加阻燃等方面的特別要求，如大連輕軌、長春輕軌等。

4）阿爾斯通為上海地鐵10號線提供全自動CBTC信號系統(tǒng)（一種基于無線通信技術(shù)的列車控制系統(tǒng)）—URBALIS解決方案

5）其它制式，與項目的資金來源有關(guān)，如重慶輕軌，采用日本的有關(guān)技術(shù)，電纜產(chǎn)品參考執(zhí)行JIS標準。

二、鐵路數(shù)字信號電纜的結(jié)構(gòu)特點

1、絕緣單線

絕緣單線的絕緣層為皮-泡-皮結(jié)構(gòu)，共有紅、綠、白、藍四種色譜，采用目前國際上先進的三層共擠串聯(lián)線制造，即導體拉制與皮-泡-皮結(jié)構(gòu)的絕緣層擠制一次完成，實現(xiàn)了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)尺寸與性能指標的在線檢測與控制的精確制造，其主要優(yōu)點是：

a.內(nèi)皮絕緣層能與導體良好的粘接在一起，保證絕緣層的防潮性和粘接牢固性；發(fā)泡絕緣層為氮氣物理發(fā)泡，與傳統(tǒng)的化學發(fā)泡相比泡孔小而密且互不聯(lián)通，因而具有很高的發(fā)泡度（60%左右），絕緣層的發(fā)泡意味著四線組工作電容下降，線路傳輸衰減常數(shù)降低。

b.外皮層使用高密度絕緣料，有良好的耐磨性和機械強度，耐環(huán)境老化性能是普通聚乙烯料的10倍以上，從根本上解決了普通鐵路信號電纜中存在的絕緣層老化龜裂問題。

c.由于單線顏色母料僅存在于外皮層，絕緣電阻和耐電壓擊穿強度明顯提高，是普通鐵路信號電纜的3倍以上。由于單線生產(chǎn)過程實現(xiàn)了計算機在線檢測與控制，單線結(jié)構(gòu)尺寸的一致性好，工作線對的直流電阻差降低了50%。

d.絕緣單線制造精度高，有效地提高了產(chǎn)品的電氣性能指標。

2、四線組絞合

四線組采用先進的高速星絞機生產(chǎn)，每根單線均為主動恒張力放線，特有的絞合預扭裝置、開線器等針對產(chǎn)品性能指標的獨特設(shè)計，預扭裝置能有效地降低因絕緣偏心造成的電容耦合系數(shù)，使電容耦合系數(shù)達到最小值；精確的扎紗張力即要保證四線組結(jié)構(gòu)的對稱穩(wěn)定性，又不能使皮-泡-皮結(jié)構(gòu)絕緣層變形和損傷；四線組絞合的節(jié)距精度、線序、外徑控制等均是本工序的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是影響產(chǎn)品性能指標的關(guān)鍵因素。

3、四線組單元屏蔽

內(nèi)屏蔽電纜中四線組單元用銅帶縱包實現(xiàn)電磁屏蔽的目的，并沿銅帶表面加添了一根銅導線作為排流線，以確保屏蔽層在電纜敷設(shè)施工和長期使用中具有穩(wěn)定可靠的屏蔽性能。

4、成纜

為了改善電纜的串音指標，在成纜工序中合理設(shè)計、匹配絞合節(jié)距，并實現(xiàn)完全退扭絞合，降低了線間直接系統(tǒng)性耦合，達到減小串音的目的。

多達四種的不同結(jié)構(gòu)、不同尺寸的成纜單元，在絞制過程中如何保證纜芯的圓整、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、緊湊是成纜工序的關(guān)鍵，同時必須保證纜芯的線序與組序完全正確。

5、電纜鋁護套

電纜鋁護套為采用氬弧焊技術(shù)進行鋁帶縱包形成鋁護套。為了防止鋁護套在使用過程中的電化反應，生產(chǎn)過程中對鋁護套表面進行涂覆。

鋁護套電纜為干線使用電纜，用量最大，因而鋁護套工序的產(chǎn)能和質(zhì)量也是該產(chǎn)品制造過程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。用氬弧焊技術(shù)生產(chǎn)的電纜鋁護套，焊接質(zhì)量穩(wěn)定可靠，可完全經(jīng)得起按相關(guān)標準進行的彎曲試驗、擴口試驗和氣密性試驗。

第二節(jié) 產(chǎn)品生產(chǎn)工藝特點或流程

鐵路信號電纜的塑料絕緣和護套是采用連續(xù)擠壓方式制成的，擠出設(shè)備采用單螺桿擠出機。在擠出過程中，裝人料斗中的塑料借助重力或加料螺旋進入機筒，在旋轉(zhuǎn)螺桿的推力作用下向前推進，同時塑料受到螺桿的攪拌和擠壓，并且在機筒的外熱及塑料與設(shè)備之間的剪切摩擦熱的作用下，轉(zhuǎn)變?yōu)檎沉鲬B(tài)，在螺槽中形成均勻連續(xù)的料流，在到達機頭時，經(jīng)模芯和模套間的環(huán)形間隙擠包于線芯周圍，形成連續(xù)密實的絕緣或護套層。整個擠出過程可分成3個階段，即：混合、熔融和均化；擠壓成型；冷卻和固化。

一、擠出溫度的控制

在塑料擠出的過程中，物料聚集態(tài)的轉(zhuǎn)變以及物料的粘度都取決于溫度，溫度對制品的產(chǎn)量和質(zhì)量影響很大，特別是塑化情況，更能直接影響制品的物理機械性能和外觀。為使固體物料熔化成熔體，擠出物的最終溫度應大于物料的粘流溫度，其上限溫度應小于物料的分解溫度。

1、若在低溫下擠出有如下優(yōu)點：低溫下擠出的物料粘度大，容易保持原來的形狀，不易變形；由于擠出物中熱能小，所需冷卻時間短，可以縮短冷卻水槽的長度；此外，溫度低還可以減少聚合物降解。

低溫下擠出的缺點：擠出溫度低，臨界剪切應力、臨界剪切速率也低，這樣易形成熔體破裂，造成表面粗糙，光亮度差。鐵路信號電纜通常用聚乙烯，如果聚乙烯在擠出過程中溫度過低，其結(jié)晶度增大，那么結(jié)晶相與無定形相的邊緣上產(chǎn)生的內(nèi)應力就會增大，將導致絕緣或護套后期的開裂。另外溫度低，物料熔融段延長，從均化段出來的熔體中會夾雜有固體物料，這些未熔物料和熔體一起成型于制品上，會使絕緣或護套的機械性能和電氣性能下降，同時未充分塑化的制品的耐環(huán)境應力開裂性比充分塑化的要差。

2、若在高溫下擠出有如下優(yōu)點：表面質(zhì)量好；機械物理性能好；擠出物粘度下降，流動性好，擠出所消耗的功率小。不過過高的溫度將使聚合物的粘度大大降低，不適當?shù)脑龃罅鲃有匀菀滓饠D出制品的形狀扭曲和收縮等。另外，溫度高到分解溫度附近時還會引起聚合物分解，以致降低產(chǎn)品物理性能或引起外觀不良等。因此物料的粘流溫度和分解溫度一樣是聚合物材料進行成型加工的重要參數(shù)。

綜上，塑料擠出采用適當?shù)牡蜏貢容^合適。

二、擠出溫度的設(shè)置

根據(jù)物料物態(tài)在機筒中的變化過程，擠出螺桿可以分為加料段、熔融段、均化段3段。根據(jù)螺桿各段的工作原理及物料在各段的變化，分別設(shè)定各段的溫度。

1、在加料段，首先是為顆粒狀的固體塑料提供軟化溫度，其次是以螺桿的旋轉(zhuǎn)與固定的機筒之間產(chǎn)生的剪切應力作用在塑料顆粒上，實現(xiàn)對軟化塑料的破碎。而最主要的則是以螺桿旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生足夠大的連續(xù)而穩(wěn)定的推力和反向摩擦力，以形成連續(xù)而穩(wěn)定的擠出壓力，進而實現(xiàn)對塑料的攪拌與均勻混合，并初步實行熱交換，從而為連續(xù)而穩(wěn)定的擠出提供基礎(chǔ)。在此階段產(chǎn)生的推力是否連續(xù)均勻穩(wěn)定、剪切應變率的高低、攪拌是否均勻等都直接影響擠出質(zhì)量和產(chǎn)量，所以加料段應采用低溫。該段為輸送段，要產(chǎn)生足夠的推力才可以將料向前推送，溫度過高的話，塑料就會過早熔融，形不成“固體塞”，易導致塑料分解，還會造成擠出壓力波動和塑化不均。

2、在熔融段，經(jīng)軟化并初步攪拌混合的塑料，由于螺桿的推擠作用，沿螺槽向機頭移動，進入熔融段。在熔融段的溫度要升高，此段熱量的來源除機筒外部加熱之外，螺桿旋轉(zhuǎn)的摩擦熱也起一定的作用。而來自加料段的推力和來自均化段的反作用力，使塑料在前進中形成了回流，該回流產(chǎn)生在螺槽內(nèi)以及螺桿與機筒的間隙中，不但使物料進一步均勻混合，而且使塑料熱交換作用加大，達到了表面的熱平衡。由于此階段的作用溫度已超過了塑料的流變溫度，加之作用時間較長，致使塑料發(fā)生了物態(tài)的轉(zhuǎn)變，與加熱機筒接觸的物料開始熔化，在機筒內(nèi)表面形成一層聚合物熔膜，當熔膜的厚度超過螺紋頂與機筒之間的間隙時，就會被旋轉(zhuǎn)的螺紋刮下來，聚集在推進螺紋的前面，形成熔池。由于機筒和螺紋根部的相對運動，使熔池產(chǎn)生了物料的循環(huán)流動，這樣才能保證塑料塑化。

3、在均化段，溫度繼續(xù)升高，塑料在熔融段已大部分塑化，而其中小部分高分子組成尚未開始塑化，這部分未塑化的粒子需要更高塑化溫度，因此，均化段的溫度升高是使塑料進一步塑化和均化。

4、機脖溫度保持均化段溫度或稍有升高，因為該處多孔板變塑料的旋轉(zhuǎn)運動為直線運動，并且有濾網(wǎng)的阻擋作用，使料流不太順暢，溫度不宜降低。

5、機頭溫度應比機脖溫度稍有降低，因為熔體在此處有固定表層與機頭壁接觸，溫度高易焦燒分解。

6、?？跍囟壬吣軌蛱岣弑砻婀饬炼?，表面質(zhì)量好，但?？跍囟冗^高，不但會造成表層分解，更會造成成型冷卻困難，使產(chǎn)品難于定型，易于下垂自行形變或壓扁變形；若溫度降低，雖使制品定型容易，但易影響表面質(zhì)量。

在鐵路信號電纜實際生產(chǎn)中，通常用到不同密度的聚乙烯，盡管不同密度的聚乙烯擠出溫度控制的高低不一，但有一個普遍的規(guī)律：即從加料段起到模口止，都有一個溫度從低到高再到低的變化規(guī)律。如果擠出過程中溫度控制的不合適，塑料絕緣或護套就會產(chǎn)生很多缺陷，影響電纜的表面質(zhì)量。

鐵路信號電纜工藝流程 分析

第三節(jié) 國內(nèi)外生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展趨勢 分析

一、鐵路用信號電纜

隨著鐵路的高速發(fā)展，對鐵道通信信號提出了更高的要求，通信信號向著現(xiàn)代化、數(shù)字化的方向發(fā)展，相對于電線電纜來說，也要走向數(shù)字化，鐵路數(shù)字信號電纜（SPT電纜）應運而生。

鐵路內(nèi)屏蔽數(shù)字信號電纜，它是與ZPW－2000A系統(tǒng)相配套的電纜產(chǎn)品。具有損耗、衰減小，傳輸容量大，信號傳輸平穩(wěn)等的諸多優(yōu)點，是傳統(tǒng)信號電纜向數(shù)字化邁進的重要一步。該系統(tǒng)用國產(chǎn)內(nèi)屏蔽鐵路數(shù)字信號電纜(SPTP型)取代原法國ZCO3型電纜，突破信號傳輸“同頻不同纜”的限制，減小了銅導體線徑，減少備用線組，加大傳輸距離，使系統(tǒng)性價比大幅度提高，顯著降低工程造價，方便施工及后續(xù)維護。長途低頻對稱通信電纜也可以在鐵路改造中大顯身手。鐵路數(shù)字通信信號光電綜合纜、綜合護套鐵路數(shù)字信號電纜、鋁護套鐵路數(shù)字信號電纜、計軸綜合電纜、綜合屏蔽信號電纜也都可以應用在鐵路通信信號領(lǐng)域。其中計軸電纜可以應用在計軸疊加雙軌自動閉塞系統(tǒng)中。另外，按照鐵路提速要求，信號和通信系統(tǒng)的傳輸通道點式應答器數(shù)據(jù)傳輸電纜、單晶銅音頻電纜、安放漏泄同軸電纜、GSM-R鐵路數(shù)字集群無線通信專用漏泄同軸電纜等鐵路專用電纜也將被大量采用。

電力牽引用的接觸線（電車線）在電氣化鐵路、城市軌道交通（地鐵、輕軌、無軌電車）、工礦電氣運輸和起重系統(tǒng)等領(lǐng)域有著廣泛應用。目前我國接觸線的年用量約在5000t左右。我國鐵路電氣化，尤其準高速和高速鐵路的發(fā)展為生產(chǎn)和即將生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)價廉接觸網(wǎng)導線及相關(guān)配件的產(chǎn)業(yè)部門帶來極大的機遇和挑戰(zhàn)。

軌道應答器電纜是一種沿軌道敷設(shè)的增強型信號銅纜，用于傳輸列車位置、長度、車廂節(jié)數(shù)等重要信息。這些信息將由自動列車控制（ATC）系統(tǒng)收集，并通過異頻雷達收發(fā)機（即“軌道應答器”）傳遞給司機和列車控制中心。隨著鐵路交通流量的不斷增大，軌道應答器電纜在維持高度安全性方面起著重要作用。

需要新開發(fā)的與軌道電路數(shù)字化、站內(nèi)提速及重載配套電纜，以及用于磁懸浮高速列車寬頻數(shù)字移動通信、高速鐵路的車地通信的專用電纜，也將有誘人的市場前景。

鐵路機車用綜合控制屏蔽電纜不但有良好的環(huán)保性、柔軟性、耐高溫、阻燃等特點，而且還引用了新的設(shè)計思路，采用兩層屏蔽結(jié)構(gòu)，避免了外界電力場、信號對該電纜傳輸?shù)男盘柛蓴_，同時其內(nèi)部產(chǎn)生的電力場也不會對自身傳輸?shù)男盘栆约巴饨缧盘柈a(chǎn)生干擾，從而保證了自身傳輸信號與鐵路沿線眾多信號的共有。

二、城市軌道交通

目前我國正處于軌道交通建設(shè)的繁榮時期，中國已經(jīng)成為世界上最大的城市軌道交通市場。

城市軌道機車用電線電纜主要是阻燃型，這是就其安全性和工作環(huán)境所決定的，這就為各類阻燃型電線電纜提供了廣闊的市場。地鐵區(qū)間隧道、地鐵車站、設(shè)備安裝、消防等建設(shè)則需要大量的電力電纜（軌道交通通常采用強電方式進行動力供給）、通信電纜、隧道特殊用電纜以及漏泄和射頻電纜等。隧道和地鐵車站用照明電線電纜也是一大亮點。

由于地形因素和經(jīng)濟因素等限制，軌道交通通常使用隧道避開復雜地形。當今，TETRA數(shù)字集群系統(tǒng)作為機車無線調(diào)度系統(tǒng)，必然受到很大程度影響。為了解決這一矛盾，在系統(tǒng)中引入了直放站。軌道交通通常采用強電方式（DC750、DC1500、AC27500或AC25000）進行動力供給，因此，必須考慮強電對漏泄電纜的干擾問題，通過使用漏泄電纜解決隧道中TETRA數(shù)字集群系統(tǒng)覆蓋。為此，這種漏泄電纜的市場前景是非常廣闊的。

上一篇：汽車頂棚內(nèi)飾產(chǎn)品工藝流程與研發(fā)分析
下一篇：世界透平機產(chǎn)業(yè)發(fā)展分析