鐵路數(shù)字信號(hào)電纜功用及應(yīng)用領(lǐng)域
1.產(chǎn)品的功用
鐵路數(shù)字信號(hào)電纜具有傳輸模擬信號(hào)(1MHz)、數(shù)字信號(hào)(2Mbit/s)、額定電壓溝通750V或直流1100V及以下體系控制信息及電能的傳輸功用。適用于鐵路信號(hào)自動(dòng)閉塞體系、計(jì)軸、車站電碼化、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)備和控制設(shè)備之間傳輸控制信息、監(jiān)測(cè)信息和電能。
2.產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域
現(xiàn)在在中國(guó)鐵路投入運(yùn)營(yíng)的自動(dòng)閉塞體系有：溝通計(jì)數(shù)自動(dòng)閉塞體系、4信息移頻自動(dòng)閉塞體系、18信息移頻自動(dòng)閉塞體系、法國(guó)UM71自動(dòng)閉塞體系、ZPW-2000系列(ZPW-2000、ZPW-2000A)無(wú)絕緣移頻自動(dòng)閉塞體系等8種以上的自閉體系。
現(xiàn)新建鐵路，電氣化改造線路均使用ZPW-2000A自動(dòng)閉塞體系，其配套的電纜為內(nèi)屏蔽鐵路數(shù)字信號(hào)電纜(TB/T3100.5-2004)，是現(xiàn)在技術(shù)含量高、市場(chǎng)用量z.ui大的產(chǎn)品，職業(yè)年產(chǎn)量規(guī)模為15～20億；其它信號(hào)制式的信號(hào)電纜用量較小，且呈逐漸淘汰趨勢(shì)，主要用于既有線路的維修、局部改造或自備線、支線等信號(hào)設(shè)備比較落后的線路，年職業(yè)產(chǎn)量規(guī)模據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)不足10億
ZPW-2000A型無(wú)絕緣移頻自動(dòng)閉塞體系是在引進(jìn)法國(guó)UM71無(wú)絕緣軌道電路技術(shù)國(guó)產(chǎn)化基礎(chǔ)上，結(jié)合我國(guó)國(guó)情進(jìn)行提高體系安全性、體系傳輸性能及體系可靠性的技術(shù)再開(kāi)發(fā)，是鐵路運(yùn)輸重載、安全、高速以及向機(jī)車信號(hào)主體化方向發(fā)展的地上基礎(chǔ)設(shè)備。其主要特點(diǎn)是：完成軌道電路全程斷軌的檢查，大幅度減少了調(diào)諧區(qū)分路死區(qū)長(zhǎng)度，對(duì)調(diào)諧單元斷線故障和拍頻信號(hào)干擾完成了檢查和防護(hù)，提高了體系的抗干擾水平，完成了技術(shù)上的重大突破，在傳輸安全性上有了質(zhì)的提高。并有效地提高了電氣絕緣節(jié)軌道電路傳輸長(zhǎng)度，使軌道電路傳輸長(zhǎng)度從900米提高到1500米。
該體系2002年5月通過(guò)了鐵道部安排的技術(shù)簽定，被認(rèn)定為鐵路信號(hào)體系的一制式。該體系用國(guó)產(chǎn)內(nèi)屏蔽鐵路數(shù)字信號(hào)電纜(SPTP型)取代原法國(guó)ZCO3型電纜，突破信號(hào)傳輸“同頻不同纜”的限制，完成一根電纜內(nèi)的不同屏蔽組中可一起傳輸同頻率的移頻信息，而且當(dāng)線芯接地故障狀態(tài)下屏蔽組間串音干擾與分纜的兩根數(shù)字信號(hào)電纜(SPT型)等效，即到達(dá)了同頻同纜與同頻分纜具有同樣的傳輸性能和安全可靠性。減小了銅導(dǎo)體線徑，減少備用線組，加大傳輸距離，使體系性價(jià)比大幅度提高，顯著下降工程造價(jià)，方便施工及后續(xù)維護(hù)。
主要特性
內(nèi)屏蔽鐵路數(shù)字信號(hào)電纜在滿足原有鐵路信號(hào)電纜指標(biāo)的基礎(chǔ)上，提高了電纜的綜合電氣性能：溝通額定電壓提高了1.5倍，電容指標(biāo)下降了40%，絕緣電阻指標(biāo)提高了2.3倍，一起改善了阻抗、衰減、串音等性能。
電纜提高了線組間的抗干擾能力，完成了同頻同纜傳輸，而且當(dāng)線芯接地故障狀態(tài)下屏蔽組間串音干擾與分纜的兩根信號(hào)電纜等效，有效地提高了體系的安全性。
電纜有較高的機(jī)械強(qiáng)度，良好的防腐蝕、耐寒性能、高屏蔽性能，可滿足電氣化鐵路對(duì)強(qiáng)電場(chǎng)干擾、濕潤(rùn)、酷寒等各種環(huán)境的要求以及現(xiàn)有信號(hào)體系z(mì).ui新制式、z.ui新裝備的配套要求；一起電纜兼容其它制式的信號(hào)體系設(shè)備。另外，電纜可依據(jù)使用環(huán)境要求，具有阻燃、防白蟻的附加功用。
結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
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(lán)四種色譜，選用現(xiàn)在國(guó)際上先進(jìn)的三層共擠串聯(lián)線制作，即導(dǎo)體拉制與皮-泡-皮結(jié)構(gòu)的絕緣層擠制一次完成，完成了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)尺度與性能指標(biāo)的在線檢測(cè)與控制的準(zhǔn)確制作，其主要優(yōu)點(diǎn)是：
a.內(nèi)皮絕緣層能與導(dǎo)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?dú)馕锢戆l(fā)泡，與傳統(tǒng)的化學(xué)發(fā)泡比較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)下降。
b.外皮層使用高密度絕緣料，有良好的耐磨性和機(jī)械強(qiáng)度，耐環(huán)境老化性能是一般聚乙烯料的10倍以上，從根本上解決了一般鐵路信號(hào)電纜中存在的絕緣層老化龜裂問(wèn)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(qiáng)度明顯提高，是一般鐵路信號(hào)電纜的3倍以上。由于單線生產(chǎn)過(guò)程完成了計(jì)算機(jī)在線檢測(cè)與控制，單線結(jié)構(gòu)尺度的一致性好，工作線對(duì)的直流電阻差下降了50%。
d.絕緣單線制作精度高，有效地提高了產(chǎn)品的電氣性能指標(biāo)。
2.四線組絞合
四線組選用先進(jìn)的高速星絞機(jī)生產(chǎn)，每根單線均為主動(dòng)恒張力放線，特有的絞合預(yù)扭設(shè)備、開(kāi)線器等針對(duì)產(chǎn)品性能指標(biāo)的共同設(shè)計(jì)，預(yù)扭設(shè)備能有效地下降因絕緣偏心形成的電容耦合系數(shù)，使電容耦合系數(shù)到達(dá)z.ui小值；準(zhǔn)確的扎紗張力即要保證四線組結(jié)構(gòu)的對(duì)稱安穩(wěn)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(biāo)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完成電磁屏蔽的意圖，并沿銅帶表面加添了一根銅導(dǎo)線作為排流線，以確保屏蔽層在電纜敷設(shè)施工和長(zhǎng)期使用中具有安穩(wěn)可靠的屏蔽性能。
4.成纜
為了改善電纜的串音指標(biāo)，在成纜工序中合理設(shè)計(jì)、匹配絞合節(jié)距，并完成完全退扭絞合，下降了線間直接體系性耦合，到達(dá)減小串音的意圖
多達(dá)四種的不同結(jié)構(gòu)、不同尺度的成纜單元，在絞制過(guò)程中怎么保證纜芯的圓整、結(jié)構(gòu)安穩(wěn)、緊湊是成纜工序的關(guān)鍵，一起須保證纜芯的線序與組序完全正確。
5.電纜鋁護(hù)套
電纜鋁護(hù)套為選用氬弧焊技術(shù)進(jìn)行鋁帶縱包形成鋁護(hù)套。為了避免鋁護(hù)套在使用過(guò)程中的電化反應(yīng)，生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)鋁護(hù)套表面進(jìn)行涂覆。
鋁護(hù)套電纜為干線使用電纜，用量z.ui大，因而鋁護(hù)套工序的產(chǎn)能和質(zhì)量也是該產(chǎn)品制作過(guò)程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。用氬弧焊技術(shù)生產(chǎn)的電纜鋁護(hù)套，焊接質(zhì)量安穩(wěn)可靠，可完全經(jīng)得起按相關(guān)規(guī)范進(jìn)行的彎曲試驗(yàn)、擴(kuò)口試驗(yàn)和氣密性試驗(yàn)。
性能指標(biāo)
與一般鐵路信號(hào)電纜比較，鐵路數(shù)字信號(hào)電纜通過(guò)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和工藝措施，工作電容由50nF/km下降到29nF/km，電容耦合K1平均值由141pF/km下降到81pF/km，一起增加了阻抗、衰減、串音等二次傳輸性能指標(biāo)。雖然產(chǎn)品質(zhì)量具有很大的優(yōu)勢(shì)并在技術(shù)方面有所突破，但依據(jù)實(shí)踐檢測(cè)與現(xiàn)場(chǎng)使用情況，產(chǎn)品在以下性能指標(biāo)方面還需更進(jìn)一步改進(jìn)完善。首先，產(chǎn)品使用過(guò)程中出現(xiàn)的導(dǎo)體混線、斷線與氧化；其次，絕緣層的抗張強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率、抗壓縮性能的改進(jìn)提高；z.ui后，現(xiàn)規(guī)范中部分二次參數(shù)的范圍設(shè)定并不理想，相關(guān)聯(lián)二次參數(shù)及各頻率點(diǎn)指標(biāo)很難匹配到理想中值。
特別是絕緣強(qiáng)度，是現(xiàn)在用戶(鐵道部各工程單位)、產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)中心與生產(chǎn)廠家之間存在不合并非常關(guān)注的問(wèn)題，這不僅是線纜制作企業(yè)面臨的一個(gè)新的技術(shù)難題，一起會(huì)因絕緣強(qiáng)度的改進(jìn)形成產(chǎn)品結(jié)構(gòu)尺度、性能指標(biāo)與現(xiàn)行規(guī)范出現(xiàn)較大的偏差。
