專利名稱：單元屏蔽鐵路數(shù)字信號電纜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種鐵路信號系統(tǒng)所用的傳輸介質(zhì)，特別涉及為鐵路信號控制設(shè)備、顯示設(shè)備、軌道電路和信號執(zhí)行機構(gòu)傳輸數(shù)字或模擬控制信號以及交流額定電壓為750伏或直流1100伏及以下動力電能的傳輸用電纜。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的鐵路信號電纜滿足鐵道行業(yè)標準TB/T2476-1993《鐵路信號電纜》，其電纜纜芯結(jié)構(gòu)為由導(dǎo)體直徑為1.0mm的實心聚乙烯絕緣單線，對絞線組(或稱對絞線)，以及紅，綠，白，藍和紅藍五種顏色標志的四線組(或稱星絞組)構(gòu)成。然而，隨著鐵路數(shù)字軌道電路和計算機聯(lián)鎖、計算機監(jiān)測等鐵路信號系統(tǒng)新技術(shù)的應(yīng)用，上述鐵路信號電纜的結(jié)構(gòu)決定了其性能指標已不能滿足新型鐵路信號系統(tǒng)對信號電纜傳輸特性提出的新要求。
為此，本實用新型的設(shè)計人曾提出了一種“鐵路數(shù)字信號電纜”，將現(xiàn)有四線組的紅，綠，白，藍和紅藍五種顏色的色標增加為紅，綠，白，藍、棕、黃和紅藍七種不同顏色(也可以是其它任意的顏色)的色標，并將絞合節(jié)距相應(yīng)地從五種增加到七種。通過絞合節(jié)距種類的增加，并對各線組絞合節(jié)距的選擇和線組間絞合節(jié)距的相互配合，以最大限度地減小組間的直接系統(tǒng)性耦合，從而將線組間串音干擾減至最小。然而，盡管上述技術(shù)在一定程度上達到了目的，其技術(shù)效果仍有待于提高。特別是要求電纜纜芯線組具有更高的抗內(nèi)部相互干擾的性能和抗電纜外部干擾的性能。
鐵路信號電纜抗內(nèi)、外干擾性能的好壞，除了與絕緣材料、電纜結(jié)構(gòu)(對絞及節(jié)距差異)有關(guān)外，還可通過設(shè)置屏蔽層的措施來改進。關(guān)于信號傳輸電纜的屏蔽技術(shù)已有大量的技術(shù)文獻進行研究，并且公開了不少專利文獻。例如，中國專利申請94108245.8即公開了一種用于傳輸差動邏輯信號的具有屏蔽結(jié)構(gòu)的電纜，中國專利申請99805738.X公開了一種易于連接在標準接插件上的非編織的屏蔽下戶電纜。中國專利申請99207571.8公開了一種屏蔽保護層是連續(xù)擠壓的鋁管的鐵路信號電纜。但是，以上產(chǎn)品所采取屏蔽的目的均是用于抗電纜外部電磁場的干擾。迄今為止，本實用新型的設(shè)計人尚未發(fā)現(xiàn)有關(guān)防止鐵路數(shù)字信號電纜的內(nèi)部各線組間相互干擾的文獻。
由于鐵路數(shù)字信號電纜既要傳輸數(shù)字或模擬控制信號，又要傳輸交流額定電壓為750伏或直流1100伏及以下的動力電能，因此具有與普通的通信電纜不同的特性和設(shè)計要求。而目前本實用新型的設(shè)計尚未發(fā)現(xiàn)有關(guān)帶有單元屏蔽的鐵路數(shù)字信號電纜的公開資料。
本實用新型的內(nèi)容針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型的目的在于提供一種具有良好的抗內(nèi)外干擾性能的單元屏蔽鐵路數(shù)字信號電纜，它除了滿足“鐵路數(shù)字信號電纜”的全部性能外，還具有良好的屏蔽性，可以大大提高電纜纜芯內(nèi)各線組之間的防串音功能，其組間串音性能優(yōu)于鐵路數(shù)字信號電纜。
為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供一種單元屏蔽鐵路數(shù)字信號電纜，其特征在于該電纜的纜芯包括至少兩種不同色標的絕緣線組，所述絕緣線組包括星型四線組或?qū)g線組，其中至少有兩組所述絕緣線組具有單元屏蔽層。
在本實用新型的實施方案中，絕緣線組還包括單線。
在根據(jù)本實用新型的上述實施方案中，單元屏蔽層為縱包或繞包的銅、鋁、鋼或高導(dǎo)磁鋼金屬帶或其涂塑復(fù)合帶，或金屬編織帶。金屬帶厚度為0.1～0.5mm。并且在長度方向上貼敷有直徑為0.3～1.0mm的銅或鍍錫銅泄流線。金屬編織帶的編織密度優(yōu)選為60％以上。
在根據(jù)本實用新型的上述實施方案中，單元屏蔽層為一層或多層縱包或繞包的上述金屬帶或單、雙面涂塑的金屬復(fù)合帶的組合結(jié)構(gòu)。
以下參照附圖對本實用新型的具體實施方式
進行詳細說明。
附圖的簡要說明

圖1為現(xiàn)有的鐵路信號電纜的橫截面示意圖；圖2為根據(jù)本實用新型的16芯A型單元屏蔽鐵路數(shù)字信號電纜橫截面示意圖；圖3為根據(jù)本實用新型的16芯B型單元屏蔽鐵路數(shù)字信號電纜橫截面示意圖；圖4為根據(jù)本實用新型的28芯鐵路數(shù)字信號電纜橫截面示意圖；圖5為根據(jù)本實用新型的33芯單元屏蔽鐵路數(shù)字信號電纜的橫截面示意圖；圖6為根據(jù)本實用新型的37芯單元屏蔽鐵路數(shù)字信號電纜的橫截面示意圖；
圖7為根據(jù)本實用新型的42芯單元屏蔽鐵路數(shù)字信號電纜的橫截面示意圖。
具體實施方式
圖1示意性地顯示了現(xiàn)有技術(shù)的鐵路數(shù)字信號電纜結(jié)構(gòu)的一個例子。它包括外保護層1和絕緣線組，其中絕緣線組包括有七種色標的七組星形四線組2。
外保護層1通常由外護套1-1，鎧裝層1-2，內(nèi)墊層1-3，鋁護套1-4，隔熱層1-5，包帶層1-6組成。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以根據(jù)電纜的實際使用場合，利用常規(guī)方法來設(shè)計所述外保護層。例如外護套可以采用聚烯烴材料，并根據(jù)電纜的應(yīng)用場合，分別做成普通型、耐寒型、阻水防潮型、阻燃型等。這些類型電纜的制作工藝已較為成熟。本文不再贅述。
在本實用新型的鐵路數(shù)字信號電纜實施方案中，電纜的纜芯包括至少兩種不同色標、疏繞有紗線的絕緣線組。絕緣線組可以是四線組或?qū)g組。另外，在本實用新型的鐵路數(shù)字信號電纜中也可包括有單線。四線組、對絞組或單線的導(dǎo)體為銅，直徑為0.7～1.8mm。導(dǎo)體絕緣采用聚烯烴材料，由實芯內(nèi)皮層、中間發(fā)泡層和實心外皮層組成絕緣層?？刹捎梦锢戆l(fā)泡技術(shù)或化學(xué)發(fā)泡技術(shù)制造中間發(fā)泡層。但氣泡結(jié)構(gòu)均應(yīng)保證細密、均勻、泡壁完整、泡孔不聯(lián)通，應(yīng)防止泡孔結(jié)構(gòu)太差造成電纜絕緣性能的損壞。
在本實用新型的一種實施例中，可以采用鋁護套的方式，將要屏蔽的四線組或?qū)g組及需要的單線裝在鋁護套中。鋁護套壁的厚度可為例如0.8～1.8毫米。
在本實用新型的另一種實施例中，可以采用銅帶、高導(dǎo)磁鋼帶、普通鋼帶、或涂塑銅復(fù)合帶、鋁帶或涂塑鋁復(fù)合帶作為屏蔽材料。銅帶、導(dǎo)磁鋼帶或普通鋼帶可以用縱包或繞包的方式包覆在要屏蔽的四線組或?qū)g組上。屏蔽層中金屬或金屬復(fù)合帶的厚度約為0.1～0.5毫米。
單元屏蔽層可以由一層或一層以上的同類金屬或涂塑金屬復(fù)合帶與不同類金屬或涂塑金屬復(fù)合帶組合構(gòu)成。在本實用新型的實施例中，單元屏蔽層外部可以繞包或擠包有聚烯烴類材料。并且單元屏蔽層外層所包的聚烯烴材料也可用不同色標(例如紅、藍、白等色標)的方式加以區(qū)分。優(yōu)選這些色標的顏色與被屏蔽的線組的色標相同，同時具有與未被屏蔽的線組區(qū)分的標志。特別是在電纜中存在相同色標的線組而只對這些相同色標線組中的某一些線組設(shè)置屏蔽層時，該實施例尤其有利。
在本實用新型的又一種實施例中，屏蔽層還可以采用編織的方式。例如，可以采用銅絲或鋼絲的編織帶。也可以采用銅絲與導(dǎo)磁鋼絲或普通鋼絲構(gòu)成的編織帶，或者采用銅絲或鋼絲與具有良好柔韌性的塑料絲混合編織的方式。絲的直徑可為0.1～0.3毫米。編織帶的疏密程度是可以選擇的，例如可以將編織帶形成為魚網(wǎng)狀，或是形成致密的形式。優(yōu)選編織帶的編織絲所占的面積與編織帶的總面積之比(即編織密度)在60％以上。
另外，在本實用新型的實施例中，當單元屏蔽層采用不涂塑或單面涂塑金屬帶或金屬復(fù)合帶、或金屬編織帶時，在所述金屬帶的長度方向上，貼敷有銅或鍍錫銅泄流線(圖中未示出)。
圖2示出的是本實用新型另一實施例的16芯-A型鐵路數(shù)字信號電纜結(jié)構(gòu)示意圖。圖3示出的是根據(jù)本實用新型的16芯-B型鐵路數(shù)字信號電纜結(jié)構(gòu)示意圖。該電纜的絕緣線組包括紅、綠、白、藍四種色標的四線組。其中A型電纜為紅、白色標的四線組設(shè)置有屏蔽層；而B型電纜為四種色標的四線組都設(shè)置有屏蔽層。這樣就可以有效地將被屏蔽的四線組之間及其與另外各四線組間的相互干擾。
圖4示出的是本實用新型一實施例的28芯鐵路數(shù)字信號電纜結(jié)構(gòu)示意圖。該電纜的絕緣線組包括紅、綠、白、藍、棕、紅藍、黃色共七種色標的四線組。其中紅、白和棕色標的四線組設(shè)置有屏蔽層。這樣就可以良好地屏蔽在這三種色標的四線組與周圍的四線組或環(huán)境之間可能產(chǎn)生的串音干擾。需要說明的是，盡管圖4顯示其中有三個四線組具有屏蔽層，顯然可以根據(jù)使用要求對屏蔽的組數(shù)進行調(diào)整。
圖5示出了本實用新型另一實施例的33芯鐵路數(shù)字信號電纜結(jié)構(gòu)示意圖。其中絕緣線組包括紅、綠、白、藍、棕、黃、和紅/藍共七種色標的四線組。另外還包括紅、藍、綠、白單線。在該實施例中，紅、白和棕色標的四線組設(shè)置有屏蔽層。這樣就可以有效地對紅、白和棕色標的四線組進行屏蔽保護，從而有效降低被屏蔽四線組之間及其與另外各四線組和對絞組以及單線間的相互干擾。
圖6示出的是根據(jù)本實用新型的37芯單元屏蔽鐵路數(shù)字信號電纜結(jié)構(gòu)示意圖。該電纜的絕緣線線組包括紅、綠、白、藍、棕、黃色共六種色標的四線組。另外還包括紅、藍、白單線和紅/白(H/B)、綠/白(L/B)、綠/藍(L/A)對絞組。其中紅、白和棕色標的四線組設(shè)置有屏蔽層。這樣就可以有效地對紅、白和棕色標的四線組進行屏蔽保護，從而有效降低被屏蔽四線組之間及其與另外各四線組間和對絞組以及單線間的相互干擾。
圖7為根據(jù)本實用新型的42芯鐵路數(shù)字信號電纜結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示，該電纜結(jié)構(gòu)中有五種不同色標的星形四線組，并且在該電纜中每種色標的四線組分別有多個。其中紅、白、棕色標的四線組設(shè)置有屏蔽層。
需要說明的是，雖然上述圖中沒有顯示，但也可以根據(jù)需要將對絞組加以屏蔽。
本實用新型的電纜可以達到良好的屏蔽效果。其工作電容在0.8～1.0kHz的條件下可達29±10％nF/km。回路間近端串音衰減在156kHz的條件下組內(nèi)可達到≥61dB/500m，組間可達到≥65dB/500m。在1MHz的條件下，組內(nèi)可達到≥40dB/500m，組間可達到45dB/500m?；芈烽g遠端串音衰減在1 56kHz的條件下組內(nèi)可達到≥71dB/500m，組間在四個高頻組的電纜有三個數(shù)據(jù)時可達到76dB/500，三個高頻組的電纜有兩個數(shù)據(jù)時可達到71dB/500m。在1MHz的條件下，組內(nèi)可達到≥42dB/500m，組間可達到≥52dB/500m。
以上是對本實用新型的具體實施方案的說明，然而，本實用新型并不局限于此。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在不偏離本實用新型的精神和原理的基礎(chǔ)之上所做出的其他等同的技術(shù)解決方案均在所附的權(quán)利要求書所限定的保護范圍中。
權(quán)利要求1.單元屏蔽鐵路數(shù)字信號電纜，其特征在于所述電纜的纜芯包括至少兩種不同色標的絕緣線組，所述絕緣線組包括星型四線組和/或?qū)g線組，其中至少有兩組所述絕緣線組具有單元屏蔽層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電纜，其特征在于所述單元屏蔽層為在絕緣線組外縱包或繞包的銅、鋁、鋼或高導(dǎo)磁鋼金屬帶，或者是單面或雙面涂塑的上述金屬的復(fù)合帶，或上述金屬帶與金屬復(fù)合帶的組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電纜，其特征在于所述單元屏蔽層由至少一層同類金屬或涂塑金屬復(fù)合帶或不同類金屬或涂塑金屬復(fù)合帶組合構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電纜，其特征在于，在所述金屬帶的縱向長度上貼敷有銅或鍍錫銅泄流線。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電纜，其特征在于，在所述金屬帶的縱向長度上貼敷有銅或鍍錫銅泄流線。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電纜，其特征在于所述單元屏蔽層是編織的金屬屏蔽層，或金屬帶與金屬編織層的組合。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電纜，其特征在于所述編織金屬屏蔽層的編織密度大于60％。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項所述的電纜，其特征在于所述單元屏蔽層外部還繞包或擠包有聚烯烴類材料。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電纜，其特征在于所述聚烯烴材料采用不同色標的方式加以區(qū)分。
專利摘要本實用新型提供了一種單元屏蔽鐵路數(shù)字信號電纜，電纜纜芯包括至少兩種不同色標、疏繞有紗線的絕緣線組。絕緣線組可以是星型四線組或?qū)g線組，其中至少有兩組絕緣線組具有單元屏蔽層。該單元屏蔽層為在絕緣線組外縱包或繞包至少一層銅、鋁、鋼或高導(dǎo)磁鋼金屬帶，或上述金屬的涂塑復(fù)合帶，或它們的組合。沿金屬帶的縱向長度上貼敷有銅或鍍錫銅泄流線。單元屏蔽層也可是編織的金屬屏蔽層，或金屬帶與金屬編織層的組合。該電纜能有效防止電纜內(nèi)部各線組間相互電磁干擾和來自電纜外部的電磁干擾。并可用于鐵路電氣化區(qū)段或非電氣化區(qū)段鐵路信號系統(tǒng)的數(shù)字或模擬控制信號的傳輸及額定電壓交流750伏或直流1100伏及以下交直流電能的傳輸。
文檔編號H01B11/02GK2606952SQ03236668
公開日2004年3月17日 申請日期2003年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月28日
發(fā)明者曹大力, 梁斌, 楊淑芳 申請人:天水鐵路電纜工廠