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[摘要]軌道交通車輛用動態電纜產品是在整車布線應用中拓展出的高綜合性能電纜,主要應用于車輛活動機構上的動力傳輸與信號傳遞。介紹了我國軌道交通車輛用動態電纜的主要產品類型,著重分析了車間應用環境下動態電纜的環境適應性能、電氣性能以及特殊機械性能,并在此基礎上提出了軌道交通車輛用動態電纜的標準化建議,以利于該類產品的通用化、系列化和標準化。
[關鍵詞]軌道交通車輛用動態電纜;性能分析;標準化
0引言
軌道交通車輛用動態電纜產品是在整車布線應用中拓展出的高綜合性能電纜,主要應用于車輛活動機構的動力傳輸與信號傳遞。軌道交通車輛用動態電纜主要由電傳輸單元、加強件、屏蔽層、絕緣、護套等部分組成,隨著加強件的引入,電纜的機械性能有了極大的提升。因此,軌道交通車輛用動態電纜不僅能同時滿足動力傳輸與信號傳遞的要求,而且相比于傳統的固定敷設電纜更適合在拉伸、彎曲、扭轉等動態條件下進行敷設。為了推動我國軌道交通車輛用動態電纜產品向通用化、系列化和標準化發展,本文進行了其相關標準化的研究。
1產品類型
從當前的軌道交通車輛布線應用來看,典型的軌道交通車輛用動態電纜產品共4類,包括車間跨接電纜、車體與轉向架之間活動電纜、車內經常檢修開閉內裝罩板處連接電纜、門機構處連接電纜。車間跨接電纜是這4類軌道交通車輛用電纜中動態環境最為復雜的產品,主要用于車廂之間的動力系統中。車體與轉向架之間活動電纜主要用于轉向架與車體電氣連接,包括電機線、傳感器電纜、接地線、接地回流線。車內經常檢修開閉內裝罩板處連接電纜主要包括電氣箱門頁電纜、拱形罩板線束等檢修時需預留布線余量設備用電纜。門機構處連接電纜主要用于門機構的電氣連接。
2性能分析
2.1環境適應性
軌道交通車輛用動態電纜隨軌道交通車輛一起在我國廣闊的疆域馳騁。雖然其應用環境是復雜多變并循環經歷,但可歸納為高溫、低溫、濕度、臭氧、礦物油、酸性、堿性等多種環境組合的隨機變化。由于這些環境組合及變化會共同影響軌道交通車輛用動態電纜的特性,因此軌道交通車輛用動態電纜的耐環境性能極為重要。一般情況下高溫、低溫、濕度、臭氧、礦物油、酸性、堿性等環境條件在軌道交通車輛電纜中屬于通用因素,因此我國軌道交通車輛用動態電纜的標準可對現有歐盟EN50382-2《鐵路設施具有特殊防火性能的鐵路車輛高溫電力電纜120℃或150℃用單芯硅樹脂橡膠絕緣電纜》標準[1]直接引用。
2.2電氣性能
軌道交通車輛用動態電纜不僅包括了動力傳輸的電單元,還包括了具備信號傳遞功能的控制單元,因此其電氣性能(如直流電阻、絕緣電阻、介電強度等)要求需要納入產品標準化范疇。此外,機械和環境變化對電纜電氣性能的影響(如濕度變化對電纜絕緣電阻和介電強度影響)要求也必須考慮。2.3特殊機械性能軌道交通車輛用動態電纜在整個生命周期中長期經受拉伸、彎曲、扭轉等機械應力。無論是在安裝敷設、工程應用階段,還是在運輸儲存、維修更換等過程中,產品機械性能的優劣都直接影響著工作壽命,因此對電纜承受機械應力的要求較高。電纜需使用符合標準EN60228的6類超柔電纜鍍錫銅導體,其絞合方式應適于長期重復彎曲拉伸、扭曲、震動工況,并采用硅橡膠絕緣(其強度應超過8MPa,斷裂伸長率應超過200%)、非金屬編織加強結構,確保電纜可在運行過程中具有承受一定拉伸負荷的能力。由于車間跨接電纜基本上處于裸露敷設狀態,因此電纜還應有防止沖擊或壓力損傷的耐動力切穿能力及防止損傷持續延續的切口擴展能力。
3標準化建議
高質量的軌道交通車輛用動態電纜產品,不僅是憑借單項技術指標的先進或多項環境適應性項目的堆砌考核一蹴而就的,而是體現在產品性能貼合實際應用環境要求的能力,還與模擬應用環境驗證產品質量與可靠性的準確性與全面性息息相關[2]。在對軌道交通車輛用動態電纜進行性能分析的基礎上,針對動態環境最復雜的車間跨接電纜提出了相應的標準化建議,如表1示出的EN50382-23600V1×50F120℃XZ產品的測試項目。
4結束語
經過近7年對軌道交通車輛用動態電纜的開發、研制、技術攻關以及相應應用環境的使用驗證,軌道交通車輛用動態電纜產品技術已經成熟,相應產品技術考核要求已逐漸清晰,開展標準化研究并通過產品標準的形式固化技術要求,可為研制、生產及使用各方提供統一規范的技術考核依據,有利于該類產品向通用化、系列化和標準化方向發展。
[參考文獻]
[1]DIN.鐵路設施具有特殊防火性能的鐵路車輛高溫電力電纜120℃或150℃用單芯硅樹脂橡膠絕緣電纜:EN50382-2:2008[S].2008.
[2]張戈,許練.我國軍用光電綜合纜的標準化研究[J].光纖與電纜及其應用技術,2017(1):5-7.
作者:周佳龍 史夢穎 倪偉 單位:中天科技裝備電纜有限公司