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[摘要]轨道交通车辆用动态电缆产品是在整车布线应用中拓展出的高综合性能电缆,主要应用于车辆活动机构上的动力传输与信号传递。介绍了我国轨道交通车辆用动态电缆的主要产品类型,着重分析了车间应用环境下动态电缆的环境适应性能、电气性能以及特殊机械性能,并在此基础上提出了轨道交通车辆用动态电缆的标准化建议,以利于该类产品的通用化、系列化和标准化。
[关键词]轨道交通车辆用动态电缆;性能分析;标准化
0引言
轨道交通车辆用动态电缆产品是在整车布线应用中拓展出的高综合性能电缆,主要应用于车辆活动机构的动力传输与信号传递。轨道交通车辆用动态电缆主要由电传输单元、加强件、屏蔽层、绝缘、护套等部分组成,随着加强件的引入,电缆的机械性能有了极大的提升。因此,轨道交通车辆用动态电缆不仅能同时满足动力传输与信号传递的要求,而且相比于传统的固定敷设电缆更适合在拉伸、弯曲、扭转等动态条件下进行敷设。为了推动我国轨道交通车辆用动态电缆产品向通用化、系列化和标准化发展,本文进行了其相关标准化的研究。
1产品类型
从当前的轨道交通车辆布线应用来看,典型的轨道交通车辆用动态电缆产品共4类,包括车间跨接电缆、车体与转向架之间活动电缆、车内经常检修开闭内装罩板处连接电缆、门机构处连接电缆。车间跨接电缆是这4类轨道交通车辆用电缆中动态环境最为复杂的产品,主要用于车厢之间的动力系统中。车体与转向架之间活动电缆主要用于转向架与车体电气连接,包括电机线、传感器电缆、接地线、接地回流线。车内经常检修开闭内装罩板处连接电缆主要包括电气箱门页电缆、拱形罩板线束等检修时需预留布线余量设备用电缆。门机构处连接电缆主要用于门机构的电气连接。
2性能分析
2.1环境适应性
轨道交通车辆用动态电缆随轨道交通车辆一起在我国广阔的疆域驰骋。虽然其应用环境是复杂多变并循环经历,但可归纳为高温、低温、湿度、臭氧、矿物油、酸性、碱性等多种环境组合的随机变化。由于这些环境组合及变化会共同影响轨道交通车辆用动态电缆的特性,因此轨道交通车辆用动态电缆的耐环境性能极为重要。一般情况下高温、低温、湿度、臭氧、矿物油、酸性、碱性等环境条件在轨道交通车辆电缆中属于通用因素,因此我国轨道交通车辆用动态电缆的标准可对现有欧盟EN50382-2《铁路设施具有特殊防火性能的铁路车辆高温电力电缆120℃或150℃用单芯硅树脂橡胶绝缘电缆》标准[1]直接引用。
2.2电气性能
轨道交通车辆用动态电缆不仅包括了动力传输的电单元,还包括了具备信号传递功能的控制单元,因此其电气性能(如直流电阻、绝缘电阻、介电强度等)要求需要纳入产品标准化范畴。此外,机械和环境变化对电缆电气性能的影响(如湿度变化对电缆绝缘电阻和介电强度影响)要求也必须考虑。2.3特殊机械性能轨道交通车辆用动态电缆在整个生命周期中长期经受拉伸、弯曲、扭转等机械应力。无论是在安装敷设、工程应用阶段,还是在运输储存、维修更换等过程中,产品机械性能的优劣都直接影响着工作寿命,因此对电缆承受机械应力的要求较高。电缆需使用符合标准EN60228的6类超柔电缆镀锡铜导体,其绞合方式应适于长期重复弯曲拉伸、扭曲、震动工况,并采用硅橡胶绝缘(其强度应超过8MPa,断裂伸长率应超过200%)、非金属编织加强结构,确保电缆可在运行过程中具有承受一定拉伸负荷的能力。由于车间跨接电缆基本上处于裸露敷设状态,因此电缆还应有防止冲击或压力损伤的耐动力切穿能力及防止损伤持续延续的切口扩展能力。
3标准化建议
高质量的轨道交通车辆用动态电缆产品,不仅是凭借单项技术指标的先进或多项环境适应性项目的堆砌考核一蹴而就的,而是体现在产品性能贴合实际应用环境要求的能力,还与模拟应用环境验证产品质量与可靠性的准确性与全面性息息相关[2]。在对轨道交通车辆用动态电缆进行性能分析的基础上,针对动态环境最复杂的车间跨接电缆提出了相应的标准化建议,如表1示出的EN50382-23600V1×50F120℃XZ产品的测试项目。
4结束语
经过近7年对轨道交通车辆用动态电缆的开发、研制、技术攻关以及相应应用环境的使用验证,轨道交通车辆用动态电缆产品技术已经成熟,相应产品技术考核要求已逐渐清晰,开展标准化研究并通过产品标准的形式固化技术要求,可为研制、生产及使用各方提供统一规范的技术考核依据,有利于该类产品向通用化、系列化和标准化方向发展。
[参考文献]
[1]DIN.铁路设施具有特殊防火性能的铁路车辆高温电力电缆120℃或150℃用单芯硅树脂橡胶绝缘电缆:EN50382-2:2008[S].2008.
[2]张戈,许练.我国军用光电综合缆的标准化研究[J].光纤与电缆及其应用技术,2017(1):5-7.
作者:周佳龙 史梦颖 倪伟 单位:中天科技装备电缆有限公司