铁路车辆电缆的发展及新型绝缘材料的应用.pdf

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C1年第期
电线电缆
O1年8月
Elttlrlc. Wireと.C'ahlピe
铁路车辆电缆的发展及新型绝缘材料的应用
孙正华
上海南洋电材有限公司上海21615
摘要:要介绍我国路车夏车辆电缆的发展概汎高性能型机车电相应绝料,为淸足牛辆电逍
特昧性能方面,鈍缘材料所必兼备的物理机械泩能和电性能。
关键词:新型铁路机?车辆电缆;耐热型·全候型;兼容型;合性能:材料开发和应用
中图分类号:TM24.9
文标识码:A
文章编号:31-1392:114-013-U2
Development of the cables for rolling-stock and the
application of new type insulating materials
SUN Zhen
Nnang Electr: cal Materals Lu, Itd.Shanghai. Shanghai 0IAL.(hina J
Abstract: This article reviews briefly the development uf the enbl for rolling-stock and presents the turrt
spondent insulating materia]s for new type bigh performane cable,. It lists the physicalmech inical aud elec
nric propertles that the musul tug materials shall live tn order t meet the special requirements lir the tl
for Tulling-stoek
Key words: new type cables for rolling-stack heat resistant Pe; all weather type: conapatiblt [#t: coin
iteria!s deveiopment and appli
以较第一代电缆有显著提高主要是基于采用了国外
1我與铁路机车及车辆电缆的发展概况
率先开发成功的EPDM(三元乙两)以及(SM氯磺
早期的铁路车辆用电缆并无专门为之设计,而化聚乙烯耐热合成橡胶。
普遍采用65℃耐热等级绝缘材料,如天然丁萃绝
2耐热型电筑材料
缘绵织涂蜡型电缆。该类电缆的长期工作温度低·耐
热性差。尤其是过载状态下易自燃;可靠件和安全性
耐热型电魏绝缘/护套材枓主要同机车车辆电
无保证。第代铁路车辆用电缆开发于8年代中缆的长期允许工作温度相匹配。目前铁路车辆的电
期、电缆的耐热级提高至70C,100C两个等级。电缆工作温度等级大致分为65C;85~U℃:10U0X
缆不仅改进了结构,而且大大提高能适应铁路机车120~125℃等四个等级,电缆的绝缘或护套大多采
及车辆运行条件的综合性能,如耐油(机油,柴油)、用热塑型/热固型耐热材料。通常所称热塑型材料其
低能耗高绝缘性)和不延燃等特性。第三代适用于基料一般为聚乙烯(PE)、聚乙烯十乙烯醋酸乙烯酯
铁路机车及车辆的电缆可被称为全(气)候型电缆。( PE+EVA)等、其耐热温度为7(~-90C。热固型材
它不仅保留了第二代铁路车辆用电缆的优越性,还料一般为橡胶硫化型?交联聚乙婚/聚烯烃型,其长
大大拓展了电筑对温度范围的适应能力,而且还采期耐热温度等级可以分为65℃.5~-90"C,100"C
用无卤低姻材料,从而从根本上提高了电缆运行的125C,基本上与电缆使用温度相吻合
安全性,可靠性。
这类电缆从其技术更新,产品换代的周期来看,3新型低能耗高速车辆用电缆及其综合性
其更新周期越来越短。从第一代到第二代大约为20
能
年。而从第二代到第三代仅仅为7年时间。
轨道车辆运输,铁路机车及车辆电缆为适应高
高性能电线电缆的发展依赖于基础聚合体材料速低耗的使用要求,其内在性能不得不随之不断地
的开发和发展,例如第二代机车电的耐热性之所提升,如所有车辆用高低正电缆都必须阻燃,而用于
收稿日期:2(1-03-4:1
地铁车辆及站点设施的所有电缆必须满足无卤低烟
作者简介:耐正华(1951ー,男·江苏江阴人,工程师
的阻燃要求。长期允许工作温度不超过125C,无
作者地址:上海市松江区九亭[201615]
低烟车辆电缆的综合性能见表1
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m年第4期
电线电缆
n1年8月
N.42161
Elrc:Wreと. Calle
表无卤低烟车辆电缆的综合性能要求
从表2可知,法标准XDFG3-827:/1995无卤
目
指
低,12C铁路车辆电缆高低温性能试验温度为
耐热老化15C.16h
+144C~-40C,要求不开裂。而表1中的高低温
抗張化率'
试验温度仅为+70Cで~-35℃.由此可见其耐高低
拉断长率変化率(",
温性(耐候性)有了更高的要求。经综合分析和预测
耐矿物图17nh
今后的铁路机车及车辆电缆将向体积更小,重量更
抗张强度交化率(',
拉断长率变化率:',
轻、耐热性更高载流量更大),适应性更强的方向进
科燃料油7:",LSRh
一步的发展。
抗张喝度变化率("…
兼容型电號材料的开发
拉所伸长率变化率")
耐臾氧氧浓度:?10
所谓兼容型是指对使用特性的全面适应能力。
不
3?1:、h
如就无卤低烟阻燃电缆而言,高阻燃性同电缆的柔
高低沮试验い+7て
不?裂
软性显然是相互矛盾的:而阻燃性同所要求的高绝
慨试验
合格
缘、柔软性又是相互制约的。此外.对于耐油耐溶
'3…2-j单根烧试验、坪考核器度和卤酸气含量
剂特性有要求的同时还必须保持绝缘材料的线性溶
除表1所列车辆电缆的综合性能外.新型铁路胀或体积膨胀啐在规定的池围内。这一切对传统的
机车及车辆用的电缆还必须具有全候性,即必须具耐热阻燃型材料来讲往往是“顾此失彼“,难免”力不
有较宽的温度适应性。例如在满足较高的电魏长期从心”的。。
允许工作温度的同时必须能够适应在极端低温环境
聚萃乙烯嵌段共聚物SEBS材科经合理配伍,
下正常工作而不发生绝缘层或护套层的开裂:本文能够兼顾上述性能:此外、聚丙烯一三元乙丙(PP
以法国标准规定的机车及车辆电缆性能为例来说明EPDM)复合而成的TPE材料、从其反映出的物性
全候型电缆的特性。表2为法国标雅XDFG3-827/来看,也能够兼顾高弹性和绝缘性。而实际试用发现
195无卤低烟低毒,工作温度为120C铁路车辆电其物理机械性能,特别是耐热老化性略差于理论值
缆(电缆分柔软S级和超软SS级〕的性能要求。
而TPC)类的SEBS和EPDM+EVA复合型改性型
表2
耐热材料则有望成为这类兼容型电缆的最佳首选材
庖目
指
料
耐執老化115C,2th
抗张强度变化率(',1
5结束语
拉断伸长率变化率(:
我国鉄路机车和车辆用电缆已从第一代产品发