内屏蔽铁路数字信号电缆生产工艺研究

王思远

摘要：内屏蔽铁路数字信号电缆的缆芯中对不同數量的四线组进行单元屏蔽，有效解决了同频同缆传输线组间干扰问题，电气性能指标更加完善。本文针对内屏蔽铁路数字信号电缆的生产工艺进行介绍。

关键词：内屏蔽；铁路数字信号电缆；生产工艺

引言

随着中国经济的飞速发展，我国的铁路建设规模和速度正在日益扩大和提升，与此同时，日臻完善的中国高铁技术装备在海外市场的拓展步伐也明显加快，这对铁路建设所涉及的各个领域都是一个严峻的考验，考验的不仅是各项工程的推进速度，更重要的是在整个铁路建设过程中各个环节及部位的工程质量安全。而对于铁路建设必不可少且承载信号传递及能量传输的电线电缆来说，可以说是铁路运营控制系统的神经中枢，其可靠性、安全性应该作为电线电缆生产厂家生产流程控制的重中之重。目前，内屏蔽铁路数字信号电缆由于其传输信号的稳定性和优良的抗干扰性能，在数字信号传输上具有明显优势，因此在整个铁路建设的电缆用量中占有很高比例，由于其结构的特殊性，与普通型铁路信号电缆相比，内屏蔽铁路数字信号电缆在生产过程中各个环节的工艺控制上难度相对较大。如何在生产制造过程中更好地控制其屏蔽单元组的产品质量，是电缆制造工艺控制的核心内容。

1内屏蔽铁路数字信号电缆类型

内屏蔽铁路数字信号电缆按护层屏蔽类型主要分为铝护套、综合护套两种，缆芯由 A 型和 B 型两种结构，A 型由内屏蔽四线组、非屏蔽四线组及单线构成，B 型由内屏蔽四线组和单线构成，使用时可根据不同的设计要求进行选择。

2内屏蔽铁路数字信号电缆生产工艺控制

由于内屏蔽电缆的缆芯结构极不规则，尺寸变化大，增加了工艺操作的难度。生产过程的控制，尤其是单线、星绞、内屏蔽、成缆生产过程的控制非常重要。

2.1绝缘单线

根据暂行技术条件严格的电气性能要求，内屏蔽电缆的绝缘线芯必须采用高质量的拉丝-绝缘串列生产线生产的高质量、一致性好的绝缘线芯。内屏蔽电缆较低的电容指标决定了线芯的理想绝缘结构为皮-泡-皮物理发泡绝缘结构。铜导体绝缘线芯的几何形状及均匀性、铜导线伸长率、铜线与绝缘的粘结程度、绝缘层的发泡度及发泡质量等都直接影响衰减、阻抗等指标。物理发泡绝缘单线的生产主要控制以下几个方面：（1）铜线的几何形状及均匀性、铜导线伸长率。优质的拉丝模具能保证铜线表面光洁，而铜线的圆整性完全取决于模具的精度和圆整性。另外，在生产过程中应注意定期检查拉丝模具的磨损情况，并及时更换拉丝出线模，防止出现铜线的批量不合格。（2）绝缘单线外径的均匀性、同心度、表面光洁度、绝缘与导线的粘附力、绝缘发泡的均匀性、同轴电容的均匀性。生产线速度、挤出机螺杆转速及生产线张力的稳定性都会影响绝缘线芯外径及其电容的稳定性。（3）在生产过程中，影响导线直径、绝缘外径、同心度、同轴电容的因素时时存在。要保持生产线外部和内部清洁，如勤换过滤布和退火冷却水，保持拉丝乳浊液和退火冷却水的清洁程度，及时清理拉丝出线模口的铜粉、挤出机滤网中的杂质；要及时检查机头中模具的位置；要注意冷却水的急缓；要控制好各导轮的灵活程度。

2.2星绞

星绞的绞合节距、收放线张力、扎纱的节距、扎纱的张力等都会不同程度地影响线芯的阻抗和串音指标。

2.2.1星绞节距

内屏蔽电缆要求实现同频同缆传输，而要实现同频同缆传输，最大的问题是要解决线组间的干扰。缆芯中星绞线组的节距组合是否合理决定了能否从根本上保证串音质量。

2.2.2收放线张力

收放线张力不均匀，会导致四根绝缘线芯长短不一，星绞线组位置不对称，从而会影响线组的电容耦合、串音等指标。收放线张力过大或过小都会影响阻抗指标。张力过小，节距松散，线芯间距离不稳定；张力过大，会破坏绝缘线芯的绝缘结构。

2.2.3扎纱节距与张力

星绞线组的扎纱节距一般在40-65 mm。在星绞线组上绕扎扎纱，使用四线组结构更加稳定。从保证电缆性能和节约电缆制造成本方面考虑，在大节距星绞线组上绕扎小节距扎纱，而在小节距星绞线组上绕扎大节距扎纱是最好的折衷做法。

2.3星绞线组的屏蔽

在星绞线组外纵包或绕包一层非吸湿性非金属带作为缓冲层保护星绞线组，缓冲层外再纵包轧纹屏蔽带，屏蔽带内侧放置一根标称直径不小于0.4mm的软圆铜线作为排流线，屏蔽带外绕包（或挤包）一层非吸湿性非金属透明或半透明材料将铜带紧密包覆。此设计可以满足成品电缆的抗张及抗弯曲性能要求；可以获得良好的屏蔽效果；提高产品的绝缘性能；确保屏蔽体的圆整性和完整性。另外，为了在成缆生产过程中和安装电缆时易于识别各线组，应在屏蔽带与屏蔽体最外层包带之间纵向垂直放置或绕扎一根与该星绞线组上扎纱颜色相同的扎纱。

铜带厚度的均匀性、轧纹模具的结构、导向模的位置和孔径、排线质量等都会引起线组线芯阻抗的变化。轧纹屏蔽带应选用质量优良、稳定的铜带。铜带的伸长率不小于25%。根据铜带轧纹深度要求配制结构合理的轧纹模具。在生产过程中，要定期检查轧纹模具、导向模的磨损情况并及时更换。由于排线不当导致的屏蔽体发生周期或非周期性的弯曲将造成电缆结构的局部畸变，严重的还会使绝缘外径、线芯电容发生突变，从而造成电容耦合、对地电容不平衡、串音、阻抗等性能不合格。因此，在收排屏蔽星绞线组时要格外小心，一定要做到张力均匀、排列整齐

2.4成缆

内屏蔽电缆的A型电缆缆芯是由屏蔽星绞线组和非屏蔽星绞线组及绝缘单线绞合而成的，即是由不等圆线组绞合成的圆形缆芯，而B型电缆缆芯则由屏蔽星绞线组及绝缘单线绞合而成。为确保缆芯圆整、结构稳定、紧凑，我们采取的措施是：（1）在部分规格的A型电缆中，考虑填充非吸湿性非金属填充物；（2）在生产过程中缆芯中所有线组受力必须保持一致；（3）成缆节距的设置范围为缆芯外径的35-55倍。

2.5隔热层

生产铝护套电缆时还需在成缆缆芯外包覆一层隔热层，隔热层可绕包非吸湿性非金属带，也可挤包聚乙烯套，隔热层厚度宜为1.0-1.2 mm；而生产钢带铠装塑料护套内屏蔽电缆时应在成缆缆芯外挤一层厚度为1.0-1.2 mm的内护层。在生产过程中应保证隔热层包覆松紧一致，缆芯不应受到过度的弯曲和过高的张力，否则都会影响电缆的传输性能。另外值得注意的是，在挤出隔热层时，电缆端头不得进水，以防止电气性能恶化。

2.6铝护套和综合护套

在生产铝护套和综合护套电缆时，缆芯与铝带之间的间隙一般控制在1-2 mm。

2.7铠装

铠装层使用镀锌或涂漆钢带双层间隙绕包，其主要控制项目是钢带间隙量。生产铠装层时必须保证钢带绕包紧贴、平整，接头牢固，间隙均匀。铠装质量不好会影响电缆的屏蔽系数和电缆护层的机械物理性能以及电缆的外观。

2.8外护套

在护套生产过程中，应严格控制护套的厚度、厚度的均匀性以及圆整性。

结语

总之，虽然内屏蔽铁路数字信号电缆的铜带屏蔽生产工序只是整个产品生产流程的一个局部环节，但它的工艺控制对产品的整体质量起着举足轻重的作用。因此应该控制好内屏蔽铁路数字信号电缆的每一个生产工艺环节，从而使其质量得到了切实的保障。

参考文献

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