軌道交通用抗懸垂電纜的製作方法

2023-05-31 12:12:31 2

專利名稱：軌道交通用抗懸垂電纜的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電纜，尤其涉及一種用於軌道交通中傳輸信號的電纜。
背景技術：
我國的城市軌道交通信號系統，已從早期的固定閉塞發展到了基於數字
軌道電路的移動閉塞系統。數字軌道電路是列車自動控制(ATC)的基礎。世 界上大多數新建的城市軌道交通系統都或多或少地配置了先進的列車自動控 制(ATC)設備，以保證列車運行的安全性以及操作的方便性和靈活性。ATC 系統由ATP (列車自動防護)、ATO (列車自動駕駛)、ATS (列車自動監督)三 個子系統組成。
目前應用得最多的地鐵信號系統A^於數字軌道電路的ATC系統。與音 頻軌道電路相比，數字軌道電路在可靠性、傳送的信息量、傳輸信息的靈活性 等方面具有絕對的優勢。現有技術中，通過在軌道沿線鋪設電纜以構成感應 環的方式進行列車與軌旁間的雙向通信，從而實現了移動閉塞。
連續式列車速度自動控制系統是為適應軌道交通高行車密度及高速鐵路 而發展起來的一項鐵路信號技術。為了構成列車運行自動檢測系統(ATC系 統)，地面與車上需要建立起多信息的通道。通常，採用軌間交叉感應環電纜 構成列車超速防護系統的信息交換的通道。
目前，在上述軌道信號控制系統中，採用的電纜普遍存在的問題是由 於在室外使用，受室外環境溫度的變化及電纜自身的重量，懸置的電纜會伸 長鬆弛，因而在使用一段時間後，產生下垂，尤其是遠離兩端支撐點的中間 部分，下垂將更加明顯。實驗表明，即使在安裝時將電纜完全拉緊，在運用 一段時間後其仍將鬆弛下垂達2cm以上。另外，現有電纜在使用過程中如承 受衝擊力，則易於產生塑性變形，因而會使下垂加劇。電纜下垂後，使得其 與車載天線的垂直距離增加，因而影響車載和地面信號的接收，不利於行車 安全。
為解決現有電纜的這種不良變形的問題，可以考慮增加懸掛裝置的數量， 以縮短電纜兩相鄰的固定點之間的跨度。然而，這種方案不僅會導致成本的 提高，而且也不能從根本上真正地解決問題。因為即使跨度再短，電纜仍會 由於熱脹冷縮而下垂。因此，最根本的解決方案在於^:計出一種自身能防止
下垂的電纜。
實用新型內容
因此，本實用新型要解決的技術問題是，克服上述現有技術之不足，提 供一種能有效防止下垂，因而有利於交通安全的軌道交通用抗懸垂電纜。
按照本實用新型提供的軌道交通用抗懸垂電纜，包括纜芯和外護套。外 護套包覆於所述纜芯的外部。該電纜還包括至少一加強元件，所述加強元件 沿所述電纜的軸線方向延伸，並設置於所述纜芯和所述外護套的至少之一的
內部；所述加強元件由拉伸強度大於1100MPa、線膨脹係數小於5 x 1(T6/°C、 斷裂伸長率不大於4%的材料製成。
作為本實用新型的一種優選實施方案，該軌道交通用抗懸垂電纜包括兩
加強元件，所述兩加強元件對稱地，沒置於所述外護套的內部。
在上述優選實施方案中，每一所述加強元件與所述外護套的外邊界的最
小間距及與所述纜芯的外邊界的最小間距均大於lmm。
作為上述優選實施方案的一種優選實施方式，所述外護套的橫截面為橢
圓形，所述兩加強元件設置於所述橢圓形的長軸方向的位置。
在上述兩優選實施方案中，所述加強元件的橫截面為圓形，其直徑為
1.5-3mm。
作為本實用新型的另一種優選實施方案，該軌道交通用抗懸垂電纜包括 一加強元件，所述加強元件設於所述纜芯的內部。
在上述優選實施方案中，所述纜芯包括多根導線和包覆於所述多根導線 外部的絕緣層，所述加強元件設於所述多根導線的中部。
優選地，所述加強元件由非金屬材料或不導磁的金屬材料製成。
優選地，所述加強元件為芳綸纖維增強芯、玻璃纖維增強芯或碳纖維類 增強芯。
優選地，所述外護套的橫截面為橢圓形。
按照本實用新型提供的軌道交通用抗懸垂電纜，由於在纜芯和外護套的 至少二者之一的內部設有與二者平行的加強元件，並且加強元件由拉伸強度
大於1100MPa、線膨脹係數小於5x 10—6/°C、斷裂伸長率不大於4%的材料制 成，因而加強元件不易因環境溫度的變化而變形；相應地，該電纜也不易因 環境溫度的變化產生伸長現象。同時，該電纜還具有良好的回覆原始狀態的 能力，因而不易因承受衝擊力產生塑性變形而下垂。因此，該軌道交通用抗 懸垂電纜有利於車載與地面信號的接收，有利於軌道交通的安全。
以下結合附圖給出的優選實施方案對本實用新型的具體技術內容、優點
及效果做進一步的詳細說明，其中


圖1為按照本實用新型一種優選實施方案的軌道交通用抗懸垂電纜的橫 截面剖視圖2為按照本實用新型另一種優選實施方案的軌道交通用抗懸垂電纜的 橫截面剖3見圖；以及
圖3為按照本實用新型再一種優選實施方案的軌道交通用抗懸垂電纜的 橫截面剖視圖。
附圖中相關元件的標號說明
10纜芯 20外護套
30加強元件 1 導線
2 絕緣層
具體實施方式
在詳細說明本實用新型之前，先將相關術語解釋或定義如下
本實用新型所述的"內部"，對空心元件(例如外護套)而言，是指位於 其外表面和內表面之間的實體部分；對實心元件而言(例如大部分纜芯)，是 指位於其外表面之內的任何實體部分。
參見圖1，按照本實用新型提供的軌道交通用抗懸垂電纜，包括纜芯10 和外護套20。纜芯10用於傳輸信號。在本實用新型中，纜芯10包括多根導 線11和包覆於多根導線11外部的絕緣層12。當然，也可採用其它結構的纜 芯，例如同軸電纜的纜芯。外護套20包覆於纜芯10的外部，用於保護纜芯 10,其材料及厚度可根據纜芯的結構及尺寸確定。
如圖所示，本實用新型的特徵在於，還包括至少一加強元件30，加強元 件30沿軸線方向延伸，並設置於纜芯10和外護套20的至少之一的內部。加 強元件30應由拉伸強度大於llOOMPa、線膨脹係數小於5 x 1(T6/°C、斷裂伸 長率不大於4%的材料製成，以保證其不易因熱脹冷縮而伸長和下垂。在本實 用新型給出的各優選實施方案中，加強元件30由非金屬材料或不導磁的金屬 材料製成，以避免影響纜芯10的信號傳輸效果。優選地，加強元件30為芳 綸纖維增強芯、玻璃纖維增強芯或碳纖維類增強芯。採用由這些材料製成的 加強元件30，有利於避免加強元件30對傳輸導線IO的電磁幹擾，從而有利 於保證信號傳輸質量。
由於在纜芯10和外護套20的至少之一的內部設有拉伸強度大、線膨脹 係數和斷裂伸長率很小的加強元件30，因而該電纜不易由於環境溫度的變化 引起的熱^^而伸長，/人而有效防止電纜下垂。同時，該電纜還具有良好的回
復原始狀態的能力，因而不易因承受衝擊力產生塑性變形而下垂。與其它方 案相比，本實用新型所提供的方案從根本上解決了電纜下垂的問題，防止了 由於電纜下垂而使車載及地面信號不能準確、及時地傳輸的不良狀況的發生。 本實用新型尤其適用於溫差大的地區，在這些地區使用本實用新型的電纜將 使軌道交通的安全係數大大提高。
作為本實用新型的一種優選實施方案，如圖1所示，該電纜包括兩根加
強元件30，兩4艮加強元件30對稱地設置於外護套20的內部。設置兩才艮加強 元件30可達到更好的抗下垂的效果，並且由於二者對稱地分布於纜芯10的 兩側，因而使得電纜整體受力更均勻，在環境溫度變化時兩根加強元件30共 同均勻地承受纜芯10和外護套20的變形力。
優選地，每一加強元件30與外護套20的外邊界的最小間距dl及與纜芯 10的外邊界的最小間距d2均大於lmm。這樣一方面有利於保證在外護套20 內設置了加強元件30後，其仍具有足夠的強度；另一方面，當加強元件30 為非磁性金屬材料時，能有效防止加強元件30影響纜芯10的信號傳輸效果。 最優選地，dl和d2均為1.5mm。
參見圖2,其示出了本實用新型的另一種優選實施方案。與圖1不同的是， 該實施方案中外護套20的4黃截面為橢圓形(而非圓形)。這樣有利於在敷設 電纜時辨別和控制電纜的走向，使其避免由於被任意旋轉而產生較大的扭應 力。如圖2中所示，兩加強元件4設置於橢圓形的長軸方向的位置，每一加 強元件30與外護套20的外邊界的最小間距dl及與纜芯10的外邊界的最小 間距d2均大於lmm。因而外護套20在橢圓形截面的短軸方向可具有較小的 厚度，而在長軸方具有較大的厚度。這樣有利於保證外護套20具有足夠的強 度的前提下，儘可能節省材料。
在上述兩優選實施方案中，加強元件30的橫截面為圓形，其直徑在 1.5-3mm之間。在具體設計時，本領域技術人員可根據電纜敷設的跨距及使用 場合的長期溫度變化等確定加強元件30的尺寸。
顯然，本實用新型的加強元件30的數量並不局限於兩根，而是可以根據 需要進行調整。例如，對於應用於溫差極大的地區的電纜，可使用四根甚至 六根加強元件30，以達到4艮好的防下垂效果。偶數才艮加強元件可對稱i殳置於 纜芯10的兩側。也可採用奇數根加強元件，例如三才艮或五根，奇數根加強元 件可沿圓周方向均勻分布。
參見圖3，其示出了本實用新型的再一種優選實施方案。與圖l和圖2不 同，本實施方案中僅包括一根加強元件30，加強元件30設於纜芯IO的內部。 如前所述，本實用新型中纜芯10包括多根導線11和包覆於多根導線11外部 的絕緣層12。其中多根導線11採用銅或銅包鋼的絞合，加強元件30設於多
根導線ll的中部。這種結構的電纜直徑較小，適用於安裝空間較窄的軌道。
顯然，上述優選實施方案僅供說明本實用新型，而並非對本實用新型的 限制。本領域的普通技術人員，在不脫離本實用新型的精神和範圍的指引下， 還可作出各種變形和變換，例如採用由其它材料製成的或者其它截面形狀的 加強元件，因而所有等同方案皆屬於本實用新型的保護範圍。
權利要求1.一種軌道交通用抗懸垂電纜，包括纜芯(10)；以及外護套(20)，包覆於所述纜芯(10)的外部；其特徵在於，還包括至少一加強元件(30)，所述加強元件(30)沿所述電纜的軸線方向延伸，並設置於所述纜芯(10)和所述外護套(20)的至少之一的內部；所述加強元件(30)由拉伸強度大於1100MPa、線膨脹係數小於5×10-6/℃、斷裂伸長率不大於4％的材料製成。
2. 根據權利要求1所述的電纜，其特徵在於，包括兩加強元件OO)， 所述兩加強元件(30)對稱地設置於所述外護套(20)的內部。
3. 根據權利要求2所述的電纜，其特徵在於，每一所述加強元件(30 ) 與所述外護套(20)的外邊界的最小間距及與所述纜芯(10)的外邊界 的最小間距均大於lmm。
4. 根據權利要求3所述的電纜，其特徵在於所述外護套(20)的 橫截面為橢圓形，所述兩加強元件(4)設置於所述橢圓形的長軸方向的 位置。
5. 根據上述任意一項權利要求所述的電纜，其特徵在於，所述加強 元件(30)的橫截面為圓形，其直徑為1.5-3mm。
6. 根據權利要求1所述的電纜，其特徵在於，包括一加強元件(30), 所述加強元件(30)設於所述纜芯(10)的內部。
7. 根據權利要求6所述的電纜，其特徵在於，所述纜芯(10)包括 多根導線(11 )和包覆於所述多根導線(11 )外部的絕緣層(12)，所述 加強元件(30)設於所述多根導線(11)的中部。
8. 才艮據上述任意一項權利要求所述的電纜，其特徵在於所述加強 元件(30)由非金屬材料或不導磁的金屬材料製成。
9. 根據權利要求8所述的電纜，其特徵在於，所述加強元件(30)為芳綸纖維增強芯、玻璃纖維增強芯或-友纖維類增強芯。
10.根據權利要求1所述的電纜，其特徵在於所述外護套(20)的 橫截面為橢圓形。
專利摘要一種軌道交通用抗懸垂電纜，包括纜芯和外護套，外護套包覆於纜芯的外部。本實用新型的特徵在於，還包括至少一加強元件，加強元件沿電纜的軸線方向延伸，並設置於纜芯或外護套的至少之一的內部。加強元件由拉伸強度大於1100MPa、線膨脹係數小於5×10-6/℃、斷裂伸長率不大於4％的材料製成。該軌道交通用抗懸垂電纜不易因環境溫度的變化及電纜的自重而下垂，因而有利於車載與地面信號的接收，有利於行車安全。
文檔編號H01B11/00GK201191527SQ20082000050
公開日2009年2月4日 申請日期2008年1月11日 優先權日2008年1月11日
發明者孫吉良, 斌 梁, 趙東亮, 金瑞東, 偉 錢 申請人:天水鐵路電纜工廠