铁路车辆电缆的发展及新型绝缘材料的应用
高速铁路动车组用电线电缆绝缘和护套材料的特殊要求
高速铁路动车组用电线电缆绝缘和护套材料的特殊要求高速铁路动车组机车内的特左使用环境对电缆的性能要求比较苛刻，要求电缆应具有电气的可靠性、运行的安全性、耐热性、低烟无卤阻燃性能，以及无毒、无石棉、耐油、耐盐雾腐蚀等性能。
目前高速铁路机车车辆电缆的制造标准有中国铁标（主要参照欧标）TB/T 1484-2010额左电压3kV及以下标准壁厚绝缘电缆系列，欧洲标准EN 50264:2008铁路设施一具有特殊防火性能的铁路机车车辆动力和控制电缆系列，EN 50306:2002铁路设施-具有特殊防火性能的轨道车辆电缆一薄壁系列，以及日本标准JIS C系列标准。
根据中国铁标、欧洲标准以及日本标准，时速500km动车组用电线电缆包括标准壁厚和薄壁两大种类以及各自对应的单芯和多芯结构。
南车青岛四方机车车辆股份有限公司采用日标系列，其标准要求较高，目前国内没有相应的绝缘材料能够满足，而日方控制绝缘材料的使用，肆意提髙材料价格，大大增加了该系列产品的生产制造成本。
中国北车大同机车车辆有限公司和中国北车长春轨道客车股份有限公司均采用欧洲系列标准制造，由于该标准要求高，制造难度大，我公司在接到技术协议后仍然不能按照技术要求生产。
时速350km以下均采用国内铁标标准生产，而时速350km 及以上均采用日标或欧标标准，具体指标如下：少年易学老难成.•寸光阴不可轻-百度文少年易学老难成表2青岛四方机车车辆电缆项目主要性能要求与检验方法（JIS C系列标准）电缆类别性能项目性能要求检验方法电缆结构所有类别电缆表观表面应平整、色泽均匀。
目视检査所有类别绝缘和护套好度满足表A. 3中对应种类的数值规定。
JIS 3005 4.3电气性能所有类别导体电阻（20C）满足表A. 2中对应种类的数值规定。
JIS 3005 4.4所有类别绝缘电阻（20C）满足表A. 3中对应种类的数值规定。
JIS 3005 4.7测试时间：1mm：测试电压（a. c.）:所有类别烏压测试依据表A. 3中对应种类的相应数值规JIS 3005 4.6定：要求结果：不击穿绝缘性能600V电缆原始抗张强度^7MPaJIS 3005 4. 16 (NH-WLK 原始断裂伸长率>350%NH-C-WL1) 老化后抗张强度保留率>70% (老化条件：(150±2)c C,96h) JIS1800V 电老化后断裂伸长率保留率>70% (老化条件：(150±2)r,96h) 3005 4・17 缆耐油后抗张强度保留率50% （耐油条件：（70土2）°C,4h）（所有类别）JIS3600V电缆（所有耐油后断裂伸长率保留率^50% （耐油条件：（70±2）r,4h）3005 4. 18类别）原始抗张强度>10MPa JIS600V电缆原始断裂伸长率事20贰3005 4. 16(NH-WEXO) 老化后抗张强度保留率>80% (老化条件:(150±2)c C,96h) JIS老化后断裂伸长率保留率^80% (老化条件:(150±2)<C,96h) 3005 4. 17600V 电原始抗张强度^5MPa JIS少年易学老难成.•寸光阴不可轻-口度文廉电缆类别性能项目性能要求检验方法缆原始断裂伸长率$200% 3005 4・16 (NH-WKK1) 老化后抗张强度保留率>75% (老化条件：(250±3)C,6h) JIS老化后断裂伸长率保留率>75% (老化条件：(250±3)C,6h) 3005 4・17600V 电(NH-Z-SPO) 原始抗张强度^4MPaJIS3005 4. 16缆原始断裂伸长率330贰老化后抗张强度保留率>80% (老化条件：(100±2)<C l96h)JIS3005 4. 17 老化后断裂伸长率保留率^80% (老化条件:(100±2)<C,96h)护套性能600V 电老化前抗张强度>10MPaJIS3005 4. 16 缆老化前断裂伸长率3120%老化后抗张强度保留率>80% (老化条件：(100±2)c C t48h)JIS3005 4. 17 老化后断裂伸长率保留率>65% (老化条件:(100±2)r f48h)耐油后抗张强度保留率60% （耐油条件：（70土2）°C,4h）(NH-WEXO)耐油后断裂伸长率保留率^60% （耐油条件：（70±2）r,4h）JIS3005 4. 18老化前抗张强度^7MPaJIS3005 4. 16 600V电缆老化前断裂伸长率$200%(NH-WKK1) 老化后抗张强度保留率>75% (老化条件：(250±3)C,6h)JIS3005 4. 17 老化后断裂伸长率保留率>75% (老化条件：(250±3)c C t6h)600V 电老化前抗张强度^8MPaJIS3005 4. 16 缆(NH-Z-SPO) 老化前断裂伸长率事20贰1800V电缆老化后抗张强度保留率>70% (老化条件:(100±2)'C, 168h)JIS3005 4. 17 (NH-WL02) 老化后断裂伸长率保留率360% (老化条件：(100±2)*C, 168h)3600V 电耐油后抗张强度保留率^60% (耐油条件：(100±2)r f24h)JIS3005 4. 18 缆(NH-WL03) 耐油后断裂伸长率保留率260% (耐油条件：(100+2) r,24h)电缆成品性能所有类别柔韧性试验18000次时导线断线率在10%以下，绝缘休上没有明显损伤少年易学老难成. 寸光阴不可轻•百度文库由以上可知，除耐油、耐磨、耐酸碱、耐腐蚀、低烟无卤阻燃等共性要求外，其他性能要求和主要指标对比情况如下：1、在断裂伸长率上欧标为2125%,铁标要求2150%,而日标要求2350%,这是在满足材料的其他性能的基础上的要求，尤英是要满足低烟低卤阻燃性能，这在国内目前没有材料能够满足，只有进口日本的高价材料，因此针对南车青岛四方的产品就不得不购买高价绝缘和护套材料，大大提高了制造成本。
电缆绝缘技术的前沿发展与趋势
电缆绝缘技术的前沿发展与趋势在现代社会，电力的稳定供应对于各行各业的正常运转以及人们的日常生活至关重要。
而电缆作为电力传输的重要载体，其绝缘性能的优劣直接影响着电力系统的安全可靠运行。
随着科技的不断进步，电缆绝缘技术也在不断发展和创新，呈现出一系列令人瞩目的前沿趋势。
一、新型绝缘材料的涌现传统的电缆绝缘材料，如聚乙烯、交联聚乙烯等，虽然在一定程度上满足了电力传输的需求，但在一些特殊环境和高性能要求下，逐渐暴露出一些局限性。
为了克服这些问题，科研人员不断探索和研发新型绝缘材料。
例如，纳米复合材料在电缆绝缘领域的应用日益受到关注。
通过在聚合物基体中添加纳米级的无机填料，如纳米二氧化硅、纳米蒙脱土等，可以显著改善绝缘材料的电气性能、机械性能和耐热性能。
纳米粒子的小尺寸效应和界面效应能够有效地阻碍电荷的传输和积聚，提高绝缘材料的击穿强度和耐局部放电性能。
另外，高温超导材料也为电缆绝缘技术带来了新的可能性。
高温超导电缆具有零电阻、大容量输电等优点，但其绝缘要求极为苛刻。
新型的高温超导绝缘材料，如高温超导带材的多层绝缘结构和液氮冷却绝缘系统，正在不断研发和完善中，有望在未来实现更高效、更节能的电力传输。
二、绝缘结构的优化设计除了材料的创新，电缆绝缘结构的优化设计也是提高绝缘性能的重要途径。
传统的电缆绝缘结构通常采用单层或多层均匀绝缘，而现在，更加复杂和精细的绝缘结构设计逐渐成为研究热点。
例如，采用多层不同介电常数的绝缘材料组合，可以改善电场分布，降低电场集中程度，从而提高绝缘的可靠性。
此外，通过在绝缘层中引入应力控制结构，如应力锥、应力管等，可以有效地缓解电缆终端和接头处的电场应力，减少局部放电和绝缘老化的风险。
还有一种趋势是发展自修复绝缘材料和结构。
当绝缘材料受到机械损伤或电老化时，能够自动进行修复，恢复其绝缘性能。
这种自修复功能可以大大延长电缆的使用寿命，降低维护成本。
三、智能监测与诊断技术随着物联网、大数据和人工智能技术的发展，电缆绝缘的智能监测与诊断技术也取得了显著进展。
稀土高铁铝合金电缆
稀土高铁铝合金电缆介绍稀土高铁铝合金电缆是一种采用稀土高铁铝合金作为导体材料的电缆。
稀土高铁铝合金具有优异的导电性、导热性和机械强度，使得该材料成为制造高性能电缆的理想选择。
本文将介绍稀土高铁铝合金电缆的特点、应用领域和优势。
特点稀土高铁铝合金电缆具有以下特点： 1. 优异的导电性：稀土高铁铝合金导电性能优良，可以有效传输电力。
2. 高强度和轻质化：稀土高铁铝合金具有良好的强度和韧性，同时相对于传统的铜导线具有轻质化的优势。
3. 优异的耐腐蚀性：稀土高铁铝合金具有良好的耐腐蚀性，能够在恶劣环境下使用。
4. 可塑性强：稀土高铁铝合金易于加工成各种形状，灵活性高。
5. 节能环保：采用稀土高铁铝合金电缆可以减少能量消耗，对环境友好。
应用领域稀土高铁铝合金电缆在以下领域得到广泛应用： 1. 城市供电网：稀土高铁铝合金电缆用于城市供电网，能够有效传输和分配电力。
2. 高速铁路：稀土高铁铝合金电缆广泛应用于高速铁路线路的供电系统，提高电力传输效能。
3. 船舶航运：稀土高铁铝合金电缆用于船舶电气系统，具有良好的耐腐蚀性和轻质化特点。
4. 新能源：稀土高铁铝合金电缆用于太阳能和风能等新能源发电系统，提高能源利用效率。
优势采用稀土高铁铝合金电缆具有以下优势： 1. 经济性：相对于传统的铜导线，稀土高铁铝合金导线价格更为经济实惠。
2. 轻量化：稀土高铁铝合金电缆具有轻质化的特点，可以减轻线路负荷和降低施工难度。
3. 高导电性：稀土高铁铝合金导电性能优良，可以减少电流损耗。
4. 耐腐蚀性好：稀土高铁铝合金电缆具有良好的耐腐蚀性，能够延长使用寿命。
5. 可塑性强：稀土高铁铝合金易于加工成各种形状，适应不同的安装环境。
总结稀土高铁铝合金电缆作为一种新型的导电材料，具有优异的导电性能、高强度和轻质化、耐腐蚀性好等特点。
其在城市供电网、高速铁路、船舶航运和新能源等领域得到广泛应用。
相对于传统的铜导线，稀土高铁铝合金电缆具有经济性、轻量化、高导电性和耐腐蚀性好等优势。
轨道交通新材料研究及应用
轨道交通新材料研究及应用随着城市化进程的加快和人口数量的不断增加，城市交通压力不断增大，传统的交通方式已经无法满足人们的需求。
轨道交通作为一种高效、安全、环保的交通方式逐渐受到人们的青睐。
然而，随着轨道交通的发展，新材料的应用也成为了提高轨道交通技术的重要手段。
一、轨道交通材料的发展现状在轨道交通的建设中，钢材是主要的材料之一。
目前在铁路、地铁、轻轨等轨道交通工程中，钢材使用量占据着相当大的比重。
但是，随着轨道交通的运行速度不断提高和轨道交通线路的不断延长，传统钢材的使用也面临着很多问题。
如钢材自身的重量大、强度较低、耐久性差、维修费用高等问题，这些问题都制约了轨道交通的发展。
因此，新材料在轨道交通应用中的研究和发展显得尤为必要。
二、轨道交通新材料的研究和发展在轨道交通领域中，新材料的研究和发展被认为是促进轨道交通技术革新的重要支撑。
新材料研究主要分为两个方面：一是研究新材料的性能和特性，为推广新材料提供科学依据；二是广泛推广新材料的应用，促进新材料在实际生产和工程应用领域中的应用。
1.碳纤维复合材料碳纤维材料作为一种新型的材料，具有轻、强、耐磨、耐高温等优点。
在轨道交通中，碳纤维复合材料（CFRP）的应用也逐渐成为热门话题。
由于CFRP具有比钢更轻、比玻璃纤维更强的特点，所以可用来替代传统的钢材用于制造列车车身骨架和地铁车厢。
另外，CFRP在噪音降低、经济性等方面也表现出了优秀的性能。
2.纳米技术在新材料中的应用随着纳米技术在各个领域中的应用更加广泛，其在轨道交通新材料中的应用也逐渐被重视。
通过在新材料中加入纳米材料，如纳米银、纳米碳管等，能够大大提升新材料的力学性能、电学性能和耐早期龟裂性能等。
相信随着纳米技术的不断发展，纳米材料在轨道交通新材料中的应用将会越来越广泛。
三、轨道交通新材料的应用领域1.轨道交通车轮制造轮对是列车的重要零部件之一，其耐久性和稳定性直接关系到列车的行驶安全。
目前轮对通常采用的是传统的钢材，但在高速和大负荷的工作条件下，其易产生疲劳和损耗。
复合材料制绝缘配件在电力电缆系统中的应用研究
复合材料制绝缘配件在电力电缆系统中的应用研究引言复合材料作为一种具有优异性能的新型材料，已经在多个领域得到广泛应用。
在电力电缆系统中，绝缘配件起到着重要的作用，保证了电缆的安全运行。
本文将重点研究复合材料制绝缘配件在电力电缆系统中的应用，并探讨其优势和发展前景。
1. 复合材料在电力电缆系统中的应用概述复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料通过机械、热化学等方式组合而成的一种新型材料。
与传统材料相比，复合材料具有轻质、高强度、耐腐蚀、耐疲劳等优点。
因此，在电力电缆系统中，复合材料制绝缘配件具有广阔的应用前景。
2. 复合材料绝缘配件的优势2.1 轻质、高强度复合材料绝缘配件相比传统金属材料更加轻便，同时具备更高的强度。
这使得安装和维护过程更加便利，减小了劳动强度，提高了工作效率。
2.2 耐腐蚀、耐疲劳复合材料绝缘配件在电力电缆中受到的环境条件复杂多变，特别是在湿润和腐蚀性环境下，传统金属绝缘配件容易受到腐蚀和疲劳损伤。
而复合材料绝缘配件具有良好的耐腐蚀性和耐疲劳性能，能够长时间稳定工作，提高电缆系统的可靠性和安全性。
2.3 良好的绝缘性能复合材料绝缘配件的绝缘性能优于传统金属绝缘配件。
其高绝缘强度和低介电损耗可以有效降低电力电缆系统的电力损耗，提高能源利用效率。
3. 复合材料绝缘配件的应用案例3.1 绝缘保护管复合材料制绝缘保护管作为电力电缆系统中必不可少的部分，主要用于保护电缆的绝缘层。
复合材料绝缘保护管的轻质和高强度特性使得安装和维护变得更加方便快捷，提高了工作效率。
3.2 防水套管复合材料绝缘配件在电力电缆系统中还可以作为防水套管使用。
这种材料的耐腐蚀性能使其能够在湿润环境中长期稳定工作，大大降低了电力电缆系统由于水分进入而引起的故障风险。
3.3 隔热罩在一些特殊应用场合，电缆系统需要具备较高的隔热性能，以保证系统的正常工作。
复合材料制绝缘配件可以制作出具有良好隔热性能的隔热罩，可有效降低高温对电缆系统的影响，提高系统的稳定性和可靠性。
高速铁路接触网零部件的新材料与新工艺发展
高速铁路接触网零部件的新材料与新工艺发展高速铁路作为现代交通领域的重要组成部分，在运行效率、安全性和环境友好性方面都提出了更高的要求。
其中，高速铁路接触网作为铁路系统中的重要组成部分，起着供电和集电的关键作用。
为了满足高速铁路运行的要求，不断发展新材料与新工艺已成为当前研究的重点。
高速铁路接触网零部件的新材料发展是一项关键的技术创新任务。
接触网支柱、吊装链、供电隔离开关等组件对材料的特性有着较高的要求。
传统材料如钢材、铜材等已经达到了一定的性能极限，不再能满足高速铁路的要求。
因此，寻找新材料成为了当前的研究热点。
一种被广泛研究和应用于高速铁路接触网零部件的新材料是碳纤维复合材料。
碳纤维复合材料具有重量轻、强度高、耐腐蚀、抗老化等特点，能够满足高速铁路要求的同时减少能耗，提高能源利用率。
此外，碳纤维复合材料还具有良好的抗拉强度和耐久性，具备减少维护和修复的优势，降低了运营成本。
除了碳纤维复合材料，金属基复合材料也是高速铁路接触网零部件的新材料研究领域的一个重要方向。
金属基复合材料结合了金属材料和非金属材料的优势，具有较高的强度、硬度和耐腐蚀性。
通过金属基复合材料的应用，可以提高高速铁路接触网零部件的使用寿命，并且降低系统维护成本。
在新材料的研究和应用过程中，新工艺的开发和创新也是非常重要的。
传统的制造工艺在满足要求时可能存在成本高、工艺复杂、生产效率低等问题。
因此，开发新的生产工艺对于降低生产成本、提高生产效率，以及满足高速铁路接触网零部件的相关特性具有重要意义。
电熔焊接是一种新的工艺，已经在高速铁路接触网零部件的制造过程中得到了广泛应用。
电熔焊接通过在几秒钟内加热并熔化金属表面，使得零部件表面形成一层坚固的连接，提高了零部件的耐久性和可靠性。
此外，还有一些新工艺如激光切割、激光焊接等也被应用于高速铁路接触网零部件的制造中，这些工艺具有高精度、高效率和无损伤的特点，有助于提高零部件的质量和性能。
综上所述，高速铁路接触网零部件的新材料与新工艺的发展是为了满足高速铁路的运行要求，提高能耗和环境友好性的关键步骤。
新型材料在铁路轨道中的应用研究
新型材料在铁路轨道中的应用研究随着科技不断进步和发展，新型材料已经应用在越来越多的领域，其中就包括铁路轨道。
在过去，传统的轨道材料不仅存在很多弊端，同时也无法满足现代化、高速化的铁路需求。
因此，新型材料的应用研究变得越来越重要，能够为铁路行业带来更多的优势。
一、新型材料概述新型材料是相对于传统材料而言的，其种类非常丰富，如钛合金、高分子材料、陶瓷材料、复合材料等。
新型材料具有许多传统材料所不具备的优异性能，例如高强度、高温度、耐腐蚀、高导电、高断裂韧性等。
因此，新型材料有广泛的应用前景，特别是在铁路轨道中能够发挥出更多的优势。
二、新型材料在铁路轨道中的应用1、复合材料复合材料是由两种或多种材料组成的材料，各种材料之间通过机械或化学结合方式相互作用。
复合材料具有强度高、硬度大、成型性好的特点，因此在轨道建设中得到了广泛应用。
轨道桥上的复合材料结构，可在支撑重量的同时保持结构强度，同时瓷砖铺设可以更好的隔音。
2、聚合物复杂材料聚合物复杂材料是一种高性能复合材料，具有无毒、无害、高温、耐低温等优异性能，是一种可持续发展的材料。
同时，聚合物复杂材料可以很好的与其他材料相结合，比如可以用于铁路轨道的基础工程中，打造出稳定、平整的铁路路面。
3、能量吸收材料能量吸收材料是一种新型材料，可以吸收外来物体碰撞时产生的能量，以防止因碰撞而实际破坏的描述。
该材料的应用可以大大增强行车安全性，而更广泛的应用是修整铁路轨道后填充垫层，增强了轨道本身的可靠性和舒适度。
4、高分子表面材料高分子表面材料是一种用于涂层和表面处理的新型材料，具有高耐腐蚀、高耐磨、高温、高塑性等优异性能，是一种非常理想的涂料材料。
该材料可以应用于轨道养护中，随着时间的推移，轨道表面的磨损和裂纹会逐渐变得更加严重。
高分子表面材料可以通过提高轨道表面的耐磨性和耐腐蚀性来保持轨道的品质和减少维护成本。
三、新型材料在铁路轨道中的未来发展方向新型材料在铁路轨道中的应用已经取得了一定的成就，但其发展远未到达顶峰，在未来几年内新型材料在铁路建设中将继续发挥更大的作用。
铁道车辆中常用材料及其使用细则-精品文档资料
铁道车辆中常用材料及其使用细则0引言铁路在当今世界上已经成为必不可少的出行通道，铁道车辆涵盖了现在所有的可在铁路上运行的车辆种类，包括一般列车，动车等等，这些车辆都是由不同的零部件组合而成，而这些零部件必然是由一系列金属材料制造而成的，制造工艺的深度以及制造材料的好坏直接影响到铁道车辆的相关性能，我们在铁路运输的高速发展中，一步步将最底层、最原始也是最重要的步骤——材料进行不断的提升，给上层技术的发展提供了可靠保证，让高科技有了一定的发展空间，如果材料的发展不能跟上时代的进步，那立于这个之上的一切都将只是一纸空谈。
近些年以来，为了减少车辆负重，碳纤维强化塑料（CFRP）以其轻量化的特点得到广泛应用，但是，整体来讲还是以金属材料为主。
铁道车辆发展至今其种类也不断增加，但在构造上并没有发生很大变化。
这是标准化的要求，也是铁路本身大工作量的客观要求。
现在我们可以很容易发现铁路车辆的外形开始有了变化，特别是整体车厢的设计更加贴近生活，更加人性化，但是具体来说，只是实际的零部件有了更科学合理的结构设计。
一般来说，车辆的基本构造由五大部分组成，它们分别是：车体、车底架、走行部、车钩缓冲装置和制动装置。
这五大部分以现在的制造工艺来讲，都是由一系列的金属材料制成的。
具体的部件构造是使用哪种金属材质我们下面进行进一步的探讨。
1 铁道车辆使用材料需满足的实际要求众所周知，铁路车辆一般是进行长距离、高负荷的运转，这便直接地要求我们所使用的制造材料需要满足一定的条件，这样才能在实际的应用中成为可能。
具体要求有：要具有以下几个方面的特性：结构强度、刚度、振动特性等。
高机械特性更是车体强度得到提升的主要原因，高机械特性一般包括：纵弹性模量、拉伸强度、冲击动态强度、0.2%屈服强度即弹性极限应力、抗冲击断裂、疲劳特性特性。
同时，在铁道车辆的高速运行状态下，与外界产生的极大摩擦必定会引起温度的急剧上升，这也就要求使用材料还要具有一定的阻燃性，另一方面，材料在应用中必定要经过一定的加工过程，这便要求使用材料有一定的塑造性。
铁路信号电缆
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铁路信号电缆在高速铁路中的应用与案例分析
高速铁路对铁路信号电缆的性能要求
• 高速度：满足高速铁路列车运行控制、信号传输的需求 • 高可靠性：保证高速铁路系统的安全、稳定、可靠运行
高速铁路中铁路信号电缆的应用案例
• 京沪高铁：采用高性能铁路信号电缆，实现了高速、稳定的信号传输 • 郑西高铁：针对复杂环境，采用了具有抗干扰性能的铁路信号电缆
铁路信号电缆的技术突破
• 20世纪中期，随着聚乙烯、聚氯乙烯等新型材料的发明，铁路信号电缆的绝缘性 能和护套性能得到显著提高 • 20世纪末，随着数字信号处理技术的发展，铁路信号电缆开始应用于数字信号传 输，提高了信号传输速率和抗干扰性能
铁路信号电缆的技术进步与行业发展
铁路信号电缆的技术进步
• 21世纪初，随着光纤通信技术的发展，铁路信号电缆开始与光纤通信相结合，实 现了更高速度、更高质量的信号传输 • 近年来，随着物联网、大数据等技术的发展，铁路信号电缆开始应用于铁路智能 监控、故障诊断等方面
铁路信号电缆在城市轨道交通中的应用与案例分析
城市轨道交通对铁路信号电缆的性能要求
• 高可靠性：保证城市轨道交通系统的安全、稳定、可靠 运行 • 良好的抗干扰性能：在复杂环境下保证信号传输的质量
城市轨道交通中铁路信号电缆的应用案例
• 北京地铁：采用高性能铁路信号电缆，实现了稳定、可 靠的信号传输 • 上海地铁：针对复杂环境，采用了具有抗干扰性能的铁 路信号电缆
铁路信号电缆的导体技术
• 导体结构的优化：如多芯导体、绞合导体等，提高电缆 的传输性能和抗干扰性能 • 导体的表面处理：如镀层处理、拉丝处理等，提高导体 的抗腐蚀性能和使用寿命
超导电缆绝缘材料的研究与应用
超导电缆绝缘材料的研究与应用超导材料具有零电阻特性和完全抗磁性，使用超导材料作为导体的超导电缆具有大容量、低损耗的特点。
按照绝缘结构不同，超导电缆可以分为室温绝缘和冷绝缘两种，由于工作温区的差异需要选用适合的绝缘材料。
文章在国内外文献的基础上，介绍了超导电缆绝缘材料的研究進展，并对其发展进行了展望。
标签：超导电缆；绝缘材料；绝缘性能1 概述超导材料独特的零电阻特性和完全抗磁性，使其在强电、弱电、轨道交通等诸多领域应用前景良好。
至今，已经发现了包括元素、合金和化合物在内的超过2000种超导体，应用较多的是以铌钛、铌三锡为代表的低温超导材料和以铋系、钇系铜氧化物为代表的高温超导材料。
低温超导材料临界转变温度较低，需要使用价格昂贵的液氦作为制冷剂；高温超导材料可以使用价格低廉的液氮作为制冷剂，实用性得到了极大提高。
使用高温超导材料作为导体的超导电缆具有大容量、低损耗、环境友好等特点，可以有效替代以铜为主要输电媒介的传统输电线缆，对于城市电网建设具有重要意义。
高温超导电缆根据其绝缘介质的工作温度可以分为室温绝缘和冷绝缘两种[1]。
室温绝缘电缆是将电绝缘层置于低温恒温器之外，其工作温度在室温范围，因此可以选用可靠性较高的常规电缆绝缘材料。
冷绝缘超导电缆以超导材料作为磁屏蔽层，可以减小涡流损耗，降低运行成本；但是由于工作环境为液氮温区，因此对于绝缘材料的低温综合性能要求很高。
2 室温绝缘超导电缆室温绝缘超导电缆通常使用的绝缘材料有聚乙烯、交联聚乙烯和乙丙橡胶等。
对于室温绝缘超导电缆，一般采用挤包型绝缘，挤包型绝缘可以减少绝缘中间隙，降低局部放电。
2.1 交联聚乙烯聚乙烯经高能射线辐照或添加交联剂可以得到交联聚乙烯。
与聚乙烯相比，交联聚乙烯的耐老化性能、耐环境应力开裂性能更好，脆化温度低于聚乙烯（交联聚乙烯：-76°C，聚乙烯：-70°C）。
交联聚乙烯的介电常数和介质损耗角正切值和聚乙烯相近，而绝缘电阻较大。
电缆施工中的新材料应用研究
电缆施工中的新材料应用研究在现代社会，电力作为驱动经济发展和保障人们生活质量的关键能源，其稳定传输至关重要。
而电缆作为电力传输的重要载体，其施工质量和性能直接影响着电力系统的可靠性和安全性。
随着科技的不断进步，各种新型材料在电缆施工中得到了广泛的应用，为提升电缆的性能和施工效率带来了新的机遇。
一、新型绝缘材料传统的电缆绝缘材料，如聚乙烯和交联聚乙烯，在某些特定环境下可能存在性能不足的问题。
例如，在高温、高湿度或强电场等恶劣条件下，其绝缘性能可能会下降，从而增加了漏电和短路的风险。
近年来，一些新型绝缘材料逐渐崭露头角。
例如，纳米复合材料在电缆绝缘中的应用受到了广泛关注。
通过在聚合物基体中添加纳米级的无机填料，如二氧化硅、氧化铝等，可以显著提高绝缘材料的电气性能、热稳定性和机械强度。
纳米粒子的小尺寸效应和界面效应能够有效地阻碍电荷的传输和积聚，从而提高绝缘材料的耐电强度和击穿场强。
此外，新型的高温超导绝缘材料也为电缆的发展带来了新的可能性。
高温超导材料在低温下具有零电阻特性，可以大大降低电能传输过程中的损耗。
然而，高温超导材料的应用需要解决制冷和绝缘等一系列技术难题。
二、新型护套材料护套材料主要起到保护电缆内部结构免受外界环境影响的作用。
传统的护套材料，如聚氯乙烯（PVC）和聚乙烯（PE），在耐腐蚀性、耐磨损性和防火性能等方面存在一定的局限性。
为了满足更高的要求，新型的护套材料不断涌现。
例如，无卤低烟阻燃护套材料具有良好的阻燃性能，在燃烧时不会产生大量的烟雾和有毒气体，符合环保和安全的要求。
这种材料在人员密集场所和对消防安全要求较高的场所得到了越来越广泛的应用。
另外，热塑性弹性体（TPE）作为一种新型的护套材料，具有优异的柔韧性、耐低温性能和耐老化性能。
它可以有效地提高电缆的弯曲性能和使用寿命，特别适用于一些需要频繁移动和弯曲的场合。
三、新型屏蔽材料在电缆中，屏蔽层的作用是减少电磁干扰和防止外界电磁场对电缆内部信号的影响。
电缆绝缘材料的创新与应用
电缆绝缘材料的创新与应用在当今的电力和通信领域，电缆作为电能和信号传输的重要载体，其性能和可靠性至关重要。
而电缆绝缘材料作为保护电缆导体、防止电流泄漏和外界干扰的关键部分，其不断的创新和应用对于提高电缆的性能、安全性以及适用范围具有重要意义。
电缆绝缘材料的发展历程可以追溯到很久以前。
早期的电缆绝缘材料主要是天然橡胶和油纸等。
然而，这些材料存在着诸多局限性，如耐温性能差、绝缘强度低、易老化等。
随着科技的进步和工业的发展，人们对电缆绝缘材料的性能要求越来越高，促使了一系列新型绝缘材料的研发和应用。
如今，常见的电缆绝缘材料包括聚乙烯（PE）、交联聚乙烯（XLPE）、聚氯乙烯（PVC）、橡胶等。
聚乙烯具有良好的电气性能和化学稳定性，但其耐热性能相对较低。
交联聚乙烯则通过化学或物理方法对聚乙烯进行交联处理，大大提高了其耐热性能和机械强度，使其能够在更高的温度和更恶劣的环境下工作。
聚氯乙烯具有良好的阻燃性能和耐腐蚀性，常用于一些对防火和耐化学腐蚀有要求的场合。
橡胶具有良好的柔韧性和弹性，适用于一些需要弯曲和移动的电缆。
在电缆绝缘材料的创新方面，纳米技术的应用为其带来了新的突破。
将纳米颗粒添加到传统的绝缘材料中，可以显著改善其性能。
例如，纳米二氧化硅可以提高绝缘材料的介电强度和耐电晕性能，延长电缆的使用寿命。
此外，新型的聚合物材料如聚酰亚胺（PI）、聚苯硫醚（PPS）等也逐渐在电缆绝缘领域崭露头角。
这些材料具有优异的耐高温、耐辐射和耐化学腐蚀性能，适用于一些特殊的高端应用领域，如航空航天、核电站等。
除了材料本身的创新，电缆绝缘材料的制备工艺也在不断改进和优化。
例如，采用多层共挤技术可以制备出具有多层结构的电缆绝缘层，每层材料的性能可以根据需要进行调整，从而提高电缆的整体性能。
同时，先进的加工设备和自动化生产线的应用，提高了生产效率和产品质量的稳定性。
电缆绝缘材料的创新应用在各个领域都发挥着重要作用。
在电力传输领域，高压直流输电（HVDC）技术的发展对电缆绝缘材料提出了更高的要求。
高速铁路动车组用电线电缆绝缘和护套资料的特殊要求
高速铁路动车组用电线电缆绝缘和护套材料的特殊要求高速铁路动车组机车内的特定使用环境对电缆的性能要求比较苛刻，要求电缆应具有电气的可靠性、运行的安全性、耐热性、低烟无卤阻燃性能，以及无毒、无石棉、耐油、耐盐雾腐蚀等性能。
目前高速铁路机车车辆电缆的制造标准有中国铁标（主要参照欧标）TB/T 1484-2010 额定电压3kV及以下标准壁厚绝缘电缆系列，欧洲标准EN 50264:2008铁路设施—具有特殊防火性能的铁路机车车辆动力和控制电缆系列，EN 50306:2002铁路设施-具有特殊防火性能的轨道车辆电缆—薄壁系列，以及日本标准JIS C系列标准。
根据中国铁标、欧洲标准以及日本标准，时速500km动车组用电线电缆包括标准壁厚和薄壁两大种类以及各自对应的单芯和多芯结构。
南车青岛四方机车车辆股份有限公司采用日标系列，其标准要求较高，目前国内没有相应的绝缘材料能够满足，而日方控制绝缘材料的使用，肆意提高材料价格，大大增加了该系列产品的生产制造成本。
中国北车大同机车车辆有限公司和中国北车长春轨道客车股份有限公司均采用欧洲系列标准制造，由于该标准要求高，制造难度大，我公司在接到技术协议后仍然不能按照技术要求生产。
时速350km以下均采用国内铁标标准生产，而时速350km及以上均采用日标或欧标标准，具体指标如下：表1 TB/T 1484-2010标准主要检查项目与技术要求检验项目技术要求断裂伸长率≥150%耐臭氧试验电缆的绝缘、单绝缘在臭氧容积浓度为0.025%～0.030%之间的空气内放置3h 后应无裂纹，并经受浸水后电压试验无击穿。
Ⅱ类浸矿物油后：Y1≥0.7，Y2≥0.6，Y3≤1.4；同时电缆还能通过电压试验和击穿电压试验。
耐油性（耐油后拉伸试验和直径变化试验，浸水电压试验。
）Ⅲ类浸矿物油后：Y1≥0.7，Y2≥0.6，Y3≤1.4浸燃料油后：Y1≥0.7，Y2≥0.6，Y3≤1.4同时电缆还能通过电压试验和击穿电压试验。
新型绝缘材料在电力设备中的应用研究
新型绝缘材料在电力设备中的应用研究引言：随着科技的不断进步和电力设备的不断发展，新型绝缘材料作为一种新兴的材料，逐渐得到了广泛的关注和应用。
本文将对新型绝缘材料在电力设备中的应用进行研究与探讨，以期为电力行业的发展带来新的机遇与变革。
一、背景介绍电力设备中的绝缘材料在保护电路安全和提高设备性能上起着重要的作用。
传统的绝缘材料如橡胶和塑料，在高温和高压环境下常常存在着各种问题，如导热性能差、耐电弧能力低等。
为了克服这些问题，新型绝缘材料应运而生。
二、新型绝缘材料的种类及特点1. 磁性绝缘材料：磁性绝缘材料具有良好的导电性能和低磁化损耗，能够有效地抑制电流涌入和磁场泄漏，提高电力设备的效率和性能。
目前，磁性绝缘材料已广泛应用于变压器、电感器等高频设备中。
2. 纳米复合绝缘材料：纳米复合绝缘材料是将纳米材料与传统绝缘材料进行复合制备而成的一种新型材料。
纳米颗粒的引入使得绝缘材料具有了更好的导电性能、抗电弧能力和抗相对论等特性，大幅提升了电力设备在高频和高压环境下的工作性能。
3. 热收缩绝缘材料：热收缩绝缘材料通过加热后自动膨胀并与电线紧密结合，起到了固定和保护电线的作用。
该材料具有良好的耐热性和耐腐蚀性，广泛应用于电力设备的电线绝缘保护中。
三、新型绝缘材料在电力设备中的应用案例分析1. 新型绝缘材料在变压器中的应用：传统变压器通常使用油纸作为绝缘材料，但其绝缘性能随着使用时间的增加会逐渐降低。
而磁性绝缘材料的引入可以有效地提高变压器的电流承载能力和损耗率，延长设备的使用寿命。
2. 新型绝缘材料在电线电缆中的应用：电线电缆作为电力传输的重要组成部分，其绝缘材料的性能直接影响到电力的传输效率和安全性。
纳米复合绝缘材料具有优异的导电性能和抗击穿能力，可以大大提高电线电缆的传输效率和稳定性。
3. 新型绝缘材料在开关设备中的应用：开关设备作为电路的控制器，需要具备良好的绝缘能力和耐高温的特性。
热收缩绝缘材料可以有效地保护开关设备免受外界环境的影响，提高设备的安全性和稳定性。
新型材料在电力系统中的应用
新型材料在电力系统中的应用近年来，随着科学技术的不断发展，新型材料在电力系统中的应用日益普及。
新型材料不仅能够提高电力系统的工作效率和安全性，而且可以大大降低电力系统的成本，使得电力系统更加高效、可靠和环保。
本文将探讨新型材料在电力系统中的应用。
一、绝缘材料在电力系统中的应用绝缘材料是电力系统中必不可少的材料之一。
在传统的电力系统中，绝缘材料主要是采用聚乙烯、橡胶等材料，但这些材料容易老化、破裂、漏电等问题。
由于这些材料不能满足新时代电力系统对高效、可靠和环保的要求，新型绝缘材料应运而生。
现在，针对电力系统对高温、高压、高强度和阻燃性等要求，新型绝缘材料采用了特种聚酯、聚醚、聚酰亚胺、聚合酰胺等高科技材料。
这些材料具有耐高温、耐高压、耐磨、耐腐蚀、耐老化、阻燃等性能，并且成本低廉、易加工、易维护和环保。
因此，新型绝缘材料被广泛应用于电力变压器、电线电缆、绝缘子、开关设备、电机等电力设备中。
二、导体材料在电力系统中的应用导体材料也是电力系统中必不可少的材料之一。
传统的导体材料主要是采用铜、铝等材料，但这些材料密度大、成本高、导电率低、导线重量大等问题。
由于这些材料不能满足新时代电力系统对高效、节能和环保的要求，新型导体材料应运而生。
新型导体材料主要包括高超导材料、镀银材料、镀铜钯合金材料等。
这些材料具有导电率高、密度低、导线重量轻、接触电阻小、耐腐蚀、耐磨损、易加工等优点，并且成本低廉、能节能降耗和环保。
因此，新型导体材料被广泛应用于输电线路、供电线路、电池组、电容器等电路中。
三、载流量材料在电力系统中的应用载流量材料是电力系统中的关键材料之一。
在传统的电力系统中，载流量材料主要是采用铁芯、磁芯等材料，但这些材料存在着磁滞损耗、剩磁问题等问题，不能满足新时代电力系统对高效、节能和环保的要求，新型载流量材料应运而生。
新型载流量材料主要包括厚膜涂层铁心材料、非晶合金材料、纳米晶合金材料等。
这些材料具有磁导率高、磁滞损耗小、剩磁小、利于制造等优点，并且成本低廉、能节能降耗和环保。
复合材料制绝缘配件在轨道交通电力设备中的应用研究
复合材料制绝缘配件在轨道交通电力设备中的应用研究近年来，随着城市轨道交通的迅速发展，电力设备作为其中不可或缺的一部分，对于保障交通运行的安全稳定发挥着重要作用。
而绝缘配件作为电力设备中的重要组成部分之一，其质量和可靠性直接影响着电力设备的运行效果和寿命。
为了提高轨道交通电力设备的运行效率和安全性，复合材料制绝缘配件在其中的应用逐渐被广泛研究和应用。
复合材料由两个或多个不同种类的材料组成，通过复合技术将其结合在一起。
相比传统的金属材料，复合材料具有更高的强度、更轻的重量、更好的耐腐蚀性和绝缘性能等优点。
因此，将复合材料应用于轨道交通电力设备的绝缘配件中，可以提高设备的性能和可靠性。
首先，复合材料的高强度和轻质特性使得绝缘配件在使用过程中承受的压力和重量大大减少。
传统的金属绝缘配件通常重量较大，而且容易受到外界振动和冲击的影响，导致设备的稳定性下降。
然而，复合材料绝缘配件具有较高的强度和刚度，可以有效减轻设备的重量，并提高其抗振性和抗冲击能力。
这样一来，可以降低设备的运行噪音和振动，提高交通运输的舒适性和安全性。
其次，复合材料的良好绝缘性能使其成为优秀的绝缘材料。
传统的金属绝缘配件在高压工作环境下会出现电流泄漏和绝缘破裂的问题，从而导致电力设备的故障和事故。
而复合材料绝缘配件具有良好的绝缘性能，可以有效隔离电流和防止绝缘破裂。
此外，复合材料还具有较低的电导率和介电常数，使其在高压条件下具有更好的绝缘性能。
因此，采用复合材料制绝缘配件可以提高电力设备的安全性和稳定性。
另外，复合材料具有良好的耐腐蚀性，对于轨道交通电力设备的长期运行十分适用。
传统的金属绝缘配件容易因为长时间的暴露在恶劣的环境条件下而发生腐蚀，导致绝缘性能下降甚至失效。
而复合材料具有出色的耐腐蚀性能，可以抵抗酸碱和化学物质的腐蚀，从而延长设备的使用寿命。
此外，复合材料还具有良好的耐久性和抗老化性能，可以在恶劣的气候环境下长期稳定工作。
在轨道交通电力设备中应用复合材料制绝缘配件不仅可以提高设备的性能和可靠性，还能为城市轨道交通的发展做出重要贡献。
高速铁路绝缘器材料的可再生与可持续性研究
高速铁路绝缘器材料的可再生与可持续性研究摘要：随着现代交通网络的发展，高速铁路作为一种高效、快速、安全、环保的交通工具日益受到人们的关注和使用。
然而，高速铁路的建设和运营所需的器材与设备也逐渐引起人们对其可持续性和环保性的重视。
本文将探讨高速铁路绝缘器材料的可再生与可持续性研究，旨在为更加环保的高速铁路发展提供技术支持和科学指导。
1.引言高速铁路作为一种现代化的交通工具，具有快速、安全、高效的特点，被广泛应用于世界各地。
随着高速铁路的发展，对器材与设备的要求也越来越高。
绝缘器材料作为高速铁路中重要的组成部分，其可再生性和可持续性成为了研究的热点。
2.绝缘器材料的可再生性研究2.1 可再生材料的选择在高速铁路绝缘器材料的选择过程中，可再生材料的应用是一种重要的策略。
通过使用可再生材料，可以降低环境影响，并减少对有限资源的依赖。
常见的可再生材料包括生物基材料、再生原料、可回收材料等。
研究人员通过对不同可再生材料的性能、成本和可持续性进行评估，以选取最适合高速铁路绝缘器材料的可再生材料。
2.2 可再生材料在绝缘器材料中的应用可再生材料可以应用于高速铁路绝缘器材料的各个方面。
例如，可以将可再生材料用于绝缘板、绝缘棒等器材的制造中，以替代传统的非可再生材料。
同时，可再生材料还可以应用于电缆绝缘层、电缆护套等部位，以提高绝缘性能，减少对环境的负面影响。
3.绝缘器材料的可持续性研究3.1 研究绝缘器材料的循环利用为了实现高速铁路绝缘器材料的可持续性，研究人员开始关注绝缘器材料的循环利用。
通过对废弃的绝缘材料进行回收、再利用和再加工，可以延长其使用寿命，减少资源消耗和环境污染。
在此过程中，研究人员需要解决回收和再利用技术的问题，同时考虑到安全性和性能的要求。
3.2 研究绝缘材料的可降解性在高速铁路绝缘器材料的可持续性研究中，可降解性也是一个重要的方向。
通过研究不同绝缘材料的降解性能，可以制定相应的回收和处理方法，减少其对环境的影响。
光缆在高铁动车组上的应用
光缆在高铁动车组上的应用随着科技的不断发展，光通信技术在各个领域得到了广泛的应用，其中在高铁动车组上的应用更是备受关注。
光缆作为光通信技术的核心组成部分，在高铁动车组上扮演着至关重要的角色，它不仅提高了高铁动车组的通信速度和可靠性，还为乘客提供了更加便利的网络连接服务。
本文将从光缆在高铁动车组上的技术特点、应用场景和未来发展等方面进行探讨。
一、光缆在高铁动车组上的技术特点1.高速传输：相比传统的电缆通信技术，光缆传输速度更快，可以满足高铁动车组对于大数据量传输的需求。
2.抗干扰能力强：光缆传输过程中不易受到外界电磁干扰，能够更好地保障高铁动车组的通信稳定性。
3.节能环保：光缆传输不产生电磁辐射，且能耗低，符合现代社会对于环保节能的要求。
二、光缆在高铁动车组上的应用场景1.高速网络连接：光缆为高铁动车组提供了更加稳定、高速的网络连接，保障了乘客在列车上畅快地进行互联网使用和在线娱乐。
2.列车监控系统：光缆连接了高铁动车组的各种监控设备，实现了对列车运行状态的实时监测和远程控制，提高了列车的安全性和可靠性。
3.车载信息娱乐系统：光缆作为信息传输的主要方式，将丰富的多媒体内容传送至乘客的终端设备，提供了丰富的娱乐和信息服务。
4.车载通信系统：光缆连接了车载通信设备，支持列车与指挥中心、其他列车的实时通信，保障了列车之间的信息互通和指挥调度。
三、光缆在高铁动车组上的未来发展1.智能化应用：随着人工智能和大数据技术的发展，光缆在高铁动车组上的应用将更加智能化，能够实现更加精准的数据传输和分析。
2.光缆网络升级：随着通信技术的不断发展，光缆网络将会不断升级，提供更高速、更大带宽的传输能力，满足高铁动车组不断增长的通信需求。
3.智能安全监测：光缆技术可以结合智能传感器，实现对高铁动车组各项设备和系统的实时安全监测，提高列车的安全性和可靠性。
4.互联网应用拓展：光缆将为高铁动车组提供更多元化的互联网应用，包括车载办公、远程医疗、智能家居等服务，为乘客提供更加便捷的出行体验。
2024年铁路机车专用电线电缆市场规模分析
2024年铁路机车专用电线电缆市场规模分析引言铁路机车专用电线电缆市场是指在铁路机车领域中所使用的电线电缆产品市场。
随着铁路机车领域的快速发展，电力传输需求不断增长，铁路机车专用电线电缆市场规模也相应扩大。
本文将从市场规模、发展趋势、竞争格局等方面进行详细分析和讨论。
市场规模铁路机车专用电线电缆市场的规模在过去几年内持续增长。
铁路机车领域作为国民经济发展的重要组成部分，对电线电缆产品的需求量大且稳定。
据统计数据显示，截至目前，铁路机车专用电线电缆市场规模已达到XX亿元，预计在未来几年内还将保持稳定增长。
发展趋势1.技术升级：随着铁路机车领域的技术不断进步，对电线电缆产品的技术要求也在不断提高。
未来，铁路机车专用电线电缆市场将面临更高的技术门槛和品质要求。
2.节能环保：节能环保已成为当前社会的主要发展方向。
在铁路机车专用电线电缆市场，节能环保将成为产品设计和研发的重要指导方针，推动市场向更加环保的产品方向发展。
3.产业链整合：为了降低成本、提高竞争力，铁路机车专用电线电缆市场将推动产业链的整合。
企业将加强上下游合作，形成良好的产业链协同效应，并加大研发投入，提升产品的创新能力。
竞争格局目前，铁路机车专用电线电缆市场竞争格局较为激烈，市场竞争主要集中在多个大型企业之间。
这些企业具备较强的技术实力和生产能力，产品质量和品牌知名度较高。
同时，市场还存在一些中小型企业，它们通过技术创新和差异化竞争来寻求突破。
在未来，市场竞争将更多地体现在产品品质、服务质量和技术创新等方面。
发展机遇与挑战发展机遇： 1. 国家政策支持：随着国家铁路建设的推进，政府将继续加大对铁路机车领域的支持力度，为铁路机车专用电线电缆市场提供更好的发展机遇。
2. 市场需求增长：随着铁路机车领域的快速发展，对电线电缆产品的需求将继续增加，为市场提供了持续的增长动力。
发展挑战： 1. 技术创新压力：为了适应市场需求和保持竞争优势，企业需要加大技术研发投入，不断进行技术创新和改进。
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2001年第4期No.4 2001电线电缆
Electr ic W ir e &Cable 2001年8月Aug.,2001
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 201615)
摘要:简要介绍我国铁路机车及车辆电缆的发展概况及高性能新型机车电缆相应绝缘材料。
为满足车辆电缆特殊性能方面,绝缘材料所必须兼备的物理机械性能和电性能。
关键词:新型铁路机车车辆电缆;耐热型;全候型;兼容型;综合性能;材料开发和应用中图分类号:T M 246.9
文献标识码:A
文章编号:31-1392(2001)04-0013-02
Development of the cables for rolling -stock and the
application of new type insulating materials
SUN Zheng -hua
(N anyang Electr ical M ater ials Co .,L td .,Shanghai ,Shanghai 201615,China )
Abstract :T his article r eview s briefly the development of t he cables for ro lling -sto ck and presents the cor re-spondent insulating mater ials fo r new ty pe hig h perfo rm ance cables.It lists the phy sical/mechanical and elec-tr ic pro per ties t hat the insulating mater ials shall have in or der to meet the special requir em ent s for the cables fo r r olling -stock .
Key words :new ty pe ca bles for r olling -sto ck ;heat resistant t ype ;a ll w eather type ;co mpatible ty pe ;com-posit e per for mance;mater ials dev elo pm ent and application
收稿日期:2001-03-01
作者简介:孙正华(1951-),男,江苏江阴人,工程师.作者地址:上海市松江区九亭[201615].
1 我国铁路机车及车辆电缆的发展概况
早期的铁路车辆用电缆并无专门为之设计,而普遍采用65°C 耐热等级绝缘材料,如天然/丁苯绝缘编织涂蜡型电缆。
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;可靠性和安全性无保证。
第二代铁路车辆用电缆开发于80年代中期,电缆的耐热级提高至70°C,100°C 两个等级。
电缆不仅改进了结构,而且大大提高能适应铁路机车及车辆运行条件的综合性能,如耐油(机油,柴油)、低能耗(高绝缘性)和不延燃等特性。
第三代适用于铁路机车及车辆的电缆可被称为全(气)候型电缆。
它不仅保留了第二代铁路车辆用电缆的优越性,还大大拓展了电缆对温度范围的适应能力,而且还采用无卤低烟材料,从而从根本上提高了电缆运行的安全性,可靠性。
这类电缆从其技术更新,产品换代的周期来看,其更新周期越来越短。
从第一代到第二代大约为20年。
而从第二代到第三代仅仅为7年时间。
高性能电线电缆的发展依赖于基础聚合体材料的开发和发展,例如第二代机车电缆的耐热性之所
以较第一代电缆有显著提高主要是基于采用了国外率先开发成功的EPDM (三元乙丙)以及CSM 氯磺化聚乙烯耐热合成橡胶。
2 耐热型电缆材料
耐热型电缆绝缘/护套材料主要同机车车辆电缆的长期允许工作温度相匹配。
目前铁路车辆的电缆工作温度等级大致分为65°C;85～90°C;100°C;120～125°C 等四个等级,电缆的绝缘或护套大多采用热塑型/热固型耐热材料。
通常所称热塑型材料其基料一般为聚乙烯(PE),聚乙烯+乙烯醋酸乙烯酯(PE+EVA )等,其耐热温度为70～90°C 。
热固型材料一般为橡胶硫化型,交联聚乙烯/聚烯烃型,其长期耐热温度等级可以分为65°C,85～90°C,100°C,125°C,基本上与电缆使用温度相吻合。
3 新型低能耗高速车辆用电缆及其综合性
能
轨道车辆运输,铁路机车及车辆电缆为适应高速低耗的使用要求,其内在性能不得不随之不断地提升。
如所有车辆用高低压电缆都必须阻燃,而用于地铁车辆及站点设施的所有电缆必须满足无卤低烟的阻燃要求。
长期允许工作温度不超过125°C,无卤低烟车辆电缆的综合性能见表1。
表1 无卤低烟车辆电缆的综合性能要求
项 目指 标
耐热老化(158°C,168h)
抗张强度变化率(%)<-10
拉断伸长率变化率(%)<-40
耐矿物油(100°C,70h)
抗张强度变化率(%)<-50
拉断伸长率变化率(%)<-50
耐燃料油(70°C,168h)
抗张强度变化率(%)<-55
拉断伸长率变化率(%)<-55
耐臭氧(臭氧浓度250×10-4%
～300×10-4,3h)
不开裂
高低温试验(+70°C～-35°C)不开裂
燃烧试验 合格
按IEC332-1单根燃烧试验,并考核烟密度和卤酸气含量。
除表1所列车辆电缆的综合性能外,新型铁路机车及车辆用的电缆还必须具有全候性,即必须具有较宽的温度适应性。
例如在满足较高的电缆长期允许工作温度的同时必须能够适应在极端低温环境下正常工作而不发生绝缘层或护套层的开裂。
本文以法国标准规定的机车及车辆电缆性能为例来说明全候型电缆的特性。
表2为法国标准XDF63-827/ 1995无卤低烟低毒,工作温度为120°C铁路车辆电缆(电缆分柔软S级和超软SS级)的性能要求。
表 2
项 目指 标
耐热老化(150°C,240h)
抗张强度变化率(%)<±25
拉断伸长率变化率(%)<±25
线膨胀(%)<5
耐矿物油(100°C,24h)
抗张强度变化率(%)<±25
拉断伸长率变化率(%)<±30
耐酸碱(酸/碱浴)168h
抗张强度变化率(%)<±30
拉断伸长率变化率(%)<±30
耐臭氧(臭氧浓度250×10-4%
～300×10-4%,40°C,72h)
不开裂
高低温试验(+140°C～-40°C)不开裂
耐火试验 合格
通过HFC32-070燃烧试验,同时考核烟密度及释放气体的毒性。
从表2可知,法国标准XDF63-827/1995无卤低毒,120°C铁路车辆电缆高低温性能试验温度为+140°C～-40°C,要求不开裂。
而表1中的高低温试验温度仅为+70°C～-35°C,由此可见其耐高低温性(耐候性)有了更高的要求。
经综合分析和预测,今后的铁路机车及车辆电缆将向体积更小,重量更轻,耐热性更高(载流量更大),适应性更强的方向进一步的发展。
4 兼容型电缆材料的开发
所谓兼容型是指对使用特性的全面适应能力。
如就无卤低烟阻燃电缆而言,高阻燃性同电缆的柔软性显然是相互矛盾的;而阻燃性同所要求的高绝缘、高柔软性又是相互制约的。
此外,对于耐油耐溶剂特性有要求的同时还必须保持绝缘材料的线性溶胀或体积膨胀率在规定的范围内。
这一切对传统的耐热阻燃型材料来讲往往是“顾此失彼”,难免“力不从心”的。
聚苯乙烯嵌段共聚物SEBS材料经合理配伍,能够兼顾上述性能。
此外,聚丙烯+三元乙丙(PP+ EPDM)复合而成的TPE材料,从其反映出的物性来看,也能够兼顾高弹性和绝缘性。
而实际试用发现其物理机械性能,特别是耐热老化性略差于理论值,而T PO类的SEBS和EPDM+EVA复合型改性型耐热材料则有望成为这类兼容型电缆的最佳首选材料。
5 结束语
我国铁路机车和车辆用电缆已从第一代产品发展为第三代的全候型产品,它不仅保留了第二代产品的综合性能指标,而且拓展了电缆工作温度范围的适应能力,采用了无卤低烟电缆料,从而根本上提高了电缆运行安全性和可靠性。
铁路机车和车辆用车辆用电缆的综合性能指标的提高,主要依赖于新型的电缆料开发和应用,因此,进一步开发兼容型,高综合性能的电缆材料是发展和提高新型铁路机车及车辆电缆产品综合性能首要条件。
这要求我国电线电缆行业及相关单位,进一步开发研究和应用新型的电缆材料,以提高铁路机车及车辆用电缆产品的综合性能和全候型的要求,满足于我国铁路机车和车辆制造业的高速发展。
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No.4 2001Elect ric W ir e&Cable Aug.,2001。