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城市轻轨地铁用直流电缆的特性要求和设计 冬宁 天津安琪尔普睿司曼电缆有限公司 邮编 300384 摘要：本文介绍了地铁轻轨用直流电力电缆由于特定使用环境而衍生的一系列特性要求以及相应的试验方法，对为满足电缆的这些特性要求而在设计研制过程中采取的措施进行了讨论，重点说明了电缆的阻燃结构，原理及低毒特性。电缆样品通过了全面的型式试验并且合格。最后提出了有关建议。 关键词：地铁轻轨；阻燃A级；低烟无卤；透光率 随着我国经济的迅速发展，城市现代化建设和人们的生活节奏不断加快，对目前的交通条件提出了更高的要求，城市的交通要满足目前人们的日常出行和正常生活工作的需要，就要提供四通八达，方便迅捷的服务，城市轨道交通是目前国际大城市改善交通环境的主要措施，我国各大中城市借鉴国外的经验，建设快速轨道交通已呈方兴未艾之势。目前，北京、上海、天津、重庆、大连和广州等很多城市都在建或续建地铁轻轨轨道交通，我们天津已经建成的津滨轻轨和地铁轻轨1号线给大家的生活和工作提供了很多方便，也提高了效率，接下来建设的2号线，3号线……将构成城市的立体交通网络，满足人们高效迅捷的工作生活节奏的需要。 城市轨道交通的发展也为电缆行业提供了商机，轻轨地铁用直流牵引电缆就是适用于城市轨道交通的直流传输电力电缆，而直流牵引电力传输用电缆除部分从国外引进外，大多可采用交流电缆代替。由于工作中接触到一些地铁工程的招标技术文件，本文就轻轨地铁用直流电力电缆独特的使用环境和相应特性要求,结合我们对它的设计和研制进行总结，与大家交流探讨。 1 城市轻轨地铁用直流电缆的主要技术问题及要求 1.1 由于城市轻轨地铁用直流电缆的使用环境多为人口密集的地下,对阻燃性能要求较高,我们接触到的招标文件都要求符合GB/T18380.3中A级,B级或C级的要求,并且随着设计过程中与使用部门的沟通,阻燃性能的要求提高到了A级,也就是阻燃要求为GB/T18380.3中的A级 此外，过去PVC为绝缘或护套的电缆燃烧时释放大量烟雾和有毒气体，妨碍消防工作的进行，并且酸性气体对人和设备都会造成伤害，所以在人口密集，通风条件差的地下，设计单位一般都选用低烟无卤或低烟低卤型的电缆,因此电缆的发烟量,卤酸气体释放量必然有较高的要求,我们结合用户提出的技术条件,制订了我公司的企业标准,关于阻燃及低烟无(低)卤特性的具体参数见表1 表 1 低烟无(低)卤性能的具体参数 项目 标准要求 执行标准及 试验方法 低烟低卤阻燃电缆 低烟无卤阻燃电缆 成束燃烧试验(A级) 炭化部分高度 最大/m 2.5 2.5 GB/T18380.3 电缆烟密度试验 透光率 最小/% 35 60 GB/T17651 取自电缆的材料燃烧时的卤酸气体释放量 最大(mg/g) 100 5 GB/T17650.1 取自电缆的材料燃烧时释出气体的 水溶液PH值 最小 水溶液的电导率 最大(μs/mm) / / 4.3 10 GB/T17650.2 GB/T17650.2 1.2 用户提出电缆需要具备防白鼠、防白蚁性能。 1.3 用户提出电缆要具有防水性能。 1.4 由于电缆有可能敷设在户外,所以,电缆要耐紫外线,适应各种气候条件。 2 电缆设计及研制 在轻轨地铁用直流电缆的设计和研制中,重点在于阻燃结构的设计以及一些特殊性能的结构设计,如防水、防鼠、防白蚁等, 铜导体的结构可以参照国家标准《电缆的导体》中第2类或第5类设计, 绝缘(用户要求为交联聚乙烯)可以参照GB/T12706.1《额定电压1kV到35kV挤包绝缘电力电缆及附件》进行设计，这里不再进行说明。 2.1 阻燃结构的设计和研制 城市轨道交通用直流电缆的使用环境多为人口密集的地下场所,一旦发生火灾,地下封闭的环境给人员逃生和消防工作带来很大困难,这些因素决定了地铁轻轨用的直流电缆必须有很好的阻燃性能和低烟低毒的性能。 一般来说, 低烟无（低）卤阻燃电缆的材料和结构可以有两种选择，一种是低烟无（低）卤阻燃绝缘材料+低烟无（低）卤阻燃护套材料，另一种为非阻燃绝缘材料+低烟无（低）卤阻燃护套材料。如果要求低烟无（低）卤电缆的阻燃性能达到A级，显而易见，最好采用第一种结构，这样能保证整体电缆的阻燃性能。但是具体到城市轨道交通用直流电缆，我们最终选择了后一种结构，即交联聚乙烯绝缘（交联聚乙烯是不阻燃材料）+低烟无（低）卤阻燃护套材料，原因如下：1. 用户要求绝缘材料采用交联聚乙烯绝缘2. 如果采用低烟无（低）卤阻燃交联聚烯烃绝缘,那么,电缆的绝缘电阻常数和体积电阻率等电气性能指标会降低，不能达到相应的交联聚乙烯绝缘的水平.这种情况下，我们必须在电缆的护层材料和结构上采取措施，才能保证电缆的阻燃性能。 我们这次试验样品选择的截面是400mm2, 为提