光电综合缆GDL23-8D10/125(204)B+13×4×0.9+10×2×0.7安徽天缆电气有限公司
铁路长途通信光电综合缆研发一、前言
根据中长期铁路网规划，到2020年，我国铁路营业里程将达到12万公里以上。其中，新建高速铁路将达到1.6万公里以上；加上其他新建铁路和既有线提速线路，我国铁路快速客运网将达到5万公里以上，连接所有省会城市和50万人口以上城市，覆盖全国90％以上人口。新一轮铁路建设高潮的兴起，为铁路信号电缆生产企业提供了难得的市场机遇。
安徽天缆电气有限公司供应铁路数字信号电缆使用于铁路信号自动闭塞系统、车站电码化、计算机连锁、微机监测、调度集中、调度监督、大功率电动转辙机等有关信号设备和控制装置之间传输控制信息、监测信息和电能传输。而铁路长途对称通信电缆主要用于铁路长途或区间通信，可在电气化铁路区段、电力牵引供电系统或强电干扰条件下正常使用。铁路信号电缆或长途对称通信电缆结构使用内屏蔽、铝护套和钢带铠装等多种屏蔽层，根本目的是通过降低屏蔽系数达到减少回路间的相互干扰和外部电磁干扰之目的，而光纤具有衰减小、抗电磁干扰能力强的先天优势，有助于降低线路运营成本，提高产品性能，铁路长途对称通信电缆正逐步被光缆或光电综合缆所替代。
二、结构设计
本文以GDL23 20B1+7×4×0.9+9×2×0.7:7组铜芯皮-泡-皮物理发泡绝缘、20芯B类光纤、铝护套双钢带铠装聚乙烯外护套长途对称通信光电综合为例进行分析：
1、皮泡皮绝缘线芯设计
绝缘线芯采用了皮－泡－皮物理发泡绝缘层，与传统的化学发泡相比，提高了绝缘线芯的防潮性能、耐老化性能和机械强度。
根据铁标TB1478－83工作电容要求，四线组0.9mm≤27nF/km；对绞组0.7mm标准值44 nF/km，值≤50nF/km。工作电容公式：
（1）
式中a—回路两导线中心间距（mm）；四线组：
；对绞组=2*d1
d—导线直径（mm）；d1 —绝缘外径（mm）；λ—总的绞入率；
—组合绝缘介质的等效相对介电常数；
—由于接地金属护层和邻近导线产生影响而引用的修正系数；
四线组：
（2）
对绞组：
（3）
其中k为压紧系数，取值0.94-0.96。
计算：
（4）
绝缘层综合介电常数：
（5）
式中：S1—内皮面积；
—内皮介电常数；
Se—发泡面积；
—发泡介电常数；
S2—外皮面积；
—外皮介电常数；
对于皮泡皮绝缘线芯，内皮厚度为0.02mm；外皮为提高绝缘抗压缩性能，厚度为0.10mm，均为固定值；故：
（6）
（7）
（8）
发泡层介电常数：
（9）
P—发泡度，取59%
—发泡料介电常数
将公式（2）和（4）带进（1）中，公式（1）中只有一个变量为d1，运用excel表单变量求解可求出线芯外径，表1为线芯结构尺寸：
表1
| 皮泡皮绝缘线芯 | 工艺结构及公差（mm） | 结构示意图 |
| 导体直径 | 0.9+0.002 -0.006 |  |
| 内皮厚度 | 0.02～0.03 | |
| 发泡层厚度 | 0.643～0.647 | |
| 外皮厚度 | ≥0.06 | |
| 绝缘线外径 | 2.35±0.05 |
对绞组：铜线直径：0.7mm；绝缘外径1.4mm。
2、松套管
由于有9个对绞组和7个四线组，必须将其中2个对绞组与松套管一起绞合，根据用户要求10芯/管，20芯光纤共需2个松套管。由于对绞组外径∮2.8mm已经确定，为保持缆芯圆整松套管外径也应为∮2.8mm。松套管参数：外径2.8mm；壁厚0.45mm；余长0.3-0.8‰。
3、中心加强件
考虑到中心加强件外均绞合2个对绞组，由于制造缺陷，绝缘单线可能存在针孔等缺陷，如果中心加强采用磷化钢丝金属加强件，有可能导致对绞组绝缘出现问题。为此将中心加强件设计为FRP。FRP参数：理论外径：∮1.2mm，实际外径∮1.4mm（考虑库存情况）。
4、填充绳
中心加强件外第2绞层如图1所示为2根松套管和2个对绞组，为使缆芯圆整，需用填充绳填充。考虑到对绞组特点采用聚丙烯填充绳（主要用于电力电缆的填充），PP填充绳柔软，比重低、介电常数低，能使缆芯更加圆整，同时适当增加绞层外径。PP填充绳参数：型号规格90mm（膜宽90±5mm，膜厚0.10±0.05mm）。
5、光单元成缆
2根松套管和2个对绞组采用光缆常规的SZ绞形式，图谱排列如图1所示。设备采用光缆1+12SZ成缆机，绞合节距为200mm，扎纱节距40mm，过线模8.0mm。绞合节距选择不考虑机械性能特别是拉伸性能要求，而考虑铁路信号电缆成缆机中心层放线为被动放线的实际情况，需要光单元承受一定张力而不影响光纤性能指标。光单元外不需绕包或纵包聚酯带。