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摘要：近年来，随着我国经济改革的不断深化，城市轨道交通也随之快速发展。其中，电力电缆构成的电力系統 是城市轨道交通系统中极其重要的环节。电力电缆则需要根据城市轨道交通系统建设的具体要求，选择不同技术参数的材料。尤其针对不同的需求选择防火、阻燃、防鼠等特性的电力电缆。本文简述了电力电缆的绝缘层选择、最高温度选择、保护套选择、防护层选择，介绍了电力电缆的结构设计和制造工艺。研究如何根据针对城市轨道交通指定的标准选择合适的电力电缆。
关键词：城市地铁；电力电缆；工艺标准；电缆研制
随着我国城市现代化建设进程的加快，城市交通问题成为了影响城市发展的重要因素之一，而城市轨道交通系统则有效的缓解了城市的交通问题。我国在未来的十年间，建设总里程为3000km的城市轨道交通系统，投资规模高达9937亿人民币。而城市轨道交通系统中的供电投资比重大，同时由电力电缆构成的供电系统的稳定性将直接影响城市轨道交通系统是否能安全运行。为了进一步发展和建设安全、稳定的城市轨道交通系统，需要选择合适的电力电缆，保障轨道交通系统的运行安全。
1 电缆的结构设计
城市轨道交通电力系统的电力电缆分为直流牵引电缆和交流电缆，而交流电缆由于其使用范围和绝缘设计影响轨道交通的稳定性，所以现代城市轨道交通系统一般使用直流牵引电力电缆。同时，由于不断发展进步的城市轨道交通系统，国内外也兴起针对高性能直流牵引电力电缆研究的热潮。
直流牵引电力电缆主要是里层的铜芯导体结构，用于增加电缆的载流量、提升负荷。中间层则由防水绝缘层构成，使用金属屏蔽层、铝塑防水层满足其防水绝缘的要求。最外层则由防火保护层构成，使用低烟、无卤的材料满足阻燃、耐火的要求。
2 电缆的选择
城市轨道交通系统的电力电缆需要根据电缆导体、绝缘层、最高允许温度、保护套、防护层等标准选择不同的种类材料，保证保障轨道交通系统的安全、稳定运行。
电力电缆的线芯按照材质可分为铜芯和铝芯，根据我国消防部门相关统计，火灾事故中铜芯线缆火灾发生率远小于铝芯电缆。同时，电力系统在运行时，回路的电流较大，对于安全性的需求较高，因此如今城市轨道交通系统选择安全可靠性高的铜芯线缆。
2.1 绝缘层选择
城市轨道交通系统为保证系统安全性，需要电力电缆具有阻燃、耐火的性能以降低火灾安全隐患。而添加了阻燃剂的无卤绝缘材料将降低火灾时，火势的蔓延程度，减少火灾危害性。同时，发生火灾时将不会产生有毒、腐蚀的气体。而耐火、抗老化的交联聚乙烯绝缘材料构成的绝缘层具有良好电气性能、易安装、易运维的特点，同时具有优异的电气性能，我国城市轨道交通系统均采用交联聚乙烯绝缘层。
2.2 最高允许温度
除去矿物绝缘电缆外，几乎所有电力电缆绝缘层都可燃烧。因此，电力系统电力电缆的耐火性和防火性只是不易燃烧。而根据我国《电力工程电缆设计规范》规定， 由额定工作电压小于等于10kV的交联聚乙烯绝缘电力电缆构成的电力系统，在城市轨道交通系统在额定负荷运行时，长期最大工作温度为90℃。由于城市轨道交通系统运行时负荷分布不均匀，存在早晚通勤高峰，此时轨道交通列车车次多、负载大。因此，城市轨道交通电力系统存在运行最高允许温度，在设计电力系统时需要选择相应通勤运行高峰电力电缆的最高允许工作温度在90℃以下，同时短路时5s内电力电缆的最高允许工作温度小于250℃。
2.3 保护套选择
城市轨道交通系统由于建设在复杂的城市环境中，电力系统容易受到昆虫和啮齿类动物的啃食，导致电力电缆漏电短路，最终影响到轨道交通系统的安全运行。为避免虫鼠的危害，电力电缆需要选择合适的保护套对其进行保护。在地面段的轨道交通系统需要选择防紫外线和抗日照性能良好的材料作为保护套。同时，电力电缆的保护套可燃性将直接影响其燃烧性能，因此保护套也需要选择阻燃、耐火的材料。目前，我国的电力电缆大多选择的低烟无卤和低卤、防腐蚀材料，且该类型材料已实现国产化，保证了城市轨道交通系统在高负荷运行时电力系统的安全稳定性。
2.4 防护层选择
城市轨道交通系统的电力电缆敷设在城市复杂环境中，为防止城市施工、意外事故、渍水以及自然灾害造成的电力电缆损伤，电力系统中的电力电缆必须加装铠装防护层。铠装保护层一般选择非磁性材料铝带或不锈钢材料。铠装层虽然会提高电缆的造价，但提高了电力系统整体运行的安全性，因此在城市轨道交通系统中使用铠装保护层的电力电缆是十分有必要的。由于大部分城市轨道交通电力系统敷设在地下，在潮湿多雨的城市，如重庆、广东地区，地下环境潮湿浸水，外层的水会渗透到电力电缆的内部，使在绝缘层滋生的水树不断生长，一段时间后达到电缆击穿电压造成电力系统的短路。同时，电力系统长时间处于该环境中会造成电缆绝缘层老化，因此防护层还需要具有良好的防水性能，一般会在内层设计防水层。
3 电缆研制的标准与要求
电力系统的稳定运行是保障城市轨道交通系统安全运行的必要条件，而电力系统是由电力电缆构成，因此需要根据不同的要求设计研制电力电缆。电缆研制的要求包括电压等级要求、阻燃要求、安装要求、环境要求、防水性要求、防日晒、防鼠、防白蚁等不同方面的要求。电缆研制的标准则是根据我国《电力工程电缆设计规范》、《供配电系统设计规范》和《低压配电设计规范》的相关规定进行设计。
4 结语
随着我国经济的快速发展，城市轨道交通系统也发生了前所未有的突破性发展。电力系统则是保障城市轨道交通安全运行的基础。因此，构成电力系统的电力电缆需要满足相应的环境要求，并根据不同环境设计研制符合标准的电缆。我国的国家标准化管理委员会在2008年制订了电缆设计的相关标准，在设计研制电力电缆时要达到防水、防鼠、防虫害、阻燃的要求，保障城市轨道交通的安全运行。
参考文献：
[1]许艳华，王作祥.城市轨道交通电力电缆的选择及标准的制定[J].铁道技术监督，2010，38（8）：1-3.
[2]匡松文，唐世国.轨道交通XLPE绝缘电力电缆制造工艺特点[J].电线电缆，2010（3）：25-27.
关键词：城市地铁；电力电缆；工艺标准；电缆研制
随着我国城市现代化建设进程的加快，城市交通问题成为了影响城市发展的重要因素之一，而城市轨道交通系统则有效的缓解了城市的交通问题。我国在未来的十年间，建设总里程为3000km的城市轨道交通系统，投资规模高达9937亿人民币。而城市轨道交通系统中的供电投资比重大，同时由电力电缆构成的供电系统的稳定性将直接影响城市轨道交通系统是否能安全运行。为了进一步发展和建设安全、稳定的城市轨道交通系统，需要选择合适的电力电缆，保障轨道交通系统的运行安全。
1 电缆的结构设计
城市轨道交通电力系统的电力电缆分为直流牵引电缆和交流电缆，而交流电缆由于其使用范围和绝缘设计影响轨道交通的稳定性，所以现代城市轨道交通系统一般使用直流牵引电力电缆。同时，由于不断发展进步的城市轨道交通系统，国内外也兴起针对高性能直流牵引电力电缆研究的热潮。
直流牵引电力电缆主要是里层的铜芯导体结构，用于增加电缆的载流量、提升负荷。中间层则由防水绝缘层构成，使用金属屏蔽层、铝塑防水层满足其防水绝缘的要求。最外层则由防火保护层构成，使用低烟、无卤的材料满足阻燃、耐火的要求。
2 电缆的选择
城市轨道交通系统的电力电缆需要根据电缆导体、绝缘层、最高允许温度、保护套、防护层等标准选择不同的种类材料，保证保障轨道交通系统的安全、稳定运行。
电力电缆的线芯按照材质可分为铜芯和铝芯，根据我国消防部门相关统计，火灾事故中铜芯线缆火灾发生率远小于铝芯电缆。同时，电力系统在运行时，回路的电流较大，对于安全性的需求较高，因此如今城市轨道交通系统选择安全可靠性高的铜芯线缆。
2.1 绝缘层选择
城市轨道交通系统为保证系统安全性，需要电力电缆具有阻燃、耐火的性能以降低火灾安全隐患。而添加了阻燃剂的无卤绝缘材料将降低火灾时，火势的蔓延程度，减少火灾危害性。同时，发生火灾时将不会产生有毒、腐蚀的气体。而耐火、抗老化的交联聚乙烯绝缘材料构成的绝缘层具有良好电气性能、易安装、易运维的特点，同时具有优异的电气性能，我国城市轨道交通系统均采用交联聚乙烯绝缘层。
2.2 最高允许温度
除去矿物绝缘电缆外，几乎所有电力电缆绝缘层都可燃烧。因此，电力系统电力电缆的耐火性和防火性只是不易燃烧。而根据我国《电力工程电缆设计规范》规定， 由额定工作电压小于等于10kV的交联聚乙烯绝缘电力电缆构成的电力系统，在城市轨道交通系统在额定负荷运行时，长期最大工作温度为90℃。由于城市轨道交通系统运行时负荷分布不均匀，存在早晚通勤高峰，此时轨道交通列车车次多、负载大。因此，城市轨道交通电力系统存在运行最高允许温度，在设计电力系统时需要选择相应通勤运行高峰电力电缆的最高允许工作温度在90℃以下，同时短路时5s内电力电缆的最高允许工作温度小于250℃。
2.3 保护套选择
城市轨道交通系统由于建设在复杂的城市环境中，电力系统容易受到昆虫和啮齿类动物的啃食，导致电力电缆漏电短路，最终影响到轨道交通系统的安全运行。为避免虫鼠的危害，电力电缆需要选择合适的保护套对其进行保护。在地面段的轨道交通系统需要选择防紫外线和抗日照性能良好的材料作为保护套。同时，电力电缆的保护套可燃性将直接影响其燃烧性能，因此保护套也需要选择阻燃、耐火的材料。目前，我国的电力电缆大多选择的低烟无卤和低卤、防腐蚀材料，且该类型材料已实现国产化，保证了城市轨道交通系统在高负荷运行时电力系统的安全稳定性。
2.4 防护层选择
城市轨道交通系统的电力电缆敷设在城市复杂环境中，为防止城市施工、意外事故、渍水以及自然灾害造成的电力电缆损伤，电力系统中的电力电缆必须加装铠装防护层。铠装保护层一般选择非磁性材料铝带或不锈钢材料。铠装层虽然会提高电缆的造价，但提高了电力系统整体运行的安全性，因此在城市轨道交通系统中使用铠装保护层的电力电缆是十分有必要的。由于大部分城市轨道交通电力系统敷设在地下，在潮湿多雨的城市，如重庆、广东地区，地下环境潮湿浸水，外层的水会渗透到电力电缆的内部，使在绝缘层滋生的水树不断生长，一段时间后达到电缆击穿电压造成电力系统的短路。同时，电力系统长时间处于该环境中会造成电缆绝缘层老化，因此防护层还需要具有良好的防水性能，一般会在内层设计防水层。
3 电缆研制的标准与要求
电力系统的稳定运行是保障城市轨道交通系统安全运行的必要条件，而电力系统是由电力电缆构成，因此需要根据不同的要求设计研制电力电缆。电缆研制的要求包括电压等级要求、阻燃要求、安装要求、环境要求、防水性要求、防日晒、防鼠、防白蚁等不同方面的要求。电缆研制的标准则是根据我国《电力工程电缆设计规范》、《供配电系统设计规范》和《低压配电设计规范》的相关规定进行设计。
4 结语
随着我国经济的快速发展，城市轨道交通系统也发生了前所未有的突破性发展。电力系统则是保障城市轨道交通安全运行的基础。因此，构成电力系统的电力电缆需要满足相应的环境要求，并根据不同环境设计研制符合标准的电缆。我国的国家标准化管理委员会在2008年制订了电缆设计的相关标准，在设计研制电力电缆时要达到防水、防鼠、防虫害、阻燃的要求，保障城市轨道交通的安全运行。
参考文献：
[1]许艳华，王作祥.城市轨道交通电力电缆的选择及标准的制定[J].铁道技术监督，2010，38（8）：1-3.
[2]匡松文，唐世国.轨道交通XLPE绝缘电力电缆制造工艺特点[J].电线电缆，2010（3）：25-27.