耐寒型光電復(fù)合隨行電梯電纜的研制

馮強，王國權(quán)，吳士杰，譚言秦，馮成，劉德洲

FENG Qiang, WANG Guo-quan, WU Shi-jie, TAN Yan-qin, FENG Cheng, LIU De-zhou

(江蘇亨通線纜科技有限公司)

(Jiangsu Hengtong Wire & Cable Technology Co. Ltd.)

耐寒型光電復(fù)合隨行電梯電纜的研制

馮強，王國權(quán)，吳士杰，譚言秦，馮成，劉德洲

FENG Qiang, WANG Guo-quan, WU Shi-jie, TAN Yan-qin, FENG Cheng, LIU De-zhou

(江蘇亨通線纜科技有限公司)

(Jiangsu Hengtong Wire & Cable Technology Co. Ltd.)

隨行電纜在電梯運行過程中充當重要角色，隨著使用環(huán)境及使用功能多元化的發(fā)展趨勢，對隨行電纜的要求越來越高。論文介紹了1種耐寒型光電復(fù)合隨行電梯電纜的設(shè)計以及產(chǎn)品的試制，對試制過程中的工藝難點作了重點分析，產(chǎn)品經(jīng)檢測，各項性能指標完全滿足相應(yīng)的標準及使用要求。

耐寒；光電；電梯；電纜

【Keywords】cold resistant; optical power; elevator; cable

1　引言

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展和城鎮(zhèn)化進程的不斷推進，電梯行業(yè)呈現(xiàn)出飛速發(fā)展的態(tài)勢，這極大帶動了電梯電纜的需求。傳統(tǒng)的電梯電纜經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，在應(yīng)用過程中性能已經(jīng)非常穩(wěn)定，但就目前使用場合及用途的多樣化趨勢來看，傳統(tǒng)電梯電纜在應(yīng)用上顯得捉襟見肘。在我國北方，冬季晝夜溫差大，電梯井道溫度低，常規(guī)隨行電纜采用普通PVC材料，受限于低溫脆性，電纜容易開裂，一但作為電梯大動脈的隨行電纜損壞，將對電梯安全運行及通信造成重大影響。近些年隨著物聯(lián)網(wǎng)、多媒體推送、大數(shù)據(jù)分析等概念的不斷升溫，基于物聯(lián)網(wǎng)的電梯實時監(jiān)控系統(tǒng)的提出，市場要求隨行電纜必須具備長距、高速、抗干擾的傳輸功能，傳統(tǒng)采用同軸電纜或數(shù)據(jù)電纜作為傳輸媒介的隨行電纜已不能很好地滿足這種需求。論文主要介紹了1種耐寒型光電復(fù)合隨行電纜的結(jié)構(gòu)、 在生產(chǎn)中需控制的重點和相關(guān)試驗方法。

圖1　耐寒型光電復(fù)合隨行電梯電纜結(jié)構(gòu)示意圖

2　結(jié)構(gòu)與材料

2.1結(jié)構(gòu)設(shè)計

為充分保證電梯運行過程中安全、高效、穩(wěn)定可靠的性能，電梯轎廂和控制機柜都配置了動力傳輸、信號控制以及通信的模組，以隨行電纜作為電梯轎廂與中樞控制機柜之間的連接媒介。因此，隨行電纜應(yīng)是1種具備適用的傳輸功能，具有多元化組合功能，結(jié)構(gòu)復(fù)雜的多芯功能性電纜。

對應(yīng)電梯轎廂及控制柜接口，設(shè)計出對稱式扁形結(jié)構(gòu)的電梯隨行電纜，結(jié)構(gòu)設(shè)計以電纜運行中電氣傳輸安全以及通信信號傳輸安全為目的，電纜采用1對動力傳輸線芯，1對屏蔽通信信號傳輸線芯、1對光單元、1對加強線芯以及2對控制信號傳輸線芯、1根中性保護接地線芯。各線芯呈一字型對稱排列。

以筆者所在公司TVVBPG-2F 26×0.75+2×2P×0.75+4×1.5+1×2.0+2 ×F+2×G加強型耐寒光電復(fù)合隨行電纜為例，具體結(jié)構(gòu)如圖1所示，其中，動力傳輸單元為4×1.5、屏蔽通信信號傳輸單元為2×2P×0.75以銅絲編織屏蔽方式保證傳輸信號的抗干擾能力、光單元為2×F、加強線芯為2×G、控制信號傳輸線芯為26×0.75、接地保護線芯為1×2.0。

2.2材料選擇

1）導體選用GB/T 3956—2008中規(guī)定的第五類導體。

2）隨行電纜在拖曳運動過程中會面臨高頻度的移動與彎曲，因此，動力控制、信號控制以及通信信號傳輸線芯的絕緣層材料應(yīng)選用耐寒型聚氯乙烯，但是目前在耐寒型聚氯乙烯材料領(lǐng)域，若要保證在低溫環(huán)境下的柔軟性，國內(nèi)與國外在技術(shù)水平上存在差異。為了保證較高的可靠性，筆者所在公司選用美國普立萬PolyOne Geon flexible系列材料。

3）加強線芯采用航空級鍍鋅鋼絲，以確保電纜的承拉強度。

4）光單元選用納米碳涂層作為光纖一級涂層，可大幅提升光纖的抗彎曲疲勞性能，保證光單元在隨行電纜使用過程中高度可靠。

5）外護層采用耐寒型聚氯乙烯。

表1　耐寒型光電復(fù)合隨行電纜的主要性能試驗

3　工藝要求

電梯隨行電纜的長度一般取決于電纜的運行高度，隨行電纜在運行過程中經(jīng)常會發(fā)生扭轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，長度越大這種情況越嚴重，這種狀況對隨行電纜的使用壽命會產(chǎn)生較大影響。因此，在通信、控制、動力傳輸、光單元等線芯成纜及鍍鋅鋼絲絞合時，需要按照線芯在隨行電纜中的排序，從左到右，按照 、 的SZ成纜方向依次成纜或絞合，以保證相鄰線芯的成纜或絞合方向是相反的，各線芯選用的絞合方向應(yīng)與成纜方向保持一致。通過這樣的方式，以成纜或絞合時各線芯所產(chǎn)生的應(yīng)力，相互平衡，減少隨行電纜扭轉(zhuǎn)狀況的發(fā)生頻次，提高隨行電纜的使用壽命。通信單元屏蔽應(yīng)采用間隔裝置使編織銅絲分布均勻，保證屏蔽層彎曲或受到拉力時，各銅絲受力是均勻的，編織密度不低于65%，不影響屏蔽效果。

4　產(chǎn)品主要技術(shù)指標

筆者所在公司通過上述設(shè)計和工藝控制制造出了耐寒型光電復(fù)合隨行電纜，根據(jù)JB/T 8734.6相關(guān)的試驗要求通過以下試驗檢測（見表1）。試驗結(jié)果完全符合行業(yè)標準的要求，相較行業(yè)標準，各項性能指標均有不同程度的提升。目前已和蘇州地區(qū)某電梯制造企業(yè)合作，將耐寒型光電復(fù)合隨行電纜應(yīng)用于我國東北高寒地區(qū)，產(chǎn)品已穩(wěn)定運行近2年時間，未接到客戶的任何投訴。

5　結(jié)語

耐寒型光電復(fù)合隨行電纜由于耐寒、多元化使用、降低工程量等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于高層建筑電梯用線、安防監(jiān)控用線、智能通信設(shè)備輸配電系統(tǒng)的電源監(jiān)控等；傳統(tǒng)電梯電纜在使用過程中性能穩(wěn)定，但就目前使用場合及使用多元化，由于前期電梯電纜產(chǎn)品單一，電纜的絕緣與護層也使用普通的彈性體PVC材料，耐寒等級達不到寒冷地區(qū)使用的水平。多元化方面達不到一體化完成，而需要其重新補償，對于使用場所環(huán)境過于復(fù)雜，性能及可靠性都很難保證。耐寒型光電復(fù)合隨行電纜的開發(fā)，材料耐低溫等級更改，由原標準-15℃調(diào)整至-30℃及40℃；整體工藝尺寸在標準的基礎(chǔ)上大大提升，結(jié)構(gòu)組合排列優(yōu)化、結(jié)構(gòu)設(shè)計多方面進行改進，將以前單一的通訊單元組合通過調(diào)整增加了1組或多組光單元組合成光電一體，使得產(chǎn)品性能大大提升，減少使用場所空間，同時成本也有所節(jié)約。

本文以筆者所在公司研發(fā)的TVVBPG-2F 26×0.75+2×2P×0.75+4× 1.5+1×2.0+2×F+2×G加強型耐寒光電復(fù)合隨行電纜為例，介紹電纜的結(jié)構(gòu)、材料、工藝控制以及主要技術(shù)指標等，希望對業(yè)界隨行電纜多元化發(fā)展做一份貢獻。

[1] Barnes M. Elevator cable tensioning device and method: U.S. Patent 6,223,862[P]. 2001-5-1.

[2] 王春江. 電線電纜手冊（第一冊）[K]. 北京: 機械工業(yè)出版社, 2009.

The Research of Cold Resistant Optical Power Composite Travelling Elevator Cable

【Abstract】Flat traveling cables play an important role in the operation of the elevator, with increasing of application environment and function, the requirements of flat traveling cable become higher and higher. In this paper, the way to design and manufacture cold resistant optical power hybrid flat traveling cable is introduced and analyzing the technology difficulties in the process of manufacture.The technical specifications of the cablefully satisfy corresponding standards and use requirements.