通信光缆作为轨道交通机车电缆系统和通信系统的重要组成部分,其材料安全性、稳定性和使用寿命,直接关系到整个系统的长期可靠运行。在这一背景下,低烟无卤材料(LSZH)和交联聚烯烃材料在轨道交通机车电缆、轨道交通通信光缆的应用比例不断提升,并逐步成为主流材料方案。
轨道交通机车的运行环境具有明显特点。车站、隧道、车辆内部以及沿线设备区多为封闭或半封闭空间,一旦发生火灾或电气故障,电缆产生的烟雾和有害气体将严重影响人员疏散、应急处置以及通信系统完整性。因此,各国轨道交通技术规范均对生产机车通信光缆的材料提出了严格的低烟、无卤、阻燃和环保要求。
多项公开事故统计数据显示,在封闭空间火灾中,烟雾是造成人员伤害和视线受阻的主要因素。基于这一现实,EN 50264、EN 50306、EN 50305,EN 61034,EN 60754,EN 45545等标准,均对轨道交通通信光缆的烟密度、有毒气体释放和阻燃性能作出了明确规定。在实际工程中,车站通信光缆、隧道通信光缆以及车载通信光缆,已普遍采用低烟无卤材料作为基础护套体系。
轨道交通通信光缆在长期运行过程中,需要同时满足多项性能要求。首先是阻燃与低烟性能。光缆通常成束敷设在桥架、管道和设备间,一旦发生局部故障,材料必须能够有效抑制火焰沿电缆方向蔓延,并在燃烧时保持较高的透光率,为人员疏散和救援提供条件。
其次是无卤和低腐蚀性要求。轨道交通系统中集成了大量通信设备、控制模块和金属结构件,如果材料燃烧释放卤素酸性气体,将对设备造成严重腐蚀,显著增加事故后的维护和更换成本。LSZH材料在燃烧条件下几乎不释放卤酸气体,可有效降低系统损坏范围。
此外,通信光缆还需要具备良好的机械性能和环境适应能力。在隧道振动、温度变化、湿热环境以及长期运行条件下,材料需要保持柔韧性、抗裂性和尺寸稳定性,确保光纤传输结构不受影响。而常规轨交机车电缆还需要材料具备耐油、耐摩擦、耐低温等的特性。
在低烟无卤材料体系中,交联聚烯烃已成为生产轨道交通机车电缆的重要材料。与普通热塑性聚烯烃相比,交联聚烯烃通过分子链之间形成稳定的三维网络结构,显著提升了材料的耐热性能、机械强度和长期老化稳定性。
在轨道交通通信光缆中,LSZH交联聚烯烃材料通常用于外护套或功能性护套层,其长期使用温度可稳定达到九十摄氏度以上。在列车运行产生的温升和隧道环境热积累条件下,材料仍能保持结构完整,不发生软化、流动或性能下降。
交联结构还能有效提升材料的抗应力开裂能力。在反复振动、弯曲和温度循环条件下,护套不易产生裂纹。这一点对于通信光缆尤为关键,一旦护套受损,水汽和污染物进入,将对光纤长期运行安全造成隐患。
轨道交通通信光缆通常与轨道交通机车电缆系统共同布设,在车辆内部和设备区域形成综合布线网络。因此,材料体系的统一性和安全等级一致性尤为重要。
目前,大量轨道交通机车电缆同样采用低烟无卤交联聚烯烃材料作为绝缘层或护套层。这种材料体系在通信光缆与机车电缆之间形成统一的低烟、无卤和阻燃性能表现,在火灾条件下可实现一致的安全响应。
同时,交联聚烯烃 LSZH 材料不含卤素,增塑剂迁移风险低,与车载通信设备和光通信模块兼容性良好,有利于系统长期稳定运行。其良好的加工稳定性,也适合复杂结构和薄壁通信光缆的连续挤出生产。
在轨道交通领域,材料选型高度依赖标准体系和工程规范。EN 45545已成为国际轨道交通防火标准的重要依据,对电缆材料在烟密度、热释放和有毒气体方面提出了明确等级要求。国内城市轨道交通和高速铁路工程,也逐步采用类似技术指标。
在实际工程应用中,车站通信光缆、隧道通信光缆、车载通信光缆以及沿线信号系统,均已大规模采用低烟无卤交联聚烯烃材料,并在长期运行中验证了其安全性和稳定性。
随着轨道交通系统规模扩大和运行密度提升,对通信光缆安全等级和使用寿命的要求持续提高。低烟无卤材料已从推荐方案逐步转变为基础配置。
在未来轨道交通通信系统中,以LSZH低烟无卤交联聚烯烃为核心的材料体系,将继续在通信光缆和轨道交通机车电缆中保持主流应用地位。其在安全性、耐久性、环境适应性和工程可控性方面的综合优势,已成为轨道交通领域长期稳定选材的重要基础。