随着我国铁路交通网络的不断完善，铁路运输的安全性和可靠性愈发重要。铁路信号电缆作为保障列车安全运行的核心组件，其性能要求日益提升。
近年来，材料生产商和缆厂不断优化材料和生产工艺，以确保电缆符合严格的阻燃、透光率、抗开裂等性能标准。然而，在此过程中，也遇到了诸多问题。本文将重点介绍万马高分子护套材料WM-1901D在铁路信号缆中的应用案例，探讨其如何平衡信号缆的抗开裂、阻燃等性能，以期为行业发展提供有益参考。
抗开裂性能
铁路信号缆相较于普通电力电缆，更容易发生开裂现象，其主要原因在于其特殊结构：
铠装特性：
铁路信号缆均为铠装电缆，通常采用较厚的钢带铠装（如0.5mm壁厚），且无包带保护，这使得钢带搭接处的护套壁厚较薄（约1.2-1.4mm）。电缆弯曲时，钢带搭接处更容易产生应力集中效应，且钢带铠装电缆相比于常规电缆在施工过程中更容易弯折导致局部弯曲半径过小，从而进一步增加电缆开裂风险。同时，因钢带厚度厚，缆厂钢带卷绕时容易出现钢带翘起（嵌入护套）、镰刀边（如下图）等情况，严重时会割破护套。
应用环境：
铁路信号缆常用于户外开阔区域，长期暴露于阳光下，对材料的耐日光老化有较高要求。夏季高温时，护套表面温度可高达70℃，对材料高温下的力学性能有较高要求。
钢带翘起
钢带嵌入，弯曲发白
护套表面温度
综上所述，铁路信号缆对于护套材料的抗开裂性能要求更高，各个材料厂家应用经验表明，即使材料满足材料对应热冲击高负重指标，也不一定适用铁路信号缆，为评价材料的抗开裂性能，材料厂家以及缆厂都制定了各个措施。此文，筛选了最为严苛的评价方式（常规电力电缆护套无法满足，如下图）
模拟方式
线缆外径：30±5mm
盘绕直径：400-500mm
盘绕圈数：3-4圈
循环方式：烘箱温度升温至90℃，保持5小时；关闭加热冷却至室温，静置19小时。
循环次数：5次
上述高温试验过程中，材料本身的抗张强度开始下降；其次，在高低温循环过程中，高分子链经历运动、滑移、收缩后，更容易与阻燃剂出现相分离现象，界面缺陷放大，同时阻燃剂与树脂间的膨胀系数不同产生的内应力，最终因护套材料在高温状态下的强度低于其内部及弯曲产生的内应力从而导致开裂。
为通过上述抗开裂试验，材料配方选用了熔程更宽的树脂组合，结合表面处理的阻燃剂，利于阻燃剂分散，提升树脂相容性及界面结合力，同时匹配往复机工艺以及母料预混工艺，进一步改善材料的微观分散，满足成品电缆抗开裂要求（如下图铠装电力电缆模拟以及铁路信号缆测试）
WDZ-YJY23 0.6/1kV 4*50 热开裂模拟（钢带0.5mm）
电缆开裂的原因在于护套材料在高温状态下的强度低于其内部及弯曲产生的内应力。通过成缆模拟抗开裂试验，能够在一定程度上评估并避免成品电缆在实际使用过程中可能出现的外部开裂风险。然而，此类模拟试验仅在成品电缆阶段进行，对于材料厂家及终端用户而言，更为关键且具有前瞻性的需求是能够在原材料阶段，通过精准的原料性能指标监测来预判材料的抗开裂能力。
目前，材料的高温拉伸性能具有一定的指向性，但为进一步提升材料性能评估的准确性和可靠性，仍需材料生产厂商持续开展深入研究与系统性评价工作，以期为铁路信号电缆的高质量生产提供更为坚实的理论依据与技术支持。
阻燃性能
铁路信号缆的阻燃等级通常为成束B类（阻燃内护）或成束C类（PE内护）。依据成束燃烧应用经验以及缆厂的验证规格，小外径线缆成束B类通过难度最大，规格集中在4-21芯，通过即可覆盖其余规格。
为此，万马高分子材料WM-1901D优化了氢氧化铝、氢氧化镁及成炭剂的比例，确保能够在多种规格下顺利通过燃烧测试。
规格：WDZB-SPTYWA23 16×1.0 外护WM-1901D
壁厚：内外护材料一致，内护壁厚1.2mm，外护壁厚1.5mm，外径19.5mm，16根
透光率要求
根据TB/T 2476-2017标准，铁路信号缆的透光率需遵循GB/T 19666-2005的规定，试验方法依据GB/T 17651.2标准1998版，无法使用透光率换算，采用实际值。测试结果显示，WM-1901D在大外径电缆（如WDZC-SPTYWPL23 28*1.0，PE内护，外径38.8mm）中同样表现良好，满足透光率的要求。
工艺性能
铁路信号缆市场竞争激烈，缆厂对生产效率有着极高的要求。通常情况下，满足高阻燃以及透光率要求的低烟无卤材料填充了大量无机阻燃剂，往往难以实现高速挤出，而WM-1901D则通过选择工艺优异的树脂和表面处理的阻燃剂，显著提升了挤出速度（SJ-90，转速50r/min），满足了客户的生产需求。
综上所述，WM-1901D不仅具备出色的抗开裂、阻燃和透光率性能，还能够在保证质量的前提下提高生产效率。它为铁路信号缆提供了可靠的选择，助力铁路行业的安全与发展。
本文来源：万马高分子
