PROTOLON (M) R-(N)TSCGEWOEU LWL Arctic -50C：集成光纤低温柔性中压卷筒电缆工程解析
PROTOLON (M) R-(N)TSCGEWOEU LWL Arctic -50C 是一种低温柔性中压卷筒电缆，资料定义为 Medium Voltage reeling cables, cold flexible to -50°C。它在 PROTOLON Arctic -50C 的低温卷筒能力基础上集成 LWL 光纤单元，适用于露天矿大型物料处理机械，例如挖掘机、自卸设备、移动破碎机，并适用于单螺旋卷筒和圆柱卷筒。该系列面向高机械应力、低温、移动供电和光纤通信 / 监测同时存在的严苛工况。
Definition and application
1. 什么是 PROTOLON LWL Arctic -50C？
PROTOLON (M) R-(N)TSCGEWOEU LWL Arctic -50C 是一种集成光纤的低温柔性中压卷筒电缆。它结合了三个核心能力：第一，中压动力供电；第二，LWL 光纤通信 / 监测；第三，低至 -50°C 的完全柔性运行。
该电缆用于 open-cast mines 露天矿中的大型物料处理机械，包括 excavators、dumpers、mobile crushers。资料说明其适用于 high mechanical stresses，并可与 mono-spiral reels 和 cylindrical reels 配合使用，同时适合 fully flexible operation down to -50°C。
与普通 Arctic -50C 非 LWL 版本相比，LWL Arctic -50C 的关键差异是内部加入 optical element。光纤单元位于三芯结构的间隙中，与分裂接地导体共同布置。因此，它不仅要保证动力芯和接地系统的可靠性，还必须保护光纤在低温、弯曲、卷绕、扭转和滚轮压迫下的衰减稳定性。
Technical thesis
工程论点： PROTOLON LWL Arctic -50C 的核心不是简单把光纤加入低温电缆，而是在 -50°C 完全柔性运行中同时保持中压绝缘、分裂接地、光纤衰减、聚酯编织增强和 PCP 外护套防护的稳定性。对于寒区露天矿，动力供电正常但光纤通信不稳定，同样可能导致设备停机或安全联锁失效。
Standards and resources
2. 标准与资料资源
当前资料列出的标准包括 Based on DIN VDE 0250-813、DIN VDE 0295 / DIN EN 60228 / IEC 60228、DIN VDE 0207-20、DIN VDE 0207-21、DIN EN 60332-1-2 / IEC 60332-1-2、DIN EN 60811-404 / IEC 60811-404，以及 GOST -R/-K/-B Fire Certificate of Russian Federation。资料资源中列出 English_ARCTIC-MINING_Brochure。
| 标准 / 资源 | 资料中的状态 | 技术领域 | 工程意义 |
|---|---|---|---|
| DIN VDE 0250-813 | Based on | 中压橡套卷筒电缆 | 说明其按移动中压卷筒电缆体系设计。 |
| DIN VDE 0295 / DIN EN 60228 / IEC 60228 | Listed | 导体等级 | 与导体柔性、绞合等级和电阻特性相关。 |
| DIN VDE 0207-20 | Listed | 低温 / 橡胶材料体系 | 对 Arctic -50°C 材料体系具有重要意义。 |
| DIN VDE 0207-21 | Listed | 弹性体材料 | 与绝缘、内护套和外护套材料性能相关。 |
| DIN EN 60332-1-2 / IEC 60332-1-2 | Listed | 单根电缆阻燃 | 降低火焰沿电缆长度方向传播风险。 |
| DIN EN 60811-404 / IEC 60811-404 | Listed | 材料耐油试验 | 对应矿山设备液压油、润滑油和维护油污环境。 |
| GOST -R/-K/-B Fire Certificate of Russian Federation | Listed | 防火认证相关信息 | 体现其面向严苛寒区矿山和重工业场景。 |
| English_ARCTIC-MINING_Brochure | Resource | Arctic mining brochure | 资料强调 Arctic Mining 电缆适合 -50°C 完全柔性运行。 |
Cable construction
3. 电缆结构解析：三芯中压 + 分裂接地 + LWL 光纤单元
PROTOLON LWL Arctic -50C 采用三芯设计，在间隙中布置分裂接地导体和光纤单元。导体为裸铜超细绞 class FS，PE 同样为裸铜超细绞 class FS；绝缘体系为 PROTOLON EPR，外半导电层为 easy-strip 半导电 NBR；内护套为 special sandwich EPR/CR，增强结构为聚酯编织，外护套为 PCP 氯丁橡胶 special compound > 5GM5。
Electrical and thermal parameters
4. 电气、热参数与 -50°C 柔性运行边界
当前片段明确列出 3.6/6KV LWL Arctic 系列的电气参数：额定电压 U0/U (Um) 为 3.6/6 (7.2) kV，试验电压为 11 kV，标称电压 U 为 6000 V。热参数方面，导体最高连续工作温度为 90°C，短路时导体最高温度为 250°C；固定安装和柔性安装的最低环境温度均为 -50°C，最高环境温度均为 +80°C。
| 参数 | 资料数值 | 适用说明 | 工程解释 |
|---|---|---|---|
| Rated voltage U0/U (Um) | 3.6/6 (7.2) kV | 3.6/6KV LWL Arctic 片段明确列出 | 适用于 6 kV 等级中压移动设备供电系统。 |
| Test voltage | 11 kV | 3.6/6KV LWL Arctic 片段明确列出 | 验证中压主绝缘耐压能力。 |
| Nominal voltage U | 6000 V | 3.6/6KV LWL Arctic 片段明确列出 | 标称工作电压识别。 |
| Max. conductor temperature | 90°C | 当前资料列出 | 长期连续运行热边界。 |
| Max. conductor temperature at short circuit | 250°C | 当前资料列出 | 短路热稳定校核边界。 |
| Ambient temperature fixed installation | -50°C 至 +80°C | 当前资料列出 | 固定安装段可覆盖极寒环境。 |
| Ambient temperature flexible installation | -50°C 至 +80°C | 当前资料列出 | 关键参数：支持 -50°C 完全柔性运行。 |
为什么集成光纤后，-50°C 柔性更难？
工程论点： 非 LWL 低温电缆重点保护动力芯、绝缘和护套；LWL Arctic 电缆还必须保护光纤微弯损耗和端到端通信稳定性。低温下材料刚度上升，卷筒压迫、滚轮反复弯曲和 S 型方向变化更容易转化为光纤衰减波动，因此导缆路径必须同时按中压绝缘和光纤可靠性设计。
Mechanical and environmental performance
5. 机械与环境性能：±100°/m、120 m/min、25 N/mm² dynamic
资料列出该系列适用于 high mechanical stresses，并可与 mono-spiral reels 和 cylindrical reels 配合使用。机械参数包括扭转应力 ±100°/m，永久抗拉强度规则 20 N/mm² static 和 25 N/mm² dynamic，回卷速度最高 100 m/min，卷筒运行速度最高 120 m/min。
| 项目 | 资料数值 | 工程意义 |
|---|---|---|
| Torsional stress | ±100°/m | 适合存在扭转、偏转和复杂导缆路径的移动机械。 |
| Permanent tensile strength, static | 20 N/mm² | 用于静态悬垂、自重和固定张力条件。 |
| Permanent tensile strength, dynamic | 25 N/mm² | 用于卷筒收放、移动、加减速和动态牵引条件。 |
| Travel speed, rewinding | Up to 100 m/min | 适合较高速回卷运行。 |
| Travel speed, reeling operation | Up to 120 m/min | 适合大型移动设备高速卷筒运行。 |
| Bending radius, fixed installation | 6 × D | 固定敷设段弯曲半径规则。 |
| Bending radius, flexible operation | 10 × D | 卷筒、滚轮和动态移动段的关键设计规则。 |
| S-type directional changes | 20 × D minimum distance | S 型方向变化需要足够距离，避免低温反向弯曲损伤。 |
| 环境性能 | 资料状态 | 工程意义 |
|---|---|---|
| Flame retardant | In accordance with EN/IEC 60332-1-2 | 降低单根电缆火焰传播风险。 |
| Oil resistant | Yes | 适合液压油、润滑油、燃油和设备维护油污环境。 |
| Ozone resistance | Yes | 降低户外和电气设备附近臭氧老化风险。 |
| Resistant to UV | Yes | 适合露天矿长期日晒环境。 |
| Sea water resistance | Yes | 适合潮湿、沿海或可能接触海水的寒区矿山场景。 |
Optical element = six tubes around a central support element
Dynamic tensile rule = 25 N/mm²
Reeling operation speed = up to 120 m/min
Flexible operation bending radius = 10 × D
Optical fiber data
6. 光纤参数：G62.5/125、多模 G50/125 与单模 E9/125
当前资料列出三种光纤类型：G62.5/125 μm 多模渐变折射率光纤、G50/125 μm 多模渐变折射率光纤和 E9/125 μm 单模渐变折射率光纤。三者包层直径均为 125 μm，光纤直径均为 250 μm。
| 参数 | G62.5/125 μm Multi-mode graded index | G50/125 μm Multi-mode graded index | E9/125 μm Single-mode graded index | 工程说明 |
|---|---|---|---|---|
| Cladding diameter | 125 μm | 125 μm | 125 μm | 三种光纤包层直径一致。 |
| Fiber diameter | 250 μm | 250 μm | 250 μm | 三种光纤外径一致。 |
| Attenuation at 850 nm | < 3.3 dB/km | < 2.8 dB/km | – | 850 nm 主要对应多模应用。 |
| Attenuation at 1310 nm | < 0.9 dB/km | < 0.8 dB/km | < 0.4 dB/km | 1310 nm 下单模衰减更低。 |
| Attenuation at 1550 nm | – | – | < 0.3 dB/km | 1550 nm 为单模常用传输窗口。 |
| Bandwidth at 850 nm | > 400 MHz | > 400 MHz | – | 多模光纤带宽指标。 |
| Bandwidth at 1310 nm | > 600 MHz | > 1200 MHz | – | G50/125 在 1310 nm 下带宽更高。 |
| Numerical Aperture | 0.275 +/- 0.02 | 0.2 +/- 0.02 | 0.14 +/- 0.02 | 影响耦合效率和传输特性。 |
| Chromatic Dispersion at 1300 nm | – | – | < 3.5 ps/nm km | 单模光纤色散参数。 |
| Chromatic Dispersion at 1550 nm | – | – | < 18 ps/nm km | 单模光纤 1550 nm 色散参数。 |
3.6/6KV LWL Arctic product range
7. PROTOLON LWL Arctic -50C 3.6/6KV 规格范围
3.6/6KV LWL Arctic 系列使用外部代码 5DK3***，当前资料列出 9 个规格，覆盖 3×25+2×25/2+LWL 到 3×240+2×120/2+LWL。最大外径从 43 mm 增至 74.6 mm，重量从 2590 kg/km 增至 12160 kg/km。
| Product Number | Basic construction | External code | Diameter conductor mm | Cable diameter min mm | Cable diameter max mm | Cable weight kg/km | 工程备注 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| M_R_50C_LWL_6kV_05 | 3×25+2×25/2+LWL | 5DK3*** | 7.1 | 40 | 43 | 2590 | 3.6/6KV LWL Arctic 小截面基础规格。 |
| M_R_50C_LWL_6kV_06 | 3×35+2×25/2+LWL | 5DK3*** | 8.4 | 41.6 | 44.6 | 2960 | 35 mm² 主芯，集成光纤单元。 |
| M_R_50C_LWL_6kV_07 | 3×50+2×25/2+LWL | 5DK3*** | 10.1 | 42.8 | 45.8 | 3430 | 50 mm² 主芯，中等功率低温移动设备。 |
| M_R_50C_LWL_6kV_08 | 3×70+2×35/2+LWL | 5DK3*** | 11.8 | 46.4 | 49.4 | 4350 | 70 mm² 主芯，适合更高负载设备。 |
| M_R_50C_LWL_6kV_09 | 3×95+2×50/2+LWL | 5DK3*** | 13.8 | 51.5 | 55.5 | 5630 | 95 mm² 主芯，外径超过 55 mm。 |
| M_R_50C_LWL_6kV_01 | 3×120+2×70/2+LWL | 5DK3*** | 15.5 | 55.2 | 59.2 | 6800 | 120 mm² 主芯，大型移动机械常用规格。 |
| M_R_50C_LWL_6kV_02 | 3×150+2×70/2+LWL | 5DK3*** | 17.4 | 59.2 | 63.2 | 7970 | 重量接近 8 t/km，卷筒张力需重点核算。 |
| M_R_50C_LWL_6kV_03 | 3×185+2×95/2+LWL | 5DK3*** | 19.2 | 64.4 | 68.4 | 9630 | 185 mm² 主芯，高负载低温卷筒设备。 |
| M_R_50C_LWL_6kV_04 | 3×240+2×120/2+LWL | 5DK3*** | 22.1 | 70.6 | 74.6 | 12160 | 当前 3.6/6KV LWL Arctic 最大规格。 |
6/10KV LWL Arctic product range
8. PROTOLON LWL Arctic -50C 6/10KV 规格范围
6/10KV LWL Arctic 系列使用外部代码 5DK4***，当前资料列出 9 个规格，覆盖 3×25+2×25/2+LWL 到 3×240+2×120/2+LWL。最大外径从 44.3 mm 增至 77.3 mm，重量从 2660 kg/km 增至 12600 kg/km。当前片段列出了 6/10KV 产品表，但未单独给出 6/10KV 的试验电压细项，因此本文不补写该项。
| Product Number | Basic construction | External code | Diameter conductor mm | Cable diameter min mm | Cable diameter max mm | Cable weight kg/km | 工程备注 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| M_R_50C_LW_10kV_05 | 3×25+2×25/2+LWL | 5DK4*** | 7.1 | 41.3 | 44.3 | 2660 | 6/10KV LWL Arctic 小截面基础规格。 |
| M_R_50C_LW_10kV_06 | 3×35+2×25/2+LWL | 5DK4*** | 8.4 | 42.9 | 45.9 | 3070 | 35 mm² 主芯，集成光纤单元。 |
| M_R_50C_LW_10kV_07 | 3×50+2×25/2+LWL | 5DK4*** | 10.1 | 44.1 | 47.1 | 3560 | 50 mm² 主芯，中等功率低温移动设备。 |
| M_R_50C_LW_10kV_08 | 3×70+2×35/2+LWL | 5DK4*** | 11.8 | 47.7 | 50.7 | 4480 | 70 mm² 主芯，卷筒尺寸需按 50.7 mm 外径核算。 |
| M_R_50C_LW_10kV_09 | 3×95+2×50/2+LWL | 5DK4*** | 13.8 | 52.8 | 56.8 | 5770 | 95 mm² 主芯，外径接近 57 mm。 |
| M_R_50C_LW_10kV_01 | 3×120+2×70/2+LWL | 5DK4*** | 15.5 | 56.4 | 60.4 | 6950 | 120 mm² 主芯，大型移动机械常用规格。 |
| M_R_50C_LW_10kV_02 | 3×150+2×70/2+LWL | 5DK4*** | 17.4 | 61.9 | 65.9 | 8350 | 150 mm² 主芯，重量超过 8 t/km。 |
| M_R_50C_LW_10kV_03 | 3×185+2×95/2+LWL | 5DK4*** | 19.2 | 65.7 | 69.7 | 9810 | 185 mm² 主芯，高负载低温卷筒设备。 |
| M_R_50C_LW_10kV_04 | 3×240+2×120/2+LWL | 5DK4*** | 22.1 | 73.3 | 77.3 | 12600 | 当前 6/10KV LWL Arctic 最大规格。 |
Series comparison
9. 3.6/6KV 与 6/10KV LWL Arctic 对比
从相同 basic construction 对比可以看到，6/10KV LWL Arctic 系列在同截面下通常比 3.6/6KV 系列略大、略重。对于 Arctic LWL 电缆，这种差异不仅影响卷筒尺寸和张力，还影响光纤单元在低温弯曲路径中的受力状态。
| Basic construction | 3.6/6KV OD max mm | 6/10KV OD max mm | OD increase mm | 3.6/6KV weight kg/km | 6/10KV weight kg/km | Weight increase kg/km | 工程评价 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 3×25+2×25/2+LWL | 43 | 44.3 | +1.3 | 2590 | 2660 | +70 | 小截面差异温和，但滚轮槽宽仍需按目标系列确认。 |
| 3×35+2×25/2+LWL | 44.6 | 45.9 | +1.3 | 2960 | 3070 | +110 | 6/10KV 略粗略重。 |
| 3×50+2×25/2+LWL | 45.8 | 47.1 | +1.3 | 3430 | 3560 | +130 | 光纤单元在卷筒路径中应避免过度压迫。 |
| 3×70+2×35/2+LWL | 49.4 | 50.7 | +1.3 | 4350 | 4480 | +130 | 70 mm² 是中等功率低温卷筒常用规格。 |
| 3×95+2×50/2+LWL | 55.5 | 56.8 | +1.3 | 5630 | 5770 | +140 | 外径超过 55 mm 后，10D 弯曲半径影响明显。 |
| 3×120+2×70/2+LWL | 59.2 | 60.4 | +1.2 | 6800 | 6950 | +150 | 大型移动设备常见规格，张力控制重要。 |
| 3×150+2×70/2+LWL | 63.2 | 65.9 | +2.7 | 7970 | 8350 | +380 | 150 mm² 下外径和重量差异更明显。 |
| 3×185+2×95/2+LWL | 68.4 | 69.7 | +1.3 | 9630 | 9810 | +180 | 高负载设备需同时关注动力芯和光纤衰减。 |
| 3×240+2×120/2+LWL | 74.6 | 77.3 | +2.7 | 12160 | 12600 | +440 | 最大规格下外径差异直接影响弯曲半径和卷筒容量。 |
对比结论
工程结论： LWL Arctic 3.6/6KV 与 6/10KV 在同截面下尺寸差异不算剧烈，但由于该系列同时集成光纤并面向 -50°C 柔性运行，任何外径、重量和弯曲路径差异都会放大到卷筒、滚轮、导缆口、S 型转向距离和光纤衰减稳定性中。
Engineering selection
10. 工程选型框架：如何选择 LWL Arctic -50C？
选择 PROTOLON LWL Arctic -50C 时，应同时确认系统电压、主芯截面、分裂接地导体配置、光纤类型、最低运行温度、卷筒类型、移动速度、动态张力、扭转、弯曲半径、导缆路径和通信系统接口。
| 选型维度 | 需要确认的数据 | 决定的工程问题 |
|---|---|---|
| 电压系列 | 3.6/6KV 或 6/10KV | 决定目标电气等级和对应产品表。 |
| 主芯截面 | 25、35、50、70、95、120、150、185、240 mm² | 决定载流能力、压降、重量和卷筒容量。 |
| 分裂接地导体 | 2×25/2、2×35/2、2×50/2、2×70/2、2×95/2、2×120/2 | 决定保护接地配置和截面布置。 |
| 光纤类型 | G62.5/125、G50/125、E9/125 | 决定多模 / 单模系统、光端机兼容性和传输距离。 |
| 低温边界 | 最低 -50°C 柔性运行 | 确认现场最低运行温度是否需要 Arctic LWL 版本。 |
| 卷筒类型 | Mono-spiral reel 或 cylindrical reel | 决定卷绕方式、弯曲路径、张力控制和光纤受力。 |
| 运行速度 | 回卷最高 100 m/min；卷筒运行最高 120 m/min | 确认设备移动速度是否在资料范围内。 |
| 抗拉与扭转 | 20 N/mm² static；25 N/mm² dynamic；±100°/m | 用于悬垂段、自重、移动牵引、加减速和偏转路径校核。 |
| 弯曲半径 | 6D 固定；10D 柔性；S 型 20D | 决定卷筒筒径、滚轮直径、导缆口和转向距离。 |
| 光纤保护 | 滚轮压迫、微弯损耗、端接保护、余长管理 | 决定通信链路长期稳定性。 |
Final Engineering Summary
PROTOLON (M) R-(N)TSCGEWOEU LWL Arctic -50C 是面向寒区露天矿和极低温移动设备的集成光纤中压卷筒电缆。它适用于大型物料处理机械、挖掘机、自卸设备、移动破碎机、单螺旋卷筒和圆柱卷筒系统。该系列采用裸铜超细绞 class FS 主导体、裸铜超细绞 class FS PE 导体、半导电 EPR 内层、PROTOLON EPR 主绝缘、easy-strip 半导电 NBR 外层、六管 LWL 光纤单元、special sandwich EPR/CR 内护套、聚酯编织增强和 PCP 氯丁橡胶外护套。3.6/6KV 系列明确列出额定电压 3.6/6 (7.2) kV、试验电压 11 kV 和标称电压 6000 V。该系列支持 -50°C 至 +80°C 的固定与柔性安装温度，具备 ±100°/m 扭转、20 N/mm² 静态抗拉、25 N/mm² 动态抗拉、最高 100 m/min 回卷速度、最高 120 m/min 卷筒运行速度、6D / 10D / 20D 弯曲规则，以及阻燃、耐油、耐臭氧、耐 UV 和耐海水性能。工程选型时，应同时核算中压供电、低温柔性、卷筒机械路径和光纤通信可靠性。
Engineer FAQ
11. 工程师常见问题 FAQ
Question 1 — PROTOLON LWL Arctic -50C 是什么电缆？
Answer: 它是集成光纤的低温柔性中压卷筒电缆，资料定义为 Medium Voltage reeling cables, cold flexible to -50°C，适用于寒区露天矿大型移动机械。
Question 2 — LWL Arctic 与普通 Arctic 的核心区别是什么？
Answer: LWL Arctic 集成了光纤单元，能够在同一根中压卷筒电缆中实现动力供电、分裂接地和光纤通信 / 监测。普通 Arctic 版本不包含 LWL 光纤单元。
Question 3 — 3.6/6KV LWL Arctic 的电压参数是多少？
Answer: 当前资料明确列出 3.6/6KV LWL Arctic 的额定电压 U0/U (Um) 为 3.6/6 (7.2) kV，试验电压为 11 kV，标称电压 U 为 6000 V。
Question 4 — 该电缆的光纤单元是什么结构？
Answer: 光纤单元由六根管围绕中心支撑元件绞合，每根管可包含一根、两根、三根或四根光纤。
Question 5 — 该系列支持什么低温范围？
Answer: 当前资料列出固定安装和柔性安装最低温度均为 -50°C，最高温度均为 +80°C，并说明适合 fully flexible operation down to -50°C。
Question 6 — 该系列适合什么卷筒？
Answer: 资料说明其适用于 mono-spiral reels 和 cylindrical reels，即单螺旋卷筒和圆柱卷筒。
Question 7 — LWL Arctic 低温选型最容易忽略什么？
Answer: 最容易忽略光纤微弯损耗。低温下材料更硬，滚轮压迫、S 型反向弯曲和卷筒张力可能先表现为光纤衰减波动，而不是动力芯立即失效。因此卷筒路径必须同时保护中压芯和光纤单元。
