[發明專利]一種防覆冰接觸網導線及其制造方法

無效

• 申請號: 200910087017.4
• 申請日: 2009-06-15
• 公開（公告）號: CN101700744A
• 公開（公告）日: 2010-05-05
• 發明（設計）人: 張世永
• 申請（專利權）人: 中鐵電氣化局集團有限公司;中鐵電氣化局集團第一工程有限公司
• 主分類號: B60M1/13
• 分類號: B60M1/13
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 龔燮英

技術領域

本發明涉及電氣化鐵路接觸網導線，尤其涉及一種防覆冰的接觸網導線及其制造方法。

背景技術

現有電氣化鐵路的接觸網導線主要有鋁包鋼、銅包鋼、銀銅合金或純銅等形式的接觸導線。這些材質的導線不具有發熱功能，在高寒或亞熱帶季風氣候區遇到冷凝氣或雨、雪、霧、霾容易結冰，在重力作用下使得接觸網導線負載加重或超重，導線弛度加大，弓網配合參數受到不利影響。隨著高速鐵路的發展，對接觸網施工工藝和材料提出了更高要求，即需要進一步提高接觸線的張力，以提高接觸線的穩定性、波動傳播速度和機車受流質量，要求接觸線在具有良好的導電性的同時，還應具有較高的機械強度和耐軟化性能。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于，提供一種防覆冰接觸網導線及其制造方法，解決現有接觸網導線無法自動加溫、重量大、強度差的問題。

為解決上述技術問題，本發明提供一種防覆冰的接觸網導線，該接觸網導線包括碳纖維中心體，以及包覆在碳纖維中心體外部的導電介質層。

所述碳纖維中心體是碳纖維棒、或單股的碳纖維束、或者多股碳纖維束。

所述導電介質層是銅、鋁、銅合金、銀銅合金、或鋁合金。

所述接觸網導線整體為環形結構，所述碳纖維中心體位于環形中心，所述導電介質層位于環形外部，且在外環的二分之一上部左右對稱具有兩個V形缺口。

本發明還提供一種制作所述防覆冰的接觸網導線的方法，具體為：

采用制作銅包鋼接觸網導線的模具，利用連續擠壓包覆法生產工藝進行制作，首先，將碳纖維芯線和導電介質桿進行預熱，再將所述碳纖維芯線和導電介質桿穿過型腔，將導電介質直接或間接的包覆在碳纖維芯線上，與芯線同時從模口擠出。

其中，所述導電介質桿是銅、鋁、銅合金、銀銅合金、或鋁合金制成的金屬桿。所述導電介質桿為銅桿時，銅桿的預熱溫度為750～900℃。

其中，所述碳纖維中心體是碳纖維棒、或單股的碳纖維束、或者多股碳纖維束。

本發明所述的防覆冰的接觸網導線，具有抗拉強度高，彈性模量大，溫差變化小，柔韌性能好的特點，關鍵在于其具有自動加熱防覆冰的功能。本發明運用了電學、熱學和力學原理，可以使得該接觸網導線具有良好的電學性能、熱學性能和力學性能。還具有施工便捷，施工質量易保證的特點。

附圖說明

圖1是一種銅-碳纖維復合接觸網導線的結構示意圖。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，以下結合附圖對本發明作進一步地詳細說明。

本發明提供一種防覆冰的接觸網導線，針對現有的鋁包鋼、銅包鋼、銀銅合金或純銅接觸導線不具有發熱功能的缺點，該防覆冰接觸網導線采用銅-碳纖維復合結構，中心為碳纖維中心體，銅包覆在碳纖維中心體外部，在電流通過導線時，激活碳纖維中的碳原子做布朗運動產生熱量對外層導電介質進行持續加熱，從而實現了自加溫防覆冰功能。另外，碳纖維抗拉強度是普通鋼材的8-10倍以上，彈性模量優于鋼材，具有優異的抗蠕變性能，耐腐蝕性和抗震性；碳纖維重量輕，重量僅為鋼材的1/5；碳纖維韌性好，可以盤卷，單卷長度2000m而無須搭接。采用銅-碳纖維復合結構的接觸網導線，還具有施工便捷，施工質量易保證的特點。

如圖1所示，顯示了本發明的防覆冰接觸網導線的結構示意圖，其中，包括核心組件碳纖維中心體2，在碳纖維中心體外部包覆有導電介質層1，此處導電介質層1為銅，根據需要也可以為鋁、或者銅合金、鋁合金、銀銅合金。電流通過時可以對導電介質層形成良好的熱保護層。

所述接觸網導線整體為環形結構，所述碳纖維中心體位于環形中心，所述導電介質層位于環形外部，且在外環的二分之一上部左右對稱具有兩個V形缺口。

這種導電介質層包覆碳纖維中心體的包覆形式，一方面符合集膚效應原理，在同樣截面積情況下，電流容量最大；另一方面，該包覆結構的接觸網導線具有耐張強度大，工藝簡單的特點，能充分利用現有的接觸線生產工藝和設備。

所述碳纖維可以為碳纖維棒、也可以是單股的碳纖維束或者多股碳纖維束。碳纖維具有導電、發熱功能，抗拉強度高，柔韌性能好，熱脹冷縮系數小。在工頻狀態下，符合金屬表面集膚效應導電的特性，不影響接觸導線導電的性能。

當導電介質層為銅時，銅-碳纖維接觸導線，在性能上兼備了鋼的高強度、耐高溫軟化的機械性能和銅導電率高、接觸電阻小的電學性能，因而具有傳導效率高、抗拉強度大，質量輕、耐磨損的特點，適應列車高速運行的要求。

在制作上述的銅-碳纖維復合接觸網導線時，可以采用連續擠壓包覆法生產工藝。