[发明专利]一种防覆冰接触网导线及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及电气化铁路接触网导线，尤其涉及一种防覆冰的接触网导线及其制造方法。

背景技术

现有电气化铁路的接触网导线主要有铝包钢、铜包钢、银铜合金或纯铜等形式的接触导线。这些材质的导线不具有发热功能，在高寒或亚热带季风气候区遇到冷凝气或雨、雪、雾、霾容易结冰，在重力作用下使得接触网导线负载加重或超重，导线弛度加大，弓网配合参数受到不利影响。随着高速铁路的发展，对接触网施工工艺和材料提出了更高要求，即需要进一步提高接触线的张力，以提高接触线的稳定性、波动传播速度和机车受流质量，要求接触线在具有良好的导电性的同时，还应具有较高的机械强度和耐软化性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种防覆冰接触网导线及其制造方法，解决现有接触网导线无法自动加温、重量大、强度差的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种防覆冰的接触网导线，该接触网导线包括碳纤维中心体，以及包覆在碳纤维中心体外部的导电介质层。

所述碳纤维中心体是碳纤维棒、或单股的碳纤维束、或者多股碳纤维束。

所述导电介质层是铜、铝、铜合金、银铜合金、或铝合金。

所述接触网导线整体为环形结构，所述碳纤维中心体位于环形中心，所述导电介质层位于环形外部，且在外环的二分之一上部左右对称具有两个V形缺口。

本发明还提供一种制作所述防覆冰的接触网导线的方法，具体为：

采用制作铜包钢接触网导线的模具，利用连续挤压包覆法生产工艺进行制作，首先，将碳纤维芯线和导电介质杆进行预热，再将所述碳纤维芯线和导电介质杆穿过型腔，将导电介质直接或间接的包覆在碳纤维芯线上，与芯线同时从模口挤出。

其中，所述导电介质杆是铜、铝、铜合金、银铜合金、或铝合金制成的金属杆。所述导电介质杆为铜杆时，铜杆的预热温度为750～900℃。

其中，所述碳纤维中心体是碳纤维棒、或单股的碳纤维束、或者多股碳纤维束。

本发明所述的防覆冰的接触网导线，具有抗拉强度高，弹性模量大，温差变化小，柔韧性能好的特点，关键在于其具有自动加热防覆冰的功能。本发明运用了电学、热学和力学原理，可以使得该接触网导线具有良好的电学性能、热学性能和力学性能。还具有施工便捷，施工质量易保证的特点。

附图说明

图1是一种铜-碳纤维复合接触网导线的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合附图对本发明作进一步地详细说明。

本发明提供一种防覆冰的接触网导线，针对现有的铝包钢、铜包钢、银铜合金或纯铜接触导线不具有发热功能的缺点，该防覆冰接触网导线采用铜-碳纤维复合结构，中心为碳纤维中心体，铜包覆在碳纤维中心体外部，在电流通过导线时，激活碳纤维中的碳原子做布朗运动产生热量对外层导电介质进行持续加热，从而实现了自加温防覆冰功能。另外，碳纤维抗拉强度是普通钢材的8-10倍以上，弹性模量优于钢材，具有优异的抗蠕变性能，耐腐蚀性和抗震性；碳纤维重量轻，重量仅为钢材的1/5；碳纤维韧性好，可以盘卷，单卷长度2000m而无须搭接。采用铜-碳纤维复合结构的接触网导线，还具有施工便捷，施工质量易保证的特点。

如图1所示，显示了本发明的防覆冰接触网导线的结构示意图，其中，包括核心组件碳纤维中心体2，在碳纤维中心体外部包覆有导电介质层1，此处导电介质层1为铜，根据需要也可以为铝、或者铜合金、铝合金、银铜合金。电流通过时可以对导电介质层形成良好的热保护层。

所述接触网导线整体为环形结构，所述碳纤维中心体位于环形中心，所述导电介质层位于环形外部，且在外环的二分之一上部左右对称具有两个V形缺口。

这种导电介质层包覆碳纤维中心体的包覆形式，一方面符合集肤效应原理，在同样截面积情况下，电流容量最大；另一方面，该包覆结构的接触网导线具有耐张强度大，工艺简单的特点，能充分利用现有的接触线生产工艺和设备。

所述碳纤维可以为碳纤维棒、也可以是单股的碳纤维束或者多股碳纤维束。碳纤维具有导电、发热功能，抗拉强度高，柔韧性能好，热胀冷缩系数小。在工频状态下，符合金属表面集肤效应导电的特性，不影响接触导线导电的性能。

当导电介质层为铜时，铜-碳纤维接触导线，在性能上兼备了钢的高强度、耐高温软化的机械性能和铜导电率高、接触电阻小的电学性能，因而具有传导效率高、抗拉强度大，质量轻、耐磨损的特点，适应列车高速运行的要求。

在制作上述的铜-碳纤维复合接触网导线时，可以采用连续挤压包覆法生产工艺。