[发明专利]一种铁路贯通地线及其制备装置和制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于干线铁路和高速铁路铁轨上的贯通地线，以及该铁路贯通地线的制备装置和制备工艺。

背景技术

在我国干线铁路和高速铁路的轨道左右两侧沿铁路全长各铺设有一根铁路贯通地线，左右两根贯通地线每隔一段距离再横向连通，由此构成铁路综合接地系统。铁路综合接地就是将铁路沿线的牵引供电回流系统、电力供电系统、信号系统、通信及其他电子信息系统、建筑物、道床、站台、桥梁、隧道、声屏障等需要接地的装置通过贯通地线连成一体的接地系统。同时，贯通地线也是牵引回流的一个主要回路，从原理上来说，其实就是一个共用接地系统并通过等电位连接构成铁路的一个等电位体。

    目前广泛使用的贯通地线主要是缆芯外层包覆一定厚度的铜合金护套，铜合金护套能够增强地线的耐腐蚀、防渗水能力，并能够延长贯通地线的使用寿命。为了获得厚度均一、成分均匀的铜合金护层，现在主要采用的方法有铜合金带材焊接和电镀的方法，但由于铜合金的导热性以及焊缝组织差异性等原因会使焊接生产的铜合金护套易出现质量问题，而采用电镀的方式制备铜合金护套无法获得1mm以上厚度的铜合金护套。

申请号201210117064.0的发明专利申请公开了一种连铸铜包钢导体接地极、接地线，该设计包括导体及设置在导体外的绝缘层，导体包括钢质芯材及外表面的铜层，所述导体在芯材与铜层之间设有铜钢分子结晶层。该发明采用水平连铸法生产工艺，实现铜与钢之间冶金熔接形成分子结晶层，铜钢结合力好，可像拉拔单一金属一样任意拉拔，可根据需要加工成大截面、大长度、且不出现脱节、翘皮、开裂现象；同时由于铜和钢之间复合界面采用高温熔接，因此，无残留物，结合面不会出现腐蚀现象；表面铜层较厚，耐腐蚀性强，使用寿命长，减轻了检修劳动强度。

上述制备方法总结起来主要包括：钢芯高温加热—铜包钢环料—拉制等，最后制成具有钢钢结晶层界面的接地线，该方法中将钢芯预先加热成高温使之与环绕其周围的熔融铜液共同结晶是该工艺的核心步骤，其所要达到的技术效果是使铜钢双金属界面完全牢固结合，成为单一金属一样。但是，就地线这一技术领域，对于缆芯与护套合金熔点差值范围窄的地线产品，缆芯极易直接溶入护套合金熔液中，很难实现缆芯与护套界面扩散共晶超长地线生产，同时地线缆芯的材质各有不同，且缆芯大都是预先制备好的，将缆芯加热至高温使之与护套熔液共结晶，这或将对缆芯的性能造成影响；另外，对缆芯加热也会造成一定的能源消耗，后续的拉拔也是一项复杂的工艺，对缆芯的厚度及在长度方向上的均匀性都是难以把控的。综上，本领域技术人员需要对基于连铸法制备包芯结构的贯通地线的工艺作出进一步改进。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种铁路贯通地线，由缆芯和包覆在缆芯外的护套组成，该护套的厚度能够根据需要做到1mm以上，以及基于连铸原理制备该贯通地线的方法和相应的制备装置。

本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种铁路贯通地线，包括缆芯和包覆在所述缆芯外层的铜合金护套，所述铜合金护套的厚度为0.9mm～10mm。

为了基于连铸原理的制备上述铁路贯通地线的装置，包括保温炉，用于熔炼铜合金护套的铜合金熔液；结晶炉，与所述保温炉相连通，其一般保温炉采用潜流式连通；结晶炉炉体下部成型有供缆芯穿过的结晶通道，所述结晶通道内配置有结晶器；所述结晶器包括与所述结晶通道贯通的下引通道，围绕所述下引通道设置的循环冷却水道以及绕设在所述循环冷却水道外侧的加热感应线圈；对应所述结晶通道上方设置有缆芯放卷轮，对应所述结晶通道下方设置有地线收卷轮。

一种利用上述铁路贯通地线的制备装置生产铁路贯通地线的方法，具体为，在保温炉中熔炼铜合金熔液，将铜合金熔液注入结晶炉内并渗入下引通道，装设在缆芯放卷轮上的缆芯由上往下穿过下引通道，缆芯的下引速度为300～10000mm/min；在缆芯下引的同时开启循环冷却水，并通过加热感应线圈对缆芯进行加热，所述加热感应线圈的加热温度沿下引通道的深度呈梯度递减的趋势，所述加热温度的最高温度为980～1080℃，最低温度为920～970℃，最高温度和最低温度之间的温度梯度为20～40℃/cm，以实现下引通道内的铜合金熔液从缆芯表面由内向外冷凝结晶成铜合金护套，并包覆在缆芯外层形成铁路贯通地线，最后将铁路贯通地线向下牵引收卷于地线收卷轮上。