专利名称：一种防覆冰接触网导线的制作方法
技术领域：
本实用新型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。
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。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种防覆冰接触网导线，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，本实用新型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 。 本实用新型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。本实用新型运用了电学、
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。
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
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，
以下结合附图对本实用新型
作进一步地详细说明。 本实用新型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
3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，可以盘巻， 单巻长度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l所示，显示了本实用新型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l，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，热胀冷縮系数小。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。 挤压包覆时所用的模具与传统的铜包钢接触网导线一样，不需要重新制造模具。 实际生产中，关键是控制好模具的强度、挤压轮转速、碳纤维预热温度和铜的变形温度。这 些需要根据导线的截面来调整参数。 连续挤压是利用摩擦力作为动力进行挤压。在连续挤压工艺方法的基础上，将靴 座置于挤压轮的上部，允许芯线穿过型腔，从而使金属直接或间接地包覆在碳纤维芯线上， 与芯线同时从模口挤出，铜杆和碳纤维棒经过预处理，进入连续挤压包覆机中完成铜包覆 碳纤维过程。 在挤压包覆过程中，要注意以下几点 (1)控制铜的变形温度。铜在750 90(TC时的塑性最好，因此，在此温度范围内 既能使铜易于成型，又能减小变形力。为了保证在型腔中达到这一温度，就要设计合适的有 效摩擦长度。 (2)控制挤压轮转速。挤压轮转速决定着包覆速度。但转速过高会增加不均匀变 形程度和变形热量，从而降低模具寿命。 (3)控制碳纤维预热温度。碳纤维预热可以防止型腔中铜的温降太快而增加挤压 扭矩。 (4)控制模具强度。铜在变形时温度很高，变形抗力也很大，并且挤压包覆过程是 连续进行的，模具冷却比较困难。因此，对模具的高温强度提出了很高的要求。能保证生产 合格产品又耐用的模具是成功的关键。 以上所述仅为本实用新型的实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域
4的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内， 所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。
权利要求一种防覆冰的接触网导线，其特征在于，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。
2. 如权利要求1所述的接触网导线，其特征在于，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。
3. 如权利要求1所述的接触网导线，其特征在于，所述导电介质层是铜、铝、铜合金、银 铜合金、或铝合金。
4. 如权利要求2所述的接触网导线，其特征在于，所述导电介质层是铜、铝、铜合金、银 铜合金、或铝合金。
5. 如权利要求1-4中任一项所述接触网导线，其特征在于，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 。
专利摘要本实用新型公开了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。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。
文档编号B60M1/13GK201457114SQ20092010916
公开日2010年5月12日 申请日期2009年6月15日 优先权日2009年6月15日
发明者张世永 申请人:中铁电气化局集团有限公司;中铁电气化局集团第一工程有限公司