CN106981327A - 一种铁路贯通地线 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种铁路贯通地线，属于电线技术领域。一种铁路贯通地线，主要应用于铁路综合接地系统中，包括护套以及导体。通过熔铸的方式将导体与护套的内壁进行熔接，以消除导体与护套之间的间隙。地线在运行过程中，由于导体与护套之间的间隙侵入潮气，在大电流负载时，气隙在导体和护套之间产生放电，会造成不良影响和危害。导体与护套结构稳定，提高了产品结构的整体性和稳定性。同时，加工过程中也减少了对护套的破坏，使护套具备更好的防腐能力，使铁路贯通地线具有较长的使用寿命以及较好的工作稳定性，降低了铁路施工布线、检修的成本。

Description

一种铁路贯通地线

技术领域

本发明涉及电线技术领域，具体而言，涉及一种铁路贯通地线。

背景技术

随着电子科技产品的发展普及，线缆作为一种传输信号的工具，广泛应用于消费性电子、家电及仪器仪表等电子设备的连接中。而铁路上采用的贯通线缆一般用于铁路信号系统及铁路沿线设施综合接地系统中。由于铁路系统本身使用环境的特殊性以及重要性，其电信号传输的稳定性对于铁路运行安全至关重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铁路贯通地线，其具有稳定的信号传输能力，提高了铁路运行的安全性。

本发明的实施例是这样实现的：

一种铁路贯通地线，包括护套以及导体，护套设有由内壁围成的收纳腔，导体通过熔铸的方式与收纳腔的内壁熔接。通过熔铸的方式将导体与护套的内壁进行熔接，消除了导体与护套之间的间隙，消除了气隙在导体和护套之间放电产生的影响和危害。导体与护套之间结构稳定，提高了产品结构的整体性和稳定性。同时导体的电场强度稳定性得以提高，保证了铁路贯通地线工作时的稳定性。同时，加工过程中也减少了对护套的破坏，使护套具备更好的防腐能力，使铁路贯通地线具有较长的使用寿命。

在本发明的较佳实施例中，导体由多根绞合的导线以熔铸的方式成型。

在本发明的较佳实施例中，多根导线包括中心导线以及沿中心导线的圆周方向均匀设置的多个边缘导线。中心导线的外壁与边缘导线的外壁熔接，边缘导线的外壁与内壁熔接，边缘导线的外壁相互熔接。

在本发明的较佳实施例中，护套采用半固态铸造的方式成型。

在本发明的较佳实施例中，护套的材料包括合金材料。

在本发明的较佳实施例中，合金材料包括黄铜。

在本发明的较佳实施例中，合金材料包括青铜。

在本发明的较佳实施例中，青铜包括锡青铜、铍青铜、铝青铜中的至少一种。

在本发明的较佳实施例中，护套的横截面为圆环。

一种铁路贯通地线，包括护套以及导体，护套设有由内壁围成的收纳腔，导体通过熔铸的方式与收纳腔的内壁熔接。铁路贯通地线的横截面的截面积为35平方毫米或70平方毫米。

本发明实施例的有益效果是：

本发明提供的铁路贯通地线，通过熔铸的方式将导体与收纳腔的内壁进行熔接，从而消除导体与护套之间的间隙，消除了气隙在导体和护套之间放电产生的影响和危害。导体和护套之间结构稳定，提高了产品结构的整体性和稳定性，防止了电场强度不均匀造成的电信号传输有误。同时，采用熔铸方式减少了对护套材料的损坏，能够使得护套最大程度地保证自身材料的机械、物理、化学性能，进一步保证铁路贯通地线的工作稳定性。进一步地，本发明提供的导体由多根绞合的导线组成，多根导线的外壁之间均进行相互连接，防止了导体屏蔽大量嵌入导体，同时也能够较好地均化电场。同时也具有较长的使用寿命，降低了铁路施工布线、检修的成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的铁路贯通地线的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的导体直径与收纳腔内径相同时的铁路贯通地线的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的具有两层边缘导线的铁路贯通地线的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的触变铸造半固态合金成形的工艺过程。

图标：100-铁路贯通地线；110-护套；130-导体；132-侧壁；134-中心导线；136-边缘导线。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例：

请参照图1，图1所示为本实施例提供的铁路贯通地线100的结构示意图。铁路贯通地线100包括护套110和导体130，护套110和导体130通过熔铸的方式相互熔接。

护套110设有由内壁(图中未示出)围成的收纳腔(图中未示出)，导体130容置于收纳腔中。图1中导体130的侧壁132通过熔铸的方式与内壁熔接。图1中部分侧壁132与内壁熔接，需要说明的是，若导体130与收纳腔的形状、尺寸匹配，则侧壁132可全部与内壁熔接，也可通过更改护套110和导体130的形状，使侧壁132全部与内壁熔接。例如图2所示，导体130的直径与收纳腔的内径相同，此时可实现侧壁132全部与内壁熔接。

通过将导体130的侧壁132与护套110的内壁进行熔接，消除了导体130与护套110之间的间隙，消除了气隙在导体130和护套110之间放电产生的影响和危害，且进一步使导体130的电场强度稳定性得以提高，保证了铁路贯通地线100工作时的稳定性。同时，由于导体130与护套110的熔接，使导体130与护套110之间的结构更稳定，提高了产品结构的整体性和稳定性。

护套110主要用于保护其内部的导体130免受腐蚀，提高铁路贯通地线100的工作稳定性以及其使用寿命。护套110材质的选择可根据具体应用场合进行选择，例如，如果是普通家用或者高压线等，可采用聚氯乙烯、四氟乙烯等绝缘且化学性质稳定的材料。本实施例中提供的铁路贯通地线100主要用于铁路综合接地系统中，因此护套110主要选用金属或者合金材料制成。应用于铁路综合接地系统中的铁路贯通地线100一般还要求其护套110的体积电阻率不大于0.09Ω·mm²/m，抗拉强度不小于260MPa，断裂伸长率不小于25％，以满足铁路上外力作用较大的场地需求。

本发明实施例中，护套110至少由两种金属形成的合金制得。例如，可选用黄铜、青铜中的至少一种。常见的黄铜包括H62、H65、H68、H70等，其中数字代表铜含量，其余主要为锌含量。常见的青铜包括锡青铜、铍青铜、铝青铜等。护套110可选用至少一种上述材料制得。合金材料中，利用易于钝化的金属(例如铝)在护套110表面形成致密的氧化膜，从而提高护套110的防腐能力。根据不同的防腐要求，在护套110的材料中可添加多种金属(例如镍、铬、钼等)或者非金属元素(例如磷)，以制得具有不同防腐能力的护套110。进一步地，若在制备合金材料的过程中，使得各成分混合均匀，则制得的护套110具有更均匀的防腐能力，对导体130起到更好的保护作用。

较佳地，本发明实施例中导体130由多根绞合的导线(图中未标出)以熔铸的方式成型。为减少多导丝效应，避免股线线芯过于凸起引起电场集中，造成尖端放电，因此进一步将多根导线进行绞合形成导体130，使多根导线结构更紧凑。

现有技术中，一般采用拉丝工艺直接将导体130插入护套110中，或者是通过板材包裹导体130，再对板材进行焊接形成护套110。上述两种方式都较为复杂，且工艺成本高。并且护套110中的导体130其位置不固定，导体130能够在护套110的径向进行相对移动，护套110与导体130之间的间隙也较大，造成导体130表面的电场强度非常不均匀。产品受潮后，间隙会产生气隙放电，会严重影响和损坏产品的结构和性能。这一缺陷，使得安全第一的铁路系统存在较大的安全隐患。因此，在本实施例中，较佳地将多根导线的侧壁132之间，以及侧壁132与内壁之间均以熔铸的方式进行相互熔接，消除了导体130与护套110之间的间隙。本实施例中，由于采用圆柱形的护套110以及圆柱形的导线，在本发明的其他实施例中，两者可以是其他形状。

具体地，多根导线形成导体130的方式可以选用下列方式：

导体130包括中心导线134和边缘导线136。多个边缘导线136沿中心导线134的圆周方向均匀设置。中心导线134的外壁与边缘导线136的外壁熔接，边缘导线136的外壁与护套110的内壁熔接，多个边缘导线136的外壁之间也相互熔接。按照实际应用中的标准要求，上述方式形成的导体130所构成的铁路贯通地线100的横截面的截面积为35平方毫米。

当然也可以采用图3所示的两层边缘导线136围绕中心导线134均匀设置以形成导体130。按照实际应用中的标准要求，上述方式形成的导体130所构成的铁路贯通地线100的横截面的截面积为70平方毫米。

现有技术中，由于是通过板材包裹导体130，再对板材进行焊接形成护套110。焊接完成后一般留有较为明显的焊接痕迹，若护套110采用黄铜制成，则焊接处容易出现黄铜脱锌现象，导致护套110的耐腐蚀性能下降，焊接也使得材料晶粒和材质发生变化，机械物理性能也会下降，给铁路贯通地线100带来安全隐患。因此，本发明实施例中，较优地选用护套110与导体130一体成型的方式组成铁路贯通地线100。

护套110与导体130一体成型的方式具体举例如下：

导体130采用熔铸的方式成型，本实施例中导体130采用的是铜。选用合适的铸型，根据需要得到的导体130的形状选用合适的铸型。采用3t的熔炼炉，熔炼温度1100℃，熔炼完成后注入铸型中。冷却结晶、退火后即可直接得到导体130。在熔炼过程中，适当加入晶粒细化剂，如Al-Ti或Al-Ti-B，可以明显降低材料的裂纹倾向性。熔炼时采用快速升温熔化，减少熔炼时间，减少熔体在炉内的停留时间，以减少熔体的吸气和氧化。

由于材料的性能很大程度上取决于其组织特征，材料制备过程中对组织形态控制是提高性能的重要手段。在普通铸造过程中，初生相以枝晶方式生长，当固相率达到0.2左右时，枝晶就形成连续网络骨架，过早地使合金丧失宏观流动性而导致铸件性能下降。如果在液态金属从液相到固相的冷却过程中进行强烈搅拌，破碎所形成的枝晶，而形成近球形初生晶粒和残余液相共同构成的具有非枝晶组织特征的半固态合金。这种半固态合金在固相率达到60％时仍具有较好的流动性，可以采用常规的成形工艺，如压力铸造、挤压铸造、连续铸造、真空铸造等实现金属的成形。以半固态合金制备产品的过程，则称为半固态铸造。

半固态铸造与普通液态铸造相比具有许多明显的特点：铸件的凝固收缩减小，铸件尺寸精度高、外观质量好，减少了机械加工量，甚至可以得到无机械加工余量铸件。消除了常规铸件中的柱状晶和粗大树枝晶，铸件组织细小、致密，分布均匀，不存在宏观偏析，铸件力学性能高。金属充型平稳、无湍流、无飞溅，而且充型温度低，延长模具寿命。同时简化了铸造工序，降低能耗，改善劳动条件，由于凝固速度快，其生产率高。因此，本实施例中，护套110较佳地采用半固态铸造的方式成型。

本实施例中采用触变铸造的工艺制备护套110。图4示出了触变铸造半固态合金成形的主要工艺过程。将半固态浆料凝固成铸锭，按需要将此铸锭切割成一定大小，使其重新加热到金属的半固态区，利用半固态合金坯料进行压铸或挤压成形得到成品铸件，改方法即为触变铸造。半固态压铸时，通过控制半固态金属的粘度和固相率，可以改变熔体充型时的流动状态，抑制气泡的产生，使铸件的内在质量明显提高。在压力铸造前，将已经成型的导体130置于半固态坯料中，经过压力铸造，直接得到铁路贯通地线100，该过程使得导体130与护套110之间无间隙。

铁路贯通地线100的工作原理是：

导体130负责电能的传输，护套110保护导体130免受腐蚀以及其他机械性的破坏。通过熔铸的方式将导体130熔接于护套110上，减少对护套110的机械性损害，有助于提高护套110的防腐能力，同时也保留了护套110原有的较好的综合力学性能。导体130的固定也有助于稳定多根导线之间的电场强度，有助于提高导体130电信号传输的稳定性。与传统的铁路贯通地线相比，本实施例提供的铁路贯通地线100结构的整体性以及稳定性均大幅度提高；同时消除了护套110和导体130之间的间隙，从而避免了在使用过程中由于受潮后，两者之间的间隙产生气隙放电给铁路贯通地线100的结构和性能带来损伤和危害。

综上，本发明的实施例提供的铁路贯通地线100，包括护套110以及导体130，护套110设有由内壁限定形成的收纳腔，导体130通过熔铸的方式与收纳腔的内壁熔接。通过熔铸的方式将导体130与护套110的内壁进行熔接，消除导体130与护套110之间的间隙，使导体130的电场强度稳定性得以提高，保证了铁路贯通地线100工作时的稳定性。同时，熔铸的加工过程相较于焊接的加工过程，也减少了对护套110的破坏，使护套110具备更好的防腐能力，使铁路贯通地线100具有较长的使用寿命。在制备铁路贯通地线100时，熔铸的加工方式相较于传统的拉丝工艺以及焊接工艺，其工艺简单，成本低，生产效率高。同时铁路贯通地线100也具有较长的使用寿命，降低了铁路施工布线、检修的成本。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种铁路贯通地线，其特征在于，包括护套以及导体，所述护套设有由内壁围成的收纳腔，所述导体通过熔铸的方式与所述收纳腔的内壁熔接。

2.根据权利要求1所述的铁路贯通地线，其特征在于，所述导体由多根绞合的导线以熔铸的方式成型。

3.根据权利要求2所述的铁路贯通地线，其特征在于，多根所述导线包括中心导线以及沿所述中心导线的圆周方向均匀设置的多根边缘导线，所述中心导线的外壁与所述边缘导线的外壁熔接，所述边缘导线的所述外壁与所述内壁熔接，所述边缘导线的所述外壁相互熔接。

4.根据权利要求1所述的铁路贯通地线，其特征在于，所述护套采用半固态铸造的方式成型。

5.根据权利要求1所述的铁路贯通地线，其特征在于，所述护套的材料包括合金材料。

6.根据权利要求5所述的铁路贯通地线，其特征在于，所述合金材料包括黄铜。

7.根据权利要求5所述的铁路贯通地线，其特征在于，所述合金材料包括青铜。

8.根据权利要求7所述的铁路贯通地线，其特征在于，所述青铜包括锡青铜、铍青铜、铝青铜中的至少一种。

9.根据权利要求1所述的铁路贯通地线，其特征在于，所述护套的横截面为圆环。

10.一种铁路贯通地线，其特征在于，包括护套以及导体，所述护套设有由内壁围成的收纳腔，所述导体通过熔铸的方式与所述收纳腔的内壁熔接，所述铁路贯通地线的横截面的截面积为35平方毫米或70平方毫米。