CN107331444A - 轨道交通综合接地电缆 - Google Patents

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沈惠丽
张波
梁保富
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范建华
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Abstract

本发明公开一种轨道交通综合接地电缆，包括位于中心的中心铜导体、6根外铜导体绞合于中心铜导体外表面，所述中心铜导体、外铜导体的直径为1.8~2.2mm，此6根外铜导体的绞合节距为50~70mm，一非焊接型铜合金护套包覆于外导电层外表面，所述非焊接型铜合金护套外表面具有一金属钝化层，所述非焊接型铜合金护套由以下重量份的组分组成：铜70~90份、锡1~3份、镍2~3份、铍1~2份、钛0.5~1份、复合稀土0.1~0.2份。本发明轨道交通综合接地电缆改善了金属的塑性，大大提高了金属延伸系数，进一步提高了轨道交通综合接地电缆结构的稳定性和降低了电阻率，且提高了使用寿命和导电性，抗腐蚀性能大大增强。

Description

轨道交通综合接地电缆
技术领域
本发明涉及一种铁路用线缆，尤其涉及一种轨道交通综合接地电缆。
背景技术
随着铁路列车行驶速度越来越快，对铁路的电气设备安全可靠性和人身安全防护提出了更高的要求，铁路轨道交通综合接地电缆在铁路上，用于和各种金属设施以及各种地线连通，保证电气设备与大地的良好连接，接地电位保持一致。通常的地铁轨道交通综合接地电缆为单纯的铜绞线，它可以导电来释放掉静电，然而铁路轨道交通综合接地电缆质量较差，耐磨和耐腐蚀性能差，安全性地，在长期使用后会产生磨损，导致铁路轨道交通综合接地电缆的使用寿命较短。
发明内容
本发明提供一种轨道交通综合接地电缆，该轨道交通综合接地电缆改善了金属的塑性，大大提高了金属延伸系数，进一步提高了轨道交通综合接地电缆结构的稳定性和降低了电阻率，且提高了使用寿命和导电性，抗腐蚀性能大大增强。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种轨道交通综合接地电缆，包括位于中心的圆铜导体、5~7根第一梯形铜导体和10~14根第二梯形铜导体，所述5~7根第一梯形铜导体绞合于圆铜导体外表面形成中间导电层，所述10~14根第二梯形铜导体绞合于中间导电层形成外导电层，所述第一梯形铜导体和第二梯形铜导体的绞合节距为70~90mm，一非焊接型铜合金护套包覆于外导电层外表面，所述非焊接型铜合金护套外表面具有一金属钝化层；
所述非焊接型铜合金护套由以下重量份的组分组成：
铜 70~90份，
锌 20~30份，
锡 1~3份，
镍 2~3份，
铍 1~2份，
钛 0.5~~1份，
复合稀土 0.1~0.2份；
所述复合稀土由镧、钆和钇组成，且所述镧、钆和钇按照10：4：1重量份比例混合形成；
所述非焊接型铜合金护套通过以下步骤获得：
步骤一、将所述铜70~90份、锌20~30份、锡1~3份、镍2~3份、铍1~2份、钛0.5~~1份、复合稀土0.1~0.2份置于低频电炉中，加热至 1100～1200℃，水平连铸形成空心坯锭，所述复合稀土由镧、钆和钇按照10：4：1重量份比例混合形成；
步骤二、将铸造成的空心坯锭挤压成毛坯管；
步骤三、将挤压后的毛坯管用拉伸模先拉伸到外径 40mm 和壁厚 2.5mm，再拉伸到外径34mm 和壁厚 2.0mm，进行第一次退火，第一次退火温度为 700℃，退火速度为300mm/min，第一次退火后的毛坯管再用拉伸模进行拉伸，拉伸后的尺寸为外径 30mm 和壁厚1.5mm，拉伸后的毛坯管再进行二次退火，二次退火温度为640℃，二次退火速度为400mm/min，所述第一次退火的气氛为二氧化碳和氮气按照1：2的体积比混合，第二次退火的气氛为氢气和氩气按照1：3的体积比混合；
步骤五、将退火后的毛坯管用拉伸模先拉伸到外径 28~35mm 和壁厚 0.8~1.2mm。
上述技术方案中进一步改进的技术方案如下：
1. 上述方案中，位于第一梯形铜导体、第二梯形铜导体各自的长底边两端拐角处均为圆弧拐角部。
2. 上述方案中，所述非焊接型铜合金护套的厚度为0.8~1.2mm。
3. 上述方案中，所述第一梯形铜导体和第二梯形铜导体的的直径为1.4~1.8mm。
4. 上述方案中，所述中间导电层由第一梯形铜导体绞合后紧压成型，所述外导电层由10~14根第二梯形铜导体绞合后紧压成型。
5. 上述方案中，所述轨道交通综合接地电缆的截面面积为25 mm2、35 mm2、50mm2、70 mm2或者95 mm2。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
1. 本发明轨道交通综合接地电缆，其非焊接型铜合金护套采用铜70~90份、锌20~30份和镍2~3份混合并进一步添加铍1~2份、钛0.5~~1份，大大提高了耐腐蚀性能，同时，也降低了电阻率；其次，在配方中进一步添加由镧、钆和钇按照10：4：1重量份比例混合形成复合稀土0.1~0.2份，改善了金属的塑性，大大提高了金属延伸系数；再次，二次拉伸时依次采用不同气氛，第一次退火的气氛为二氧化碳和氮气按照1：2的体积比混合，第二次退火的气氛为氢气和氩气按照1：3的体积比混合，有利于金属的强度、硬度下降，提高塑性、韧性，更加便于拉伸模进行拉伸加工。
2. 本发明轨道交通综合接地电缆，其包括位于中心的圆铜导体、5~7根第一梯形铜导体和10~14根第二梯形铜导体，所述5~7根第一梯形铜导体绞合于圆铜导体外表面形成中间导电层，所述10~14根第二梯形铜导体绞合于中间导电层形成外导电层，一非焊接型铜合金护套包覆于外导电层外表面，大大降低了导体之间的间隙，增加了接触面，结构紧凑，实现了紧密包覆，进一步提高了轨道交通综合接地电缆结构的稳定性、降低了电阻率和减少发热量；其次，其非焊接型铜合金护套外表面具有一金属钝化层，提高了铁路轨道交通综合接地电缆的使用寿命和导电性，抗腐蚀性能大大增强，可保证轨道交通综合接地电缆长期工作在条件恶劣的环境中，并能经受住剧烈振动。
附图说明
附图1为本发明轨道交通综合接地电缆结构示意图。
以上附图中：1、圆铜导体；2、中间导电层；21、第一梯形铜导体；3、非焊接型铜合金护套；4、金属钝化层；7、外导电层；71、第二梯形铜导体；8、圆弧拐角部。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
实施例1~4：一种轨道交通综合接地电缆，包括位于中心的圆铜导体1、5~7根第一梯形铜导体21和10~14根第二梯形铜导体7，所述5~7根第一梯形铜导体21绞合于圆铜导体1外表面形成中间导电层2，所述10~14根第二梯形铜导体71绞合于中间导电层2形成外导电层7，所述第一梯形铜导体21和第二梯形铜导体71的绞合节距为70~90mm，一非焊接型铜合金护套3包覆于外导电层7外表面，所述非焊接型铜合金护套3外表面具有一金属钝化层4。
所述非焊接型铜合金护套3由以下重量份的组分组成：
表1
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
铜 85份 72份 90份 78份
锌 23份 26份 20份 28份
锡 1.2份 1.8份 2份 2.8份
镍 2.2份 2.5份 3份 3.2份
铍 1份 1.5份 2份 1.2份
钛 0.8份 0.6份 1份 0.9份
复合稀土 0.12份 0.18份 0.1份 0.15份
所述复合稀土由镧、钆和钇组成，且所述镧、钆和钇按照10：4：1重量份比例混合形成；
所述非焊接型铜合金护套3通过以下步骤获得：
步骤一、将所述铜70~90份、锌20~30份、锡1~3份、镍2~3份、铍1~2份、钛0.5~~1份、复合稀土0.1~0.2份置于低频电炉中，加热至 1100～1200℃，水平连铸形成空心坯锭，所述复合稀土由镧、钆和钇按照10：4：1重量份比例混合形成；
步骤二、将铸造成的空心坯锭挤压成毛坯管；
步骤三、将挤压后的毛坯管用拉伸模先拉伸到外径 40mm 和壁厚 2.5mm，再拉伸到外径34mm 和壁厚 2.0mm，进行第一次退火，第一次退火温度为 700℃，退火速度为300mm/min，第一次退火后的毛坯管再用拉伸模进行拉伸，拉伸后的尺寸为外径 30mm 和壁厚1.5mm，拉伸后的毛坯管再进行二次退火，二次退火温度为640℃，二次退火速度为400mm/min，所述第一次退火的气氛为二氧化碳和氮气按照1：2的体积比混合，第二次退火的气氛为氢气和氩气按照1：3的体积比混合；
步骤五、将退火后的毛坯管用拉伸模先拉伸到外径 28~35mm 和壁厚 0.8~1.2mm。
上述第一梯形铜导体21和第二梯形铜导体71的的直径为1.5mm。
上述非焊接型铜合金护套3的厚度为0.8~1.2mm。
上述非焊接型铜合金护套3为青铜合金层，位于第一梯形铜导体21、第二梯形铜导体71各自的长底边两端拐角处均为圆弧拐角部8。
上述第一梯形铜导体21和第二梯形铜导体71的的直径为1.6mm。
位于第一梯形铜导体21、第二梯形铜导体71各自的长底边两端拐角处均为圆弧拐角部8。
本实施例1~4的轨道交通综合接地电缆中非焊接型铜合金护套3，性能如表2和表3所示，表2为截面面积为35mm2的轨道交通综合接地电缆，表3为截面面积为70mm2的轨道交通综合接地电缆：
表2
表3
采用上述轨道交通综合接地电缆时，其采用铜70~90份、锌20~30份和镍2~3份混合并进一步添加铍1~2份、钛0.5~~1份，大大提高了耐腐蚀性能，同时，也降低了电阻率；其次，在配方中进一步添加由镧、钆和钇按照10：4：1重量份比例混合形成复合稀土0.1~0.2份，改善金属的塑性，大大提高了金属延伸系数；再次，二次拉伸时依次采用不同气氛，第一次退火的气氛为二氧化碳和氮气按照1：2的体积比混合，第二次退火的气氛为氢气和氩气按照1：3的体积比混合，有利于金属的强度、硬度下降，提高塑性、韧性，更加便于拉伸模进行拉伸加工；再次，其大大降低了导体之间的间隙，增加了接触面，结构紧凑，实现了紧密包覆，进一步提高了轨道交通综合接地电缆结构的稳定性、降低了电阻率和减少发热量；再次，提高了铁路轨道交通综合接地电缆的使用寿命和导电性，抗腐蚀性能大大增强，可保证轨道交通综合接地电缆长期工作在条件恶劣的环境中，并能经受住剧烈振动。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种轨道交通综合接地电缆，其特征在于：包括位于中心的圆铜导体（1）、5~7根第一梯形铜导体（21）和10~14根第二梯形铜导体（71），所述5~7根第一梯形铜导体（21）绞合于圆铜导体（1）外表面形成中间导电层（2），所述10~14根第二梯形铜导体（71）绞合于中间导电层（2）形成外导电层（7），所述第一梯形铜导体（21）和第二梯形铜导体（71）的绞合节距为70~90mm，一非焊接型铜合金护套（3）包覆于外导电层（7）外表面，所述非焊接型铜合金护套（3）外表面具有一金属钝化层（4）；
所述非焊接型铜合金护套（3）由以下重量份的组分组成：
铜 70~90份，
锌 20~30份，
锡 1~3份，
镍 2~3份，
铍 1~2份，
钛 0.5~~1份，
复合稀土 0.1~0.2份；
所述复合稀土由镧、钆和钇组成，且所述镧、钆和钇按照10：4：1重量份比例混合形成；
所述非焊接型铜合金护套（3）通过以下步骤获得：
步骤一、将所述铜70~90份、锌20~30份、锡1~3份、镍2~3份、铍1~2份、钛0.5~~1份、复合稀土0.1~0.2份置于低频电炉中，加热至 1100～1200℃，水平连铸形成空心坯锭，所述复合稀土由镧、钆和钇按照10：4：1重量份比例混合形成；
步骤二、将铸造成的空心坯锭挤压成毛坯管；
步骤三、将挤压后的毛坯管用拉伸模先拉伸到外径 40mm 和壁厚 2.5mm，再拉伸到外径34mm 和壁厚 2.0mm，进行第一次退火，第一次退火温度为 700℃，退火速度为300mm/min，第一次退火后的毛坯管再用拉伸模进行拉伸，拉伸后的尺寸为外径 30mm 和壁厚1.5mm，拉伸后的毛坯管再进行二次退火，二次退火温度为640℃，二次退火速度为400mm/min，所述第一次退火的气氛为二氧化碳和氮气按照1：2的体积比混合，第二次退火的气氛为氢气和氩气按照1：3的体积比混合；
步骤五、将退火后的毛坯管用拉伸模先拉伸到外径 28~35mm 和壁厚 0.8~1.2mm。
2.根据权利要求1所述的轨道交通综合接地电缆，其特征在于：所述第一梯形铜导体（21）和第二梯形铜导体（71）的直径为1.4~1.8mm。
3.根据权利要求1所述的轨道交通综合接地电缆，其特征在于：所述非焊接型铜合金护套（3）的厚度为0.8~1.2mm。
4.根据权利要求1所述的轨道交通综合接地电缆，其特征在于：位于第一梯形铜导体（21）、第二梯形铜导体（71）各自的长底边两端拐角处均为圆弧拐角部（8）。
5.根据权利要求1所述的轨道交通综合接地电缆，其特征在于：所述中间导电层（2）由第一梯形铜导体（21）绞合后紧压成型，所述外导电层（7）由10~14根第二梯形铜导体（71）绞合后紧压成型。
6. 根据权利要求1所述的轨道交通综合接地电缆，其特征在于：所述轨道交通综合接地电缆的截面面积为25 mm2、35 mm2、50 mm2、70 mm2或者95 mm2。
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