CN219916757U - 一种大长度铜钢复合智能接触线 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及的一种大长度铜钢复合智能接触线，它包括线材本体，所述线材本体包括铜合金层，所述铜合金层的中心设有一个钢芯，钢芯外部设有内绝缘层，所述内绝缘层的外部缠绕有一层光纤和一层电阻丝，所述光纤和电阻丝交错缠绕形成缠绕层，所述缠绕层的外部设有导热绝缘层，所述导热绝缘层的外部设有两层由铜合金单丝组成的铜合金绞线层；所述线材本体的两侧分别设有一个用于悬挂的沟槽，位于接触线截面上部且左右对称的用于悬挂的两个沟槽，两个沟槽的对角线的下方设置钢芯。本实用新型提高了导电率和抗拉强度，有效地防冰除冰，并进行实时在线监测接触线的运行状态。
Description
技术领域
本实用新型涉及线材领域，尤其涉及一种大长度铜钢复合智能接触线。
背景技术
目前国内外对于接触线在强度和导电率的方面的现状：目前对铜合金导电材料的综合使用性能要求越来越高，在保持高强度（硬度）、韧性、耐磨性的同时，仍保持较高的导电性、导热性、耐寒性、无铁磁性等特性，这些优良的特性，使铜合金逐渐成为电力、信息、交通、能源、轻工及航天航空等高科技领域中使用的重要金属材料。很多场合很少以纯铜的形式应用，这是因为纯铜的强度较低( 300～500 MPa)，冷加工后虽然可以达到400 MPa，但伸长率仅为2%，在加热或一定温度下使用时，其强化效果很容易消失。所以，纯铜仅能应用于受力不大的电力、电器、电子的导电体、散热体、装饰件等。
目前国内外对于接触线在防冰除冰方面的现状：接触网线是电气化铁路供电系统的主要元件，主要包括接触线和承力索，担负着把电能输送给电力机车使用的重要任务，对轨道机车安全运行具有关键作用。高寒低温，尤其像东北这样的高寒地区，接触线表面会出现覆冰，现有技术中解决覆冰通常是机械加人工，但除冰效率低效果差，因此急需解决高寒低温地区接触线“覆冰”的问题，做到防冰除冰。
目前国内外对于接触线在智能化监测方面的现状：目前针对接触线监测，主要还处辅设之前，检测检验，和辅设运行之后，进行人工巡视巡察，通过人工便携式的设备沿线检测接触线的运行状态，监测水平和效率低，而且很多隐患并不能及时发现，我们都知道接触线可能存在的缺陷包括裂纹、空心、夹杂等，如果不及时发现，会给列车运行安全带来巨大的隐患。
目前国内外对于接触线在铁路通信方面的现状：铁路通信网络是高速铁路的神经系统，主要服务于高速铁路行车设备间,以及设备和人员、系统间的通信；铁路通信分为有线通信和无线通信，其中有线通信包含铁路电话、通信通道，数据服务；有线通信的作用主要是作为信道,利用电线或光缆来传输信号和数据,并利用通信线路把分散的通信设备连成完整、可靠的通信网，目前我国高速铁路干线主要采用光缆进行数据传输。
综上所述，需要提供一种智能接触线，既增抗拉强度，也提高导电率，从而实现高强高导；同时可达到防冰除冰效果，可实现智能监测和铁路通信。
发明内容
本实用新型的目的在于克服上述不足，提供一种大长度铜钢复合智能接触线，实现接触线的高强高、防冰除冰、智能化监测和通讯功能，将为我国高速铁路接触网设计提供了更安全更广阔的空间。
本实用新型的目的是这样实现的：
一种大长度铜钢复合智能接触线，它包括线材本体，所述线材本体包括铜合金层，所述铜合金层的中心设有一个钢芯，钢芯外部设有内绝缘层，所述内绝缘层的外部缠绕有一层光纤和一层电阻丝，所述光纤和电阻丝交错缠绕形成缠绕层，所述缠绕层的外部设有导热绝缘层，所述导热绝缘层的外部设有两层由铜合金单丝组成的铜合金绞线层；所述线材本体的两侧分别设有一个用于悬挂的沟槽，位于接触线截面上部且左右对称的用于悬挂的两个沟槽，两个沟槽的对角线的下方设置钢芯。
进一步地，所述钢芯可替换为钢丝绳。
进一步地，所述铜合金单丝可替换为钢丝绳或纯铜单丝。
进一步地，所述铜合金层可替换为铜层。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
本实用新型的接触线实现防冰除冰和智能化在线监测的同时具有一定通讯功能，提高了导电率和抗拉强度，同时解决接触线高寒低温覆冰的难题，可以进行有效地防冰除冰，并进行实时在线监测接触线的运行状态，对运行状态进行数据收集，分析，整理，同时发现问题和隐患，达到智能监测，并及时排除隐患，确保列车的运行安全，最后还可以能承载部分通讯功能。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为本实用新型的剖面示意图。
图3为本实用新型的接触线的防冰除冰示意图。
图4为本实用新型的接触线的光信号处理示意图。
图中：
钢芯1、内绝缘层2、光纤3、电阻丝4、导热绝缘层5、铜合金单丝6、铜合金层7。
实施方式
为更好地理解本实用新型的技术方案，以下将结合相关图示作详细说明。应理解，以下具体实施例并非用以限制本实用新型的技术方案的具体实施态样，其仅为本实用新型技术方案可采用的实施态样。需先说明，本文关于各组件位置关系的表述，如A部件位于B部件上方，其系基于图示中各组件相对位置的表述，并非用以限制各组件的实际位置关系。
实施例1
参见图1-图2，图1绘制了本实用新型的接触线的结构示意图。如图所示，一种大长度铜钢复合智能接触线，它包括线材本体，所述线材本体包括铜合金层7（铜合金包括但不限于铜银、铜锡、铜镁、铜铬锆等铜合金），所述铜合金层7的中心设有一个钢芯1，钢芯1外部设有内绝缘层2，所述内绝缘层2的外部缠绕有一层光纤3和一层电阻丝4，所述光纤3和电阻丝4交错缠绕形成缠绕层，所述缠绕层的外部设有导热绝缘层5，所述导热绝缘层5的外部设有两层由铜合金单丝6组成的铜合金绞线层。
所述线材本体的两侧分别设有一个用于悬挂的沟槽，位于接触线截面上部且左右对称的用于悬挂的两个沟槽，两个沟槽的对角线的下方设置钢芯1。
所述钢芯1为可替换为钢丝绳。
所述铜合金单丝6可替换为钢丝绳或纯铜单丝。
所述铜合金层7可替换为铜层。
以上本实用新型的接触线的各结构功能和作用如下：
铜合金层的作用：①导电；②承载抗拉强度，和铜合金绞线、钢芯等一起形成接触线的整体抗拉强。
铜合金绞线：包含铜合金单丝、新型复合棒、光纤、电阻丝、钢芯及导热保护层、绝缘层等相关附属构件；主要有3个作用：①导电；②承载抗拉强度，和铜合金、钢芯等一起形成接触线的整体抗拉强度；③将新型复合棒作为中心线，埋入铜合金绞线，再将铜合金绞线埋入铜合金接触线当中，并在生产和制造过程中，利用自身的横向硬度，保护新型复合棒中的电阻丝和光纤免受外力的损坏，从而使电阻丝和光纤无损埋入接触线。
复合棒：主要包含电阻丝和光纤及其附属构件，充当铜合金绞线的中心线，埋入铜合金绞线。
内绝缘层的作用：①进行防冰除冰时，使电阻丝的电流独立发挥热效应；不使电流流向钢芯，同时方便电电阻丝和光纤进行缠绕；②让电阻丝和光纤可以均匀地缠绕在绝缘层上，由于接触线的长度长达1500m左右，会发生蠕变，蠕变长度约为200mm左右，当发生蠕变时，电阻丝和光纤可以避免因为蠕变而拉伸，或者拉断。
导热绝缘层的作用：进行防冰除冰时，使电阻丝的电流独立发挥热效应；不使电流流向铜合金及铜合金绞线，同时方便将热量传导到接触线整个表面，进行防冰除冰。
光纤的作用：①和单色光发生器、光纤光栅、光时域反射器等部件有机构成，相当于光纤传感器；当接触线因内部有裂纹、空心、夹杂等缺陷时，经过一段时间的运行，会导致接触线的拉力改变，从而改变触线正常状态时，使单色光的光学性质，如光的强度、波长、频率、相位、偏振态等发生变化，被测对象接触线的状态转变为可测的光信号，经过光纤光栅或光时域反射器等光信处理器分析处理，及时预警，发现问题及时处理，发挥全天候智能监测作用；②可用作通讯通道，分担铁路线通讯压力。
钢芯的作用：①作为新型复合棒的缠绕中心线，方便电阻丝和光纤缠绕，防止电阻丝和光纤在埋入接触线之前拉断或损伤；②可以根据需要使用不同直径的钢芯，承担部分抗拉强度；
钢芯可以用钢丝绳（包括但不限于铜合金绞线、纯铜绞线或其他类型的绞线、绳，下同）进行替代，因为钢丝绳没有钢芯的产生的内应力和刚性，同时强拉强度也很强。
参见图3，本实用新型的大长度铜钢复合智能接触线的防冰除冰应用，包括以下内容：在高寒地带，尤其像东北这样的高寒地区，导致接触线的表面出现覆冰，由于本实用新型生产的接触线的复合棒内埋入了电阻丝，电阻丝两端接通防冰除冰的电源，电阻丝使得接触线的温度保持在5℃左右，可以实现防冰除冰，由于本实用新型的接触线的电阻丝的外层有导热绝缘层的作用，与铜的供电隔绝，不冲突，同时可以将热量传递到铜，使铜的温度升度，起到防冰除冰的作用。
参见图4，本实用新型的大长度铜钢复合智能接触线的光信号处理应用，包括以下内容：利用太阳能系统用为电源，接入单色光发生器或相关设备，单色光射入光纤，当接触线因内部裂纹，空心，夹杂等因素，导致接触线的拉力改变，从而改变触线正常状态时，被测对象接触线的状态转变为可测的光信号，使单色光的光学性质如光的强度、波长、频率、相位、偏振态等发生变化，经过光纤光栅、光时域反射器等光信号处理，及时预警，发现问题及时处理，发挥全天候智能监测作用。
此外光纤的另一个重要作用，是可用作通讯通道，分担铁路线通讯压力。
以上仅是本实用新型的具体应用范例，对本实用新型的保护范围不构成任何限制。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本实用新型权利保护范围之内。
Claims (4)
1.一种大长度铜钢复合智能接触线，其特征在于：它包括线材本体，所述线材本体包括铜合金层（7），所述铜合金层（7）的中心设有一个钢芯（1），钢芯（1）外部设有内绝缘层（2），所述内绝缘层（2）的外部缠绕有一层光纤（3）和一层电阻丝（4），所述光纤（3）和电阻丝（4）交错缠绕形成缠绕层，所述缠绕层的外部设有导热绝缘层（5），所述导热绝缘层（5）的外部设有两层由铜合金单丝（6）组成的铜合金绞线层；所述线材本体的两侧分别设有一个用于悬挂的沟槽，位于接触线截面上部且左右对称的用于悬挂的两个沟槽，两个沟槽的对角线的下方设置钢芯（1）。
2.根据权利要求1所述的一种大长度铜钢复合智能接触线，其特征在于：所述钢芯（1）可替换为钢丝绳。
3.根据权利要求1所述的一种大长度铜钢复合智能接触线，其特征在于：所述铜合金单丝（6）可替换为钢丝绳或纯铜单丝。
4.根据权利要求1所述的一种大长度铜钢复合智能接触线，其特征在于：所述铜合金层（7）可替换为铜层。
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