鐵路綜合貫通地線及其地線泄流單元單體的制作方法
【專利摘要】本發明公開了鐵路綜合貫通地線及其地線泄流單元單體，所述地線泄流單元單體包括位于外層的銅合金部分和中心層的地線泄流金屬合金部分，銅合金部分與地線泄流金屬合金部分以冶金結合方式復合。本發明的地線泄流單元單體利用銅合金的高耐腐性，達到高防腐目標，使用壽命超過30年，而且與鉛護套和其他高分子護套相比而言，可以達到環保的設計目標。同時本發明將貫通地線的兩種功能單元分別設計為地線泄流單元單體和地線智能檢測單元單體，這些單元單體可以實現數量、材質、成纜方式等設計層面上的自由組合，化整為零，結構設計與組合靈活，現場適用性強。
【專利說明】鐵路綜合貫通地線及其地線泄流單元單體
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種適用于鐵路信號系統軌道電路區段與電纜同溝敷設的貫通地線，適用于鐵路客運專線綜合接地系統、電氣化鐵路電力牽引回流地線或電氣設備的接地線等的鐵路綜合貫通地線及其地線泄流單元單體。
【背景技術】
[0002]目前，國內外高速電氣化鐵路進入大規模建設階段。到2020年，我國電氣化鐵路的總里程預計將達到6萬公里，復線、電化率均達到45%以上；全國鐵路營業里程規劃目標由10萬公里調整為12萬公里以上，電化率由50%調整為60%以上。進一步擴大鐵路網規模以及提高電氣化鐵路比重，是為了發揮好鐵路技術經濟優勢，更好地適應建設和諧社會以及交通可持續發展的要求。
[0003]與此同時，我國的軌道交通線路建設取得了重大突破。截至2011年8月，全國已建成軌道交通線路達到1568公里，建成線路50條，運營車站總數995座，我國軌道交通線網總體供給能力處于高幅增長階段。我國軌道交通線路供給趨勢，像北京、上海、廣州、深圳等特大城市由多條線路向網絡化發展；像武漢、南京、重慶、成都、沈陽等城市由單條線路向多條線路發展，線網供給呈現快速增加趨勢。根據各城市近期軌道交通發展規劃，到2012年，其中，北京軌道交通線網將全部覆蓋中心城區，運營里程將達到440公里；上海軌道交通將形成13條線路、300多座車站、運營總長度超過500公里的軌道交通基本網絡。預計到2020年中國城市軌道交通線路總長將超過3000公里。
[0004]鐵路是一個國家最為重要的基礎設施，在綜合運輸體系中占據著重要位置。但隨著鐵路電氣化水平的不斷提高及其高速鐵路的迅速發展，列車行駛速度越來越快，從而對鐵路的電氣化設備安全可靠性和人身安全防護提出了更高的要求。其中，實現鐵路信號傳輸設備的可靠接地是實現安全控制的一個重要環節。為此，我國鐵路沿線設施采用鐵路綜合貫通地線全線貫通接地，構建鐵路綜合接地系統，確保鐵路沿線設施電位相同，從而保證鐵路行車的安全可靠。鐵路綜合接地系統是鐵路設施的通信、信號、電力、電氣化等專業的綜合接地工程，它在保障鐵路行車安全的實踐中發揮著極其重要的作用。鐵路綜合貫通地線是鐵路綜合接地系統的重要組成部分，其技術性能直接影響整個接地系統的安全可靠度。鐵路綜合貫通地線將軌旁設備、軌旁建筑、軌道板、接觸網等相關接地裝置連接在一起，實現了信號系統的等電位連接，相關系統的防雷、機車牽引回流、軌旁建筑及軌旁設備的感應電壓和感應電流的快速疏散等安全基礎保障功能。
[0005]目前，鐵路上使用的鐵路綜合貫通地線有兩種，一是鋁合金護套貫通地線，二是熱塑性(或熱固性)導電高分子護套貫通地線。對于鋁合金護套貫通地線，依據金屬腐蝕與防護國家重點實驗室的實驗表明:“在酸性、中性及堿性土壤中，用埋設試件的方法，研究了鋁合金的腐蝕行為，結果表明，鋁合金在土壤中腐蝕重要表現為局部腐蝕，在堿性及酸性土壤中腐蝕嚴重。”鋁合金護套在土壤中的嚴重腐蝕，嚴重威脅到鐵路行車系統的安全可靠性。熱塑性(或熱固性)導電高分子護套貫通地線護套材料的基體材料為聚烯烴(或橡膠)類，該系列材料軟化溫度低、易開裂，當內部導體長期承受大電流、遭受雷擊、通信信號電纜接地不良等情況時，易導致與貫通地線間出現電位，差造成閃絡等，此時貫通地線護套軟化、開裂甚至自燃，無法保障鐵路的運行安全。對于傳統的鉛包銅貫通地線因環保因素，國家環保部門和鐵路主管部門已經明令禁止使用。對于導電泄流功能而言，由于銅導體體積電阻率小、耐土壤腐蝕性能好，電氣連接可靠性高，目前的鐵路綜合貫通地線大部分采用銅導體絞合。但是銅資源比較緊張，電工用銅價格較高。銅導體成本占貫通地線成本比重大，以至整個系統造價較高。 [0006]中華人民共和國鐵道部運輸局【運電高信函】【2012】359號2012年7月27日“鐵道部運輸局關于規范鐵路貫通地線運用的通知”指出:部分高速鐵路采用高分子材料護套貫通地線，根據高鐵運用情況及安全大檢查有關路局的反應，存在以下主要問題，一是瞬時泄流不暢，多次發生遇大電流通過時出現護套燃燒情況；二是經運用觀察，長時間(實際使用年限在三年之內)使用該類型貫通地線，高分子材料護套存在不同程度的老化和劣化情況，導電率下降；三是經實際測試，高分子材料護套貫通地線電阻率顯著高于金屬護套貫通地線。為規范貫通地線材質，確保高鐵運行安全，要求如下:
[0007]1、從即日起，普速鐵路和客專線路的綜合貫通地線，必須使用外護套采用金屬或合金制造，并具有耐腐性能的貫通地線。
[0008]2、各設計單位應嚴格按照上述要求進行設計，運用單位采購貫通地線時，也須按上述要求進行采購。
[0009]3、鑒于高分子材料護套貫通地線在運用中出現的問題，目前尚未招標采購的工程項目一律不得使用該類產品，已完成合同簽訂的，由建設單位會商相關單位變更事宜。
[0010]4、各鐵路局應指導電務段，對在用的貫通地線使用情況進行檢查，對不符合本規定的產品，在加強測試的基礎上，對發現電氣性能不達標的情況要逐一登記并及時整治，有條件時予以更換。
[0011]因此，迫切需要高耐腐蝕、環保型、低成本的新型的綜合貫通地線。
【發明內容】
[0012]本發明的第一個目的是解決現有技術存在的問題，提供高耐腐蝕的、環保的地線泄流單元單體。
[0013]實現本發明第一個目的的技術方案是一種地線泄流單元單體，包括位于外層的銅合金部分和中心層的地線泄流金屬合金部分，銅合金部分與地線泄流金屬合金部分以冶金結合方式復合。
[0014]本發明的第二個目的是解決現有技術存在的問題，提供高耐腐蝕的、環保的、性能好的鐵路綜合貫通地線。
[0015]實現本發明第二個目的的技術方案是一種鐵路綜合貫通地線，包括地線泄流單元；所述地線泄流單元由地線泄流單元單體組成；所述地線泄流單元單體包括位于外層的銅合金部分和中心層的地線泄流金屬合金部分，銅合金部分和地線泄流金屬合金部分以冶金結合方式復合。
[0016]鐵路綜合貫通地線還包括地線智能檢測單元；所述地線智能檢測單元由地線智能檢測單元單體組成；所述地線智能檢測單元單體包括位于外部的皺紋銅管護套層和位于中心的智能檢測單元。
[0017]所述地線泄流單元為一個地線泄流單元單體，或者多個地線泄流單元單體絞合。
[0018]所述多個地線泄流單元單體絞合的層數為一層或者多層。
[0019]所述地線泄流單元單體的地線泄流金屬合金部分為銅合金或者鋁合金或者鐵合金或者多種合金的冶金復合。
[0020]所述多個地線泄流單元單體的地線泄流金屬合金部分為相同材質或者不同材質。
[0021]所述地線智能檢測單元為一個或者多個地線智能檢測單元單體。
[0022]所述地線智能檢測單元單體的智能檢測單元為報警絕緣電纜，或者分布檢測式光纖光纜，或者是報警絕緣電纜和分布檢測式光纖光纜的綜合體。
[0023]采用了上述技術方案后，本發明具有以下的積極的效果:
[0024](I)本發明的地線泄流單元單體利用銅合金的高耐腐性，達到高防腐目標，使用壽命超過30年，而且與鉛護套和其他高分子護套相比而言，可以達到環保的設計目標。
[0025](2)本發明將貫通地線的兩種功能單元分別設計為單元單體一地線泄流單元單體和地線智能檢測單元單體，這些單元單體可以實現數量、材質、成纜方式等設計層面上的自由組合，化整為零，結構設計與組合靈活，現場適用性強。
[0026](3)本發明的綜合貫通地線設置有地線智能檢測單元單體時的智能化設計，與信息化需求接軌，同時可以在線監測電纜工作狀態。
[0027](4)本發明的地線泄流單元單體的銅合金部分和地線泄流金屬合金部分以冶金結合方式復合，熱穩定性好，系統熱阻小，導熱系數高。
[0028](5)本發明不會因燃燒而釀成火災；接地效果持久穩定，瞬時泄流暢通；電纜敷設便利；地線熔接方便快捷，穩固。
[0029](6)本發明的地線泄流單元單體的地線泄流金屬合金部分除選用銅合金外，還可以選用鋁合金或鐵合金或者多種合金的冶金復合，則可以改善機械應力承受、節約銅材、降低電纜成本；同時采用鋁合金或鐵合金或者多種合金的冶金復合時，因其目標銅材回收價值低、回收成本高等原因，可以起到地線防盜效果。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0030]為了使本發明的內容更容易被清楚地理解，下面根據具體實施例并結合附圖，對本發明作進一步詳細的說明，其中
[0031]圖1為本發明的地線泄流單元單體橫截面示意圖。
[0032]圖2為本發明的地線智能檢測單元單體橫截面示意圖。
[0033]圖3為本發明的貫通地線的一種方案的橫截面示意圖，圖中的貫通地線只采用一個地線泄流單元單體。
[0034]圖4為本發明的貫通地線的另一種方案的橫截面示意圖，圖中的貫通地線采用多個地線泄流單元單體絞合一層，中心設置地線智能檢測單元單體(若有)的方式。
[0035]圖5為本發明的貫通地線的另一種方案的橫截面示意圖，圖中的貫通地線采用多個地線泄流單元單體絞合兩層，中心設置地線智能檢測單元單體(若有)的方式。
[0036]附圖中的標號為:
[0037]地線泄流單元單體1，銅合金部分11，地線泄流金屬合金部分12，地線智能檢測單元單體2，皺紋銅管護套層21，智能檢測單元22。
【具體實施方式】
[0038](實施例1)
[0039]見圖1，地線泄流單元單體I包括位于外層的銅合金部分11和中心層的地線泄流金屬合金部分12，銅合金部分11與地線泄流金屬合金部分12以冶金結合方式復合。地線泄流金屬合金部分12由拉絲工藝及其設備完成，銅合金部分11可以通過銅合金帶縱包、焊接、整體拉拔完成，也可以通過特殊覆層、電鍍工藝來達到。地線泄流金屬合金部分12為銅合金或者鋁合金或者鐵合金或者多種合金的冶金復合。
[0040]見圖2，地線智能檢測單元單體2包括位于外部的皺紋銅管護套層21和位于中心的智能檢測單元22。皺紋銅管護套層21由銅帶縱包、焊接、拉拔、軋紋工序完成。智能檢測單元22為報警絕緣電纜，或者分布檢測式光纖光纜，或者是報警絕緣電纜和分布檢測式光纖光纜的綜合體。
[0041]鐵路綜合貫通地線必須包括地線泄流單元，在必要時可以包括地線智能監測單
J Li ο
[0042]由于將功能設計單元化，因此貫通地線的結構可以根據需要隨意組合。
[0043]貫通地線可以只包含一個地線泄流單元，且這個地線泄流單元就是一個地線泄流單元單體1，如圖3所示。
[0044]如圖4所示，貫通地線可以包含一個地線泄流單元和一個地線智能監測單元，地線智能監測單元為一個地線智能檢測單元單體2，設置在中心。地線泄流單元包括多個地線泄流單元單體1，絞合成一層設置在地線智能檢測單元單體2外部。多個地線泄流單元單體I的地線泄流金屬合金部分12可以為相同材質或者不同材質。根據現場需求也可以設計多個地線智能檢測單元單體2。
[0045]如圖5所示，貫通地線的結構與圖4的區別在于，地線泄流單元包括兩層絞合的地線泄流單元單體I。
[0046]地線泄流單元單體I和地線智能檢測單元單體2的相對位置依據現場需要可以設計成多種型式。
[0047]以上所述的具體實施例，對本發明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發明的具體實施例而已，并不用于限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種地線泄流單元單體(1)，其特征在于:包括位于外層的銅合金部分(11)和中心層的地線泄流金屬合金部分(12)，銅合金部分(11)與地線泄流金屬合金部分(12)以冶金結合方式復合。
2.一種鐵路綜合貫通地線，其特征在于:包括地線泄流單元；所述地線泄流單元由地線泄流單元單體(I)組成；所述地線泄流單元單體(I)包括位于外層的銅合金部分(11)和中心層的地線泄流金屬合金部分(12)，銅合金部分(11)與地線泄流金屬合金部分(12)以冶金結合方式復合。
3.根據權利要求2所述的鐵路綜合貫通地線，其特征在于:還包括地線智能檢測單元；所述地線智能檢測單元由地線智能檢測單元單體(2)組成；所述地線智能檢測單元單體(2)包括位于外部的皺紋銅管護套層(21)和位于中心的智能檢測單元(22)。
4.根據權利要求2或3所述的鐵路綜合貫通地線，其特征在于:所述地線泄流單元為一個地線泄流單元單體(I )，或者多個地線泄流單元單體(I)絞合。
5.根據權利要求4所述的鐵路綜合貫通地線，其特征在于:所述多個地線泄流單元單體(I)絞合的層數為一層或者多層。
6.根據權利要求4所述的鐵路綜合貫通地線，其特征在于:所述地線泄流單元單體(I)的地線泄流金屬合金部分(12)為銅合金或者鋁合金或者鐵合金或者多種合金的冶金復合；所述多個地線泄流單元單體(I)的地線泄流金屬合金部分(12)為相同材質或者不同材質。
7.根據權利要求2或3所述的鐵路綜合貫通地線，其特征在于:所述地線智能檢測單元為一個或者多個地線智能檢測單元單體(2 )。
8.根據權利要求7所述的鐵路綜合貫通地線，其特征在于:所述地線智能檢測單元單體(2)的智能檢測單元(22)為報警絕緣電纜，或者分布檢測式光纖光纜，或者是報警絕緣電纜和分布檢測式光纖光纜的綜合體。
【文檔編號】H01B7/00GK103680684SQ201210344452
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年9月17日 優先權日:2012年9月17日
【發明者】趙先鋒, 周澤, 劉青波 申請人:遠東電纜有限公司, 江蘇新遠東電纜有限公司, 遠東復合技術有限公司