能監(jiān)測張拉應力變化的貫通地線的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種能監(jiān)測張拉應力變化的貫通地線，包括纜芯和設置于纜芯外的金屬外護套，所述纜芯由若干根金屬導體相互絞合而成，在纜芯中設置有壓電傳感器。所述壓電傳感器位于纜芯的中心位置，金屬導體絞合于該壓電傳感器的外周。所述壓電傳感器包括鋼索芯，在鋼索芯上膠粘有壓電薄膜，在所述壓電薄膜外依次包覆有內護層和屏蔽層，在該屏蔽層上擠包有外護層。所述壓電薄膜通過膠粘層膠粘于鋼索芯上。所述壓電薄膜沿鋼索芯長度方向間隔設置。本實用新型能準確監(jiān)測地線張拉應力變化，有效預防地線斷裂損壞，實現(xiàn)了從地線斷裂后的報警修復到防范預警的轉換，特別適用于具有高可靠性、高安全性要求的鐵路綜合共用接線系統(tǒng)中。
【專利說明】
能監(jiān)測張拉應力變化的貫通地線
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種鐵路綜合接地系統(tǒng)中使用的接地電纜，尤其涉及一種能夠監(jiān)測張拉應力變化的貫通地線。
【背景技術】
[0002]鐵路貫通地線系統(tǒng)是保障鐵路行車安全，實現(xiàn)列車高速、重載、通信信號技術數(shù)字化智能化的關鍵設施，鐵路貫通地線則是鐵路貫通地線系統(tǒng)的關鍵部分之一。鐵路貫通地線通過保證全線路電氣設備和接線的同電位，消除了因不同設備之間的電位差引起的不平衡電流，滿足了大型接地系統(tǒng)長期良好接地電阻值的要求，實現(xiàn)了對人員和設備的有效保護。
[0003]在人為和不可抗拒的外力作用下，鐵路貫通地線很可能會造成斷裂損壞，如果不能及時發(fā)現(xiàn)并實施維護會影響信號傳輸系統(tǒng)技術參數(shù)的準確控制和信息傳輸信號控制的可靠性，給高速鐵路的安全留下隱患。及時發(fā)現(xiàn)貫通地線斷裂狀況及運行狀態(tài)是保證鐵路系統(tǒng)可靠、安全的基礎和保障，尤其是隨著鐵路無砟軌道、信號系統(tǒng)設備綜合接地、“四電”集成的廣泛應用，接地系統(tǒng)的安全性越來越重要，貫通地線的作用顯得更加關鍵。
[0004]目前解決貫通地線斷線最常用的技術手段是在貫通地線的銅鉸線中加入一根或一根以上的信號報警線。如本
【申請人】申請的國家專利“高安全護套貫通地線”，專利號:201120244011.6;正常情況下信號線報警處于導通狀態(tài)，顯示正常，當貫通地線在外力作用下斷裂后，其信號線也會呈開路狀態(tài)，報警設備發(fā)出斷線報警信號，但這種報警線往往僅能反映貫通地線是否斷裂，不能確定斷點位置。中國專利“一種遠程監(jiān)控斷線報警貫通地線”，專利號:201220385635.4中的報警單元則是由兩根絕緣單線絞合而成，當貫通地線受外力作用斷裂時，該報警單元內的兩根絕緣單線之間的工作電容發(fā)生變化，監(jiān)測設備可根據(jù)變化的工作電容值自動計算出斷點位置并進行報警，方便維修人員的快速定位和快速修復，這種具有兩根絕緣單線的報警單元既能區(qū)別是否斷線，還可以確定斷線的位置。但是不管單根絕緣線或兩根絕緣線的報警線均只能在貫通地線斷裂后作出報警反映，而不能監(jiān)測貫通地線的實時狀況，尤其不能監(jiān)測和控制造成貫通地線斷裂的主要原因一一拉力大小的變化狀態(tài)。
【實用新型內容】
[0005]針對現(xiàn)有技術所存在的上述不足，本實用新型所要解決的技術問題是提供一種能準確監(jiān)測地線張拉應力變化，有效預防地線斷裂損壞的能監(jiān)測張拉應力變化的貫通地線。
[0006]為了解決上述技術問題，本實用新型的一種能監(jiān)測張拉應力變化的貫通地線，包括纜芯和設置于纜芯外的金屬外護套，所述纜芯由若干根金屬導體相互絞合而成，在纜芯中設置有壓電傳感器。
[0007]在上述結構中，由于在纜芯中設置有壓電傳感器，當貫通地線受到意外機械作用或地線軸向拉伸力變化時，壓電傳感器會將這些應力變化的機械信號轉換為電信號傳輸至監(jiān)控設備并發(fā)出預警信號，使人們能及時干預和處理，避免斷線等故障發(fā)生，從而變傳統(tǒng)的事后損壞處理為事前預防，以保證了貫通地線始終處于安全可靠的工作狀況，有效地確保了列車運行。
[0008]本實用新型的優(yōu)選實施方式，所述壓電傳感器位于纜芯的中心位置，金屬導體絞合于該壓電傳感器的外周。所述壓電傳感器包括鋼索芯，在鋼索芯上膠粘有壓電薄膜，在所述壓電薄膜外依次包覆有內護層和屏蔽層，在該屏蔽層上擠包有外護層。采用壓電薄膜作為壓電傳感器更能及時反映貫通地線彎曲、拉伸和壓縮應力的變化，準確感知貫通地線的異常應力變化。壓電薄膜不僅輕薄、柔軟、靈敏度極好，而且具有很強的機械韌性，直接貼附在鋼絲上又不會對貫通地線及鋼索芯的彎曲和布線造成影響。鋼索芯隨壓電傳感器位于纜芯的中心位置，既大大增強了貫通地線的抗拉機械強度，彌補了銅質纜芯機械強度相對較弱的不足，使貫通地線具有更好的機械性能，又能使貫通地線在整個截面上的受力更加合理。
[0009]本實用新型的進一步實施方式，所述壓電薄膜通過膠粘層膠粘于鋼索芯上。所述壓電薄膜沿鋼索芯長度方向間隔設置。當鋼索芯隨貫通地線被拉伸壓縮或彎曲時，粘附于鋼索芯上的壓電薄膜受到力的作用產(chǎn)生相應電荷，使機械變化轉換為電信號傳輸給監(jiān)測設備發(fā)生指示信號。沿長度方向間隔設置的壓電薄膜能反映不同區(qū)段貫通地線的張力變化，并針對不同區(qū)段發(fā)出預期信號。
[0010]本實用新型的優(yōu)選實施方式，所述鋼索芯為單根鋼絲或鋼絲束;所述屏蔽層為鍍錫絲編織層。采用鋼絲或鋼絲束能使貫通地線既具有極好的抗拉性能，又具有良好的柔性。鍍錫銅絲編織層的屏蔽結構具有屏蔽效果好、柔性好的雙重優(yōu)點。壓電薄膜外的屏蔽層，能有效避免外部電磁場對壓電信號的干擾，保證壓電信號的準確可靠獲取。
[0011 ]本實用新型優(yōu)選實施方式，所述金屬外護套為銅合金護套，在該金屬外護套上包覆有耐腐層。銅合金護套不僅具有良好的導電性能，而且具有較好耐腐性和地域適應性。在金屬外護套上設有耐腐層，能有效地提高貫通地線在各種土壤環(huán)境中的適應性，具有較好的耐腐、環(huán)保性能。
【附圖說明】

[0012]下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型能監(jiān)測張拉應力變化的貫通地線作進一步說明。
[0013]圖1是本實用新型能監(jiān)測張拉應力變化的貫通地線一種【具體實施方式】的截面結構示意圖；
[0014]圖2是圖1所示實施方式中的壓電傳感器放大結構示意圖；
[0015]圖3是本實用新型能監(jiān)測張拉應力變化的貫通地線另一種【具體實施方式】的截面結構示意圖。
[0016]圖中，I —纜芯、2—金屬導體、3—壓電傳感器、31 —鋼索芯、32—I父粘層、33—壓電薄膜、34—內護層、35—屏蔽層、36—外護層、4一金屬外護套、5一耐腐層。
【具體實施方式】
[0017]如圖1所示的能監(jiān)測張拉應力變化的貫通地線，該貫通地線包括18根銅質的金屬導體2，金屬導體2通過層絞或同心絞合于一起形成纜芯I，在纜芯I上包裹有金屬外護套4，該金屬外護套4為銅合金護套，銅合金護套的材料為銅鋅合金。在金屬外護套4上還包覆有耐腐層5，該耐腐層5的材料為導電塑料。在纜芯I中設置有壓電傳感器3，壓電傳感器3位于纜芯I的中心位置，金屬導體2則絞合于壓電傳感器4的外周。
[0018]如圖2所示，纜芯I中的壓電傳感器3包括有鋼索芯31，在鋼索芯31上通過膠粘層32貼附有壓電薄膜33，即包覆于鋼索芯31外周的壓電薄膜33與鋼索芯31之間設有膠粘層32。壓電薄膜33是由共聚物聚偏氟乙烯(PVDF)材料而制成，它具有很高的壓電性能和極佳的柔順性。鋼索芯31既可是單根鋼絲，也可以是若干鋼絲絞合而成。壓電薄膜33沿鋼索芯的長度方向間隔地設置有多片壓電薄膜，以監(jiān)測不同地線區(qū)段的拉伸、壓縮、彎曲等機械應力。各片壓電薄膜均與監(jiān)測設備電連接，在壓電薄膜33外設有內護套34。在內護套34上設有屏蔽層35，該屏蔽層35由鍍錫銅絲編織而成，在屏蔽層35上包覆有外護層36。內護套34和外護層36均以聚乙烯為材料。
[0019]圖3所示實施方式中除纜芯I的金屬導體2的根數(shù)及耐腐層與上述實施例不同外，其他均相同。該實施例中在壓電傳感器3的外周絞合有6根金屬導體2，金屬導體2也以銅為材料。在纜芯I的外周包覆有合金銅質的金屬外護套5、在金屬外護套5上噴涂有導電陶瓷而形成的耐腐層6。
[0020]以上對本實用新型專利的特定實施例進行圖示和說明，但本實用新型專利不僅僅限于以上實例，凡根據(jù)本實用新型專利所作的等效變換，都應在本實用新型專利保護范圍之內。
【主權項】
1.一種能監(jiān)測張拉應力變化的貫通地線，包括纜芯(I)和設置于纜芯(I)外的金屬外護套(5)，其特征在于:所述纜芯(I)由若干根金屬導體(2)相互絞合而成，在纜芯(I)中設置有壓電傳感器(3)。2.根據(jù)權利要求1所述的能監(jiān)測張拉應力變化的貫通地線，其特征在于:所述壓電傳感器(3)位于纜芯(I)的中心位置，金屬導體(2)絞合于該壓電傳感器(3)的外周。3.根據(jù)權利要求1或2所述的能監(jiān)測張拉應力變化的貫通地線，其特征在于:所述壓電傳感器(3)包括鋼索芯(31)，在鋼索芯(31)上膠粘有壓電薄膜(33)，在所述壓電薄膜(33)外依次包覆有內護層(34)和屏蔽層(35)，在該屏蔽層(35)上擠包有外護層(36)。4.根據(jù)權利要求3所述的能監(jiān)測張拉應力變化的貫通地線，其特征在于:所述壓電薄膜(33)通過膠粘層(32)膠粘于鋼索芯(31)上。5.根據(jù)權利要求3所述的能監(jiān)測張拉應力變化的貫通地線，其特征在于:所述壓電薄膜(33)沿鋼索芯(31)長度方向間隔設置。6.根據(jù)權利要求3所述的能監(jiān)測張拉應力變化的貫通地線，其特征在于:所述鋼索芯(31)為單根鋼絲或鋼絲束;所述屏蔽層(35)為鍍錫絲編織層。7.根據(jù)權利要求1所述的能監(jiān)測張拉應力變化的貫通地線，其特征在于:所述金屬外護套(5)為銅合金護套，在該金屬外護套(5)上包覆有耐腐層(6)。8.根據(jù)權利要求7所述的能監(jiān)測張拉應力變化的貫通地線，其特征在于:所述耐腐層(6)為導電塑性層。9.根據(jù)權利要求7所述的能監(jiān)測張拉應力變化的貫通地線，其特征在于:所述耐腐層(6)為導電陶瓷噴涂層。
【文檔編號】H01B7/32GK205722940SQ201620576889
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年6月14日
【發(fā)明人】王子純, 吳榮美, 邵秀琴, 陳子洪, 陳彩云
【申請人】江蘇東強股份有限公司