淺談我國電氣化鐵道接觸線和承力索的作用與材質(zhì)

一、接觸線和承力索的作用

    接觸線是接觸懸掛中與受電弓直接接觸的部分，所以必須具有良好的電氣性能、足夠的機(jī)械強(qiáng)度和耐磨性能。根據(jù)鐵路全面提速和向高速方向發(fā)展的要求，接觸線還應(yīng)具有線密度?。ú▌?dòng)傳播速度高）和高溫強(qiáng)度大（耐軟化性能好）的特征。我國目前規(guī)定接觸線的額定張力為10kN（TCG-100）和8.5kN（TCG-85），其中考慮了錨段內(nèi)可能出現(xiàn)額定張力15%的張力增量，以及接觸線磨耗后截面積的減小值，然后還要考慮不小于2.5的安全系數(shù)。接觸線中部位置有兩個(gè)溝槽，用以固定吊弦線夾、定位線夾及電連接線夾等零部件，溝槽的下部為與受電弓接觸部分，其底面稱為工作面。

    承力索是用來承受接觸懸掛重量的金屬絞線，通過吊弦懸吊接觸線，接觸線及有關(guān)零部件的重量均由承力索承受，并通過支持裝置傳給支柱及有關(guān)結(jié)構(gòu)物。承力索的額定張力當(dāng)采用GJ-70（鋼絞線截面為70 mm）時(shí)為15kN，當(dāng)采用GJ-100（鋼絞線截面為100 mm）時(shí)為20 kN。其中也考慮了30％的因腐蝕而引起的強(qiáng)度下降，全補(bǔ)償時(shí)錨段內(nèi)可能出現(xiàn)額定張力10％的張力增量和鋼承力索不小于3（銅承力索不小于2）的安全系數(shù)。因此，要求承力索要有一定的機(jī)械強(qiáng)度。承力索架設(shè)后，既能減小接觸線的弛度，又可通過吊弦調(diào)整接觸線的高度，改善接觸懸掛的彈性。在電氣方面，必要時(shí)與接觸線并聯(lián)供電，共同擔(dān)負(fù)傳導(dǎo)電流的任務(wù)，此時(shí)還要求其有較好的電氣性能。

二、接觸線和承力索的材質(zhì)和規(guī)格

1、接觸線的材質(zhì)和規(guī)格

   我國電氣化鐵路建設(shè)初期，采用銅接觸線，規(guī)格有TCG-100和TCG-85兩種。其符號(hào)含義：T表示銅，C表示電車線，G表示溝形，數(shù)字表示截面積（mm2）。TCG-100用于區(qū)間及站場(chǎng)正線，TCG-85用于站場(chǎng)站線。銅接觸線具有電氣性能好，耐腐蝕，使用壽命較長(zhǎng)及施工架設(shè)方便等優(yōu)點(diǎn)。但由于銅的資源在我圍尚不富有，為了節(jié)約用銅，在助世紀(jì)70年代韌，我國開始使用鋼鋁接觸線，與TCG-100和TCG-85型接觸線相對(duì)應(yīng)，鋼鋁接觸線的規(guī)格為GLCA-100/215和GLCB-80/173。其符號(hào)含義是：G表示鋼，L表示鋁，C表示電車線，A、B表示序號(hào)，分式中的分母為鋼和鋁的總裁面積、分子為當(dāng)量銅電車線的截面積（mm2）。因鋼鋁的導(dǎo)電性能比銅要差，用加大鋼鋁截面積的辦法，使其達(dá)到銅導(dǎo)線等同導(dǎo)電性能的截面積，通常稱為當(dāng)量截面積。如GLCA-100/215型鋼鋁接觸線，表示215mm2的鋼鋁線的導(dǎo)電性能相當(dāng)于100mm2的銅導(dǎo)線。這種電車線為一種復(fù)合材料的導(dǎo)線，其上部為鋁材，用以導(dǎo)電，下部為銅材，是工作部分，用以承受張力和滿足耐磨要求（簡(jiǎn)稱為上、下復(fù)合式鋼鋁接觸線）。與銅電車線比較，具有強(qiáng)度較高，不易拉斷及耐磨等優(yōu)點(diǎn)。但存在耐腐蝕性能較差、出現(xiàn)硬彎后不易調(diào)直、硬點(diǎn)不易消除、受電弓通過時(shí)易于打弓及鋼鋁結(jié)合部可能產(chǎn)生開裂等缺點(diǎn)。

    近年來，我國還正在研制新型材料的接觸線，進(jìn)入90年代以后，中國研制了CTHA-110型和CTHA-120型銀銅合金接觸線（也稱AgCu110、AgCu120），MgCu-120型鎂銅合金接觸線也有使用，銅合金接觸線具有抗拉強(qiáng)度高、耐高溫性能好的特點(diǎn)。目前已成為中國繁忙干線或提速干線接觸網(wǎng)的主流產(chǎn)品。

2、承力索的材質(zhì)和規(guī)格

   目前我國采用的接觸網(wǎng)承力索，主要有銅與鋼兩種材質(zhì)的。

   銅承力案的導(dǎo)電性能好，抗腐蝕能力強(qiáng)，適用于沿海、工業(yè)污染地段及長(zhǎng)隧道內(nèi)。但抗拉強(qiáng)度較低，線脹系數(shù)較大，溫度變化時(shí)產(chǎn)生的弛度變化較大，對(duì)接觸懸掛的彈性有影響，而且銅材的價(jià)格也較昂貴。一般只在載流截面及抗腐蝕需要時(shí)才使用。常用的銅承力索規(guī)格有TJ-95和TJ-120硬銅絞線。符號(hào)含義：T表示銅，J表示絞線，數(shù)字為截面積（mm2）。

   鋼承力索抗拉強(qiáng)度較高，線脹系數(shù)較小，溫度變化時(shí)弛度影響較小，對(duì)接觸懸掛的彈性有利，價(jià)格較便宜，節(jié)省有色金屬，所以便用廣泛。但存在耐腐蝕性能差，施工運(yùn)營中需涂油防腐，使用壽命較短等缺點(diǎn)。常用的規(guī)格有GJ-70和GJ-100鍍鋅鋼絞線。符號(hào)含義：G表示銅，J表示絞線，數(shù)字為截面積（mm2）。隨著防腐技術(shù)的提高，目前已推廣采用鍍鋁鋅鋼絞線，提高了防腐能力，免除了涂油工序，并延長(zhǎng)了使用壽命。

    近年來，我國又研制了鋁覆鋼一鋁混絞線作承力索。該絞線由鋁覆鋼線和鋁線合絞而成。鋁覆鋼線的鋼芯為承力部分，覆鋁層的鋁和鋁線則作為導(dǎo)電用，這種導(dǎo)線充分利用了鋁和鋼的優(yōu)點(diǎn)，具有導(dǎo)電性能、機(jī)械強(qiáng)度和抗腐蝕性能兼?zhèn)涞谋容^理想的承力索。

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