TBT 2809-2005 电气化铁道用铜及铜合金接触线

架空刚性接触网接触线磨耗分析发布时间：2023-02-01T02:58:11.769Z 来源：《中国建设信息化》2022年9月18期作者：周林[导读] 为减缓城市轨道交通牵引供电系统中架空刚性接触网接触线的磨耗速度，延长接触线使用寿命周林身份证号：51018419880705****摘要：为减缓城市轨道交通牵引供电系统中架空刚性接触网接触线的磨耗速度，延长接触线使用寿命，通过对运营线路实际数据统计分析，得出接触线绝缘锚段关节设置位置、客流量过大、隧道和轨面结构变化等为造成磨耗过快的主要原因。

并针对性的提出改变绝缘锚段关节设置位置或结构方式、减缓大站载客量和改用扁平耐磨接触线材等方法来解决此问题。

关键词：架空刚性接触网；接触线；磨耗；绝缘锚段关节；客流量城市轨道交通作为现代化交通工具，以其运量大、速度快、准点舒适、安全环保等优点而越来越受到人们的亲睐。

由于供电系统在城市轨道交通中担当着动力源泉的重要角色，而接触线正是列车从此动力源取流的唯一且无备用渠道，它的状态良好与否直接决定着列车能否安全运营。

近年来，据实际调查数据显示，接触线磨耗过快已成为地铁的一个高发问题。

为了保证列车的长期安全稳定运营，我们必须积极寻求有效方法，减缓接触线的磨耗。

一、线路实际调查R市地铁1号线开通运营四年多，部分锚段磨耗加剧，开始换线工作。

据统计，截止2017年12月，1号线一期共计换线60个锚段，其中2015年6个，2016年25个，2017年29个，数量逐年攀升。

而1号线一期全程总计176个锚段，短短几年，换线率竟高达34.1%。

依照行业标准，正常情况下，接触线寿命为12-15年。

此点可从各市2005年前开通的线路实际换线统计中得到印证。

两相对比，不难看出，R市地铁接触线磨耗过快问题已十分严重。

本文以R市为引出点，重点分析架空刚性接触网接触线磨耗问题。

下面，我将通过实际调查数据来浅谈一下个人的观点。

通过实际跟踪调查，本人从R市地铁1号线一期所换的60个锚段和未换的锚段中，分别抽取了10个二次换线锚段、20个一次换线锚段和20个未换线锚段进行详细对比，具体如下表1、表2、表3。

277管理及其他M anagement and other电气化铁路Cu-Mg 合金接触线研究现状及展望朱一平，刘东雨（华北电力大学（北京）能源动力与机械工程学院，北京 昌平 102206）摘 要：介绍了最新国家标准中对铜镁合金接触线的部分性能要求，研究了铜镁合金接触线的生产方法及稀土对产品性能的影响，分析了上引连续挤压法的优缺点及稀土对铜镁合金接触线性能的提升作用。

关键词：铜镁合金接触线；国家标准；连续挤压法；稀土中图分类号：U225 文献标识码：A 文章编号：11-5004（2020）15-0277-2收稿日期：2020-08作者简介：朱一平，男，生于1997年，汉族，安徽安庆人，硕士研究生，研究方向：高导电金属材料。

目前，我国已建成世界规模最大高速铁路网，高铁网对50万人口以上城市覆盖率达到86%。

随着高速动车组运行速度的提高，电气化铁路接触线材料的性能要求也越来越高。

目前接触线使用最广泛的材料是铜锡合金和铜镁合金，但铜镁合金接触线的性能更好。

且随着上引连挤工艺的投入使用，铜镁合金接触线的机电性能得到了大幅度提高。

但高速铁路速度的进一步提升，就需要对铜镁合金接触线进行优化。

1 国家标准铁道部于2017年发布了TB/T 2809—2017《电气化铁路用铜及铜合金接触线》。

与2005年的旧标准相比，新标准对接触线关键指标抗拉强度和导电率的要求都有提升[1-2]。

不同型号接触线的表示方法如图1所示。

根据新标准要求，铜及铜镁合金的化学成分如表1。

从表1中可以看出，新标准对于铜镁合金接触线中的镁含量给出了一个较为宽泛的范围，而且三种不同性能接触线的镁含量有交叉的部分。

这也给铜镁合金接触线的研发与生产提供了一个较大的空间。

表1 铜镁合金接触线化学成分铜镁合金型号化学成分（质量分数）/%ω(Cu)ω(Mg)ω(P)其他元素总和CTM 余量0.10~0.40≤0.01≤0.10CTMM 余量0.20~0.60≤0.01≤0.10CTMH余量0.30~0.70≤0.01≤0.10新发布的标准中给出的接触线部分机电性能要求见表2。

铜或铜合金(青铜)制的接触线.技术条件铜或铜合金制的接触线是电力传输和分配系统中的重要组成部分。

接触线通常由高纯度铜或铜合金材料制成，具有良好的导电性和导热性能，以确保电流顺利传输并有效冷却。

本文将介绍铜和铜合金制接触线的制作工艺、技术要求和质量控制。

一、铜或铜合金材料选择铜接触线通常采用高纯度电工铜 (ETP) 或铜合金作为原材料。

高纯度电工铜具有良好的电导率和加工性能，能够满足电力传输系统的要求。

常用的铜合金有铜锡合金、铜锡锌合金等，具有更高的强度和硬度，可以提高接触线的耐磨性和抗氧化性能。

二、接触线制作工艺1. 材料准备：选择适当规格的铜或铜合金材料，并进行切割、打磨和清洗，以确保表面光洁和无杂质。

2. 弯曲和成形：根据设计要求，采用弯曲或模具成形的方式对接触线进行加工，以获得所需的形状和尺寸。

3. 冷加工：将接触线放入冷加工设备中，通过冷拉、冷拔等工艺加工，以提高接触线的强度和导电性能。

4. 铆接或焊接：在需要连接的部位，采用铆接或焊接的方式进行连接，确保接触线的连续性和稳定性。

5. 表面处理：对接触线进行除氧处理、抛光和镀层处理，以提高其耐腐蚀性和外观质量。

三、接触线的技术要求1. 导电性能：接触线应具有较高的电导率，以降低电能损耗和热量产生，并确保电流的顺利传输。

2. 强度和硬度：接触线需要具有足够的强度和硬度，以承受电流和机械应力，并抵抗磨损和变形。

3. 耐腐蚀性：接触线应具有良好的耐腐蚀性，以避免由于氧化和腐蚀导致的电阻增加和接触不良。

4. 稳定性：接触线应具有稳定的物理和化学性质，在长期使用和恶劣环境条件下不易变形或脆化。

5. 抗疲劳性：接触线应具有较好的抗疲劳性能，以应对频繁电流载荷和机械振动带来的应力。

四、接触线的质量控制1. 原材料检验：对铜或铜合金材料进行外观、化学成分、机械性能等方面的检验，确保符合技术标准要求。

2. 加工工艺控制：对接触线的各个加工步骤进行检查和控制，保证尺寸、形状和表面质量的一致性。

铁路接触网各种线材（接触线、承力索、供电线）参数一览
表
一、接触线
（1）纯铜接触线
（2）银铜合金接触线
（3）镁铜合金接触线
二、承力索（1）镁铜合金绞线
（2）硬铜绞线
简介:
承力索，馈线，地线（避雷线）
三、供电线
四、铜镁合金软绞线
五、铜包钢绞线（来自论文）
1、铜合金类别
铜银合金A
铜镁合金（0.2%Mg）L
铜镁合金（0.5%Mg）L
铜锡合金S
2、产品品质类别
横向晶粒尺寸MM含氧量%
一类品质A≤0.03≤0.0020
二类品质B≤0.03≮0.0020-≤0.0040
三类品质C≮0.03≤0.0020
示例：120MM2铜银合金接触线一类品质为CTHA120A。

5、密度：相差不大
6、杨氏模量：均为120GPa.
1、型号及名称
JTXXXX铜绞线
JTLXXXX铜镁合金绞线（0.2%镁）
JTMXXXX铜镁合金绞线（0.5%镁）
示例：标称截面为120MM2、单线19根、单线直径为2.8MM的铜绞线（同心层绕）表示为JT120-19/2.8TB/TXXXX-200X。

2主要技术性能和规格
图1接触线截面形状及尺寸示意图
2.1.1 硬拉双沟圆形铜锡合金线，标称截面为120mm2。

2.1.2除附图中已给出的尺寸外,其余详细尺寸均由投标厂家提供:
材料应采用（锡含量：0.25~0.35%）铜锡合金制成，并满足表1的电气和机械性能。

2.2电气和机械性能(见表1)
表1。

铁路产品质量监督抽查检验实施细则编号：GTCC-006-2014电气化铁道用铜及铜合金接触线2014年12月02日发布 2014年12月10日实施电气化铁道用铜及铜合金接触线产品质量监督抽查检验实施细则1 适用范围本细则规定了电气化铁道用铜及铜合金接触线产品质量监督抽查（以下简称“监督抽查”）检验的全部项目。

适用于电气化铁道用铜及铜合金接触线的监督抽查检验，具体检验项目根据当年的监督抽查计划调整确定。

2 检验依据TB/T 2809-2005 电气化铁道用铜及铜合金接触线TB/T 1842.3-2008 电力机车受电弓滑板第3部分：整体碳滑板TJ/GD 011-2009 200~250km/h电气化铁路接触网装备暂行技术条件(OCS-2)TJ/GD 012-2009 300~350km/h电气化铁路接触网装备暂行技术条件(OCS-3)3 抽样3.1 抽样方案采用一次抽样检验，根据当年的铁路产品监督抽查计划检验内容，按照表1随机抽取一定数量的样品作为一个样本，采用（1；0）抽样方案。

样品数量见表1。

表1 抽样数量及要求3.2 抽样地点可在生产企业或用户抽取。

3.3 抽样要求由国家铁路局委托的检验机构组织人员抽样，具体抽样要求按《铁路产品质量监督抽查管理办法》（国铁科法〔2014〕33号）执行。

抽查的样品应是经生产企业检验合格、未经使用的近期生产的产品。

4 检验条件4.1 检验环境条件检验环境条件按所依据的标准规定的试验条件执行。

4.2 主要计量器具和仪器设备检验用主要计量器具和仪器设备要求见表2。

表2 检验用主要计量器具和仪器设备4.3 使用现场的检测仪器仪表及设备使用现场的检测仪器仪表及设备前，应检查其是否处于正常的工作状态，是否具有计量检定/校准证书，满足规定要求方可使用。

同时填写现场检测用仪器仪表及设备登记表。

5 检验内容及检验方法检验内容、检验方法、执行标准条款及不合格类别划分见附表。

6 检验程序6.1 检验前准备工作6.1.1 检验机构在收到检验样品后，应核查样品的封条、封签完好情况，检查样品，记录样品的外观、状态、封条有无破损及其他可能对检验结果或者综合判定产生影响的情况，对样品分别登记上册、编号，及时分配检验任务，进行检验测试。

精心整理铁路接触网各种线材（接触线、承力索、供电线）参数一览表
一、接触线
（1）纯铜接触线
（2）银铜合金接触线
（3）镁铜合金接触线
二、承力索
三、供电线
四、铜镁合金软绞线
1、铜合金类别
铜银合金A
铜镁合金（0.2%Mg）L
铜镁合金（0.5%Mg）L
铜锡合金S
2、产品品质类别
横向晶粒尺寸MM含氧量%
一类品质A≤0.03≤0.0020
二类品质B≤0.03≮0.0020-≤0.0040
三类品质C≮0.03≤0.0020
示例：120MM2铜银合金接触线一类品质为CTHA120A。

2.1.1 硬拉双沟圆形铜锡合金线，标称截面为120mm2。

2.1.2除附图中已给出的尺寸外,其余详细尺寸均由投标厂家提供:
材料应采用（锡含量：0.25~0.35%）铜锡合金制成，并满足表1的电气和机械性能。

2.2电气和机械性能(见表1)
表1。

1．列流图。

2．路线、站场资料。

3. 列车运行时分及牵引能耗采用带回流线的直接供电方式。

(1)牵引变电所、开闭所、分区所、 AT 所分布利用山西中南部铁路通道拟建兴县牵引变电所为专用线供电，在兴县站新建兴县开闭所， 2 进 1 出，进线由正线网上 T 接，出 1 条直供馈线为本专用线供电。

(2)电力调度所及调度管理自动化系统本次新增牵引供电设施按远动化设计，纳入太原局调度所调度管理。

1．计算依据(1) TB10009-2005 铁路电力牵引供电设计规范；(2) TB/T 2828-1997 电气化铁道牵引网阻抗计算方法；(3) TB2973-1998 电气化铁道铝包钢芯铝绞线；(4) TB/T-2809-2005 铜及铜合金接触线；(5) TB/T-3111-2005 铜及铜合金绞线。

2．计算结果接触悬挂组成： JTM-150+CTA-150+ LBGLJ－240 (回流线)牵引网计算阻抗= 0.295Ω/km(0.8) 0.184Ω/km(0.97)利用拟建兴县牵引变电所为本线供电，维持该牵引变电所 220/2×27.5kV、Vv 接线型式变压器、 100%固定备用方式不变。

将兴县牵引变电所牵引变压器容量由 2 × (25+25) MVA 增容至 2×(25+31.5) MVA。

本工程接触网采用全补偿简单链型悬挂。

1．导线电流分配本专用线供电臂有效电流小于 650A ，选择 JTM-150+CTA-150 型导线的载流量如下 表所示：表 7-1-1 接触网载流能力表由表可知，该导线组合满足本线供电系统的载流需求。

2．各种导线选择导线型号和规格选择如下：接触线： 正线 CTA-150，正线 CTA-120；承力索： 正线 JTM-150，正线 JTM-95； 回流线： LBGLJ －240开闭所进、出线： 2×LGJ-185/3×TYJV(Y)- 27.5kV -400;吸上线：挨近 N 线处， 2×VLV-185，其它 VLV-185。

铁路接触网各种线材（接触线、承力索、供电线）参数一览表一、接触线（1）纯铜接触线（2）银铜合金接触线（3） 镁铜合金接触线二、承力索（1）镁铜合金绞线（2）硬铜绞线简介:承力索，馈线，地线（避雷线）三、供电线接触网用线材，馈线四、铜镁合金软绞线五、铜包钢绞线（来自论文）六、铝包钢芯铝绞线（TB/T2937-1998）七、铝包钢绞线(TB/T2938-1998)八、电气化铁道铜及铜合金接触线（尚未正式公布）1、铜合金类别铜银合金 A铜镁合金（0.2%Mg）L铜镁合金（0.5%Mg）L铜锡合金S2、产品品质类别横向晶粒尺寸MM 含氧量% 一类品质 A ≤0.03 ≤0.0020二类品质 B ≤0.03 ≮0.0020-≤0.0040 三类品质 C ≮0.03 ≤0.0020示例：120MM2铜银合金接触线一类品质为CTHA120A。

3、载流量推荐值4、线胀系数：17*10-61/K5、密度：相差不大6、杨氏模量：均为120GPa.（一）规格与尺寸九、电气化铁道用铜及铜合金绞线（尚未正式公布）1、型号及名称JTXX XX铜绞线JTLXX XX铜镁合金绞线（0.2%镁）JTMXX XX铜镁合金绞线（0.5%镁）示例：标称截面为120MM2、单线19根、单线直径为2.8MM的铜绞线（同心层绕）表示为JT120-19/2.8 TB/TXXXX-200X。

2、规格尺寸及性能十、电气化铁路用铜包钢绞线承力索（河北宝山集团提供）锡铜接触线（住友公司提供）2 主要技术性能和规格图1 接触线截面形状及尺寸示意图2.1 规格及要求:2.1.1 硬拉双沟圆形铜锡合金线，标称截面为120 mm2。

2.1.2 除附图中已给出的尺寸外, 其余详细尺寸均由投标厂家提供:材料应采用（锡含量：0.25~0.35%）铜锡合金制成，并满足表1的电气和机械性能。

2.2 电气和机械性能(见表1)表1。

电气化铁道用铜及铜金接触线TB/T2809-2005
注：CT——表示铜合金；CTA——表示铜银合金；CTAH——表示高强度铜银合金；
CTM——表示铜镁合金；CTMH——表示高强度铜镁合金；CTS——表示铜锡合金
钢铝复合接触线GB/T12971-91
软铜绞线GB12970.2-1991
软铜绞线DIN43138
青铜软绞线DIN43138
钢绞线GB1200-88
铝绞线GB1179-83
铜包钢绞线GB12970.2-1991
青铜硬绞线DIN48201
硬铜绞线DIN48201
电气化铁道用铜及铜金绞线TB/T3111-2005
注：JT——表示铜绞线；JTM——表示铜镁合金绞线；JTMH——表示高强度铜镁合金绞线
铝包钢芯铝绞线TB/T2937-1998
铝包钢绞线TB/T2938-1998
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