技術(shù)熱線：139-6598-4935  郭中清

介紹了各類貫通地線的性能特點(diǎn)，重點(diǎn)分析了環(huán)保型貫通地線產(chǎn)品性能、工藝流程、制造成本等，簡述了產(chǎn)品試驗(yàn)項(xiàng)目以及標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀，闡明導(dǎo)電塑料護(hù)套環(huán)保型貫通地線的發(fā)展趨勢。

　　關(guān)健詞 貫通地線 環(huán)保型 鉛護(hù)套 導(dǎo)電塑料 合金鋁 護(hù)套

　　0 引言

　　貫通地線是高鐵電氣化鐵路沿線設(shè)備的共同接地線，可保證鐵路沿線信號傳輸設(shè)備的接地電位在任意時(shí)刻、任意地點(diǎn)都相等，因此其產(chǎn)品性能和質(zhì)量的可靠性對鐵路運(yùn)行起著十分重要的作用。本文從鐵路貫通地線的產(chǎn)品性能、工藝流程、制造成本、試驗(yàn)項(xiàng)目及產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀等幾方面分析了幾種鐵路貫通地線的優(yōu)缺點(diǎn)，并闡明了塑料護(hù)套環(huán)保型貫通地線的發(fā)展前景。

　　1 產(chǎn)品簡介

　　鉛護(hù)套貫通地線是利用鉛的導(dǎo)電和耐腐蝕性能來滿足相關(guān)要求的，盡管防腐性能良好，但當(dāng)其直接埋于地下時(shí)，會對環(huán)境造成污染，已被禁止使用。

　　環(huán)保型貫通地線的主要研發(fā)重點(diǎn)是尋找一種新材料來替代原有的鉛。這種替代材料既要有不低于鉛的導(dǎo)電性能，還要能夠在土壤直埋環(huán)境中不被腐蝕分解，保證電纜具有較長的使用壽命，同時(shí)不會對環(huán)境造成污染，并滿足RoHS標(biāo)準(zhǔn)要求。隨著技術(shù)的發(fā)展，目前有兩種符合環(huán)保要求的綜合貫通地線。

　　(1)“鋁-鎂-鋅-稀土”合金護(hù)套(以下簡稱合金鋁)貫通地線。合金鋁的體積電阻率是鉛的1/7，強(qiáng)度是鉛的10倍以上。這種貫通線護(hù)套材料采用用合金鋁，導(dǎo)體中部設(shè)有報(bào)警線，報(bào)警線外有絕緣層，護(hù)套包覆于導(dǎo)體外，滿足導(dǎo)電性能、耐土壤腐蝕性能和環(huán)保性能要求。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，接地可靠性好，具有被盜報(bào)警功能，可確保鐵路信號暢通及列車運(yùn)行;采用不含重金屬的防腐合金材料，即使長期埋入地下也不會對水及土壤造成重金屬污染，完全符合國家環(huán)保要求。

　　(2)導(dǎo)電塑料護(hù)套綜合貫通地線。導(dǎo)電塑料既具有塑料的密度和加工性能，又具有金屬的導(dǎo)電性和電化學(xué)性能，不僅能有效解決污染問題，而且性能優(yōu)、重量輕、價(jià)格便宜。它是一種含有聚乙烯、聚苯硫醚、聚噻吩、聚噻唑等的高分子材料聚合物，其體積電阻率可達(dá)0.4Ω?cm。

　　作為替代性產(chǎn)品，合金鋁護(hù)套及導(dǎo)電塑料護(hù)套貫通地線都具有各自的特性：合金鋁護(hù)套具有良好的導(dǎo)電性和機(jī)械性能;導(dǎo)電塑料護(hù)套具有優(yōu)良的加工性能和環(huán)保性能。它們都能滿足普通鐵路及鐵路客運(yùn)專線信號系統(tǒng)綜合接地的要求，可保證接地系統(tǒng)的可靠。

　　2 性能比較

　　(1)產(chǎn)品性能。各外護(hù)套材料性能見表1~3。

表1  合金鋁護(hù)套材料性能

表2 導(dǎo)電塑料護(hù)套材料性能

表3 鉛護(hù)套材料性能

　　經(jīng)對比可知，導(dǎo)電塑料護(hù)套的耐腐蝕性較好，合金鋁護(hù)套的導(dǎo)電性較好，合金鋁護(hù)套性能總體上優(yōu)于其它材料。

　　(2)工藝加工性能與生產(chǎn)設(shè)備的現(xiàn)狀。

　　鉛為帶藍(lán)色的銀白色重金屬，熔點(diǎn)為327.502℃，沸點(diǎn)為1740℃，密度為11.3437g/cm?，硬度為1.5，質(zhì)地柔軟，抗張強(qiáng)度小;用于鉛護(hù)套生產(chǎn)的壓鉛機(jī)技術(shù)成熟。

　　鋁是銀白色金屬，熔點(diǎn)為660.4℃，沸點(diǎn)為2467℃，密度為2.70g/cm?，硬度比較小，具有良好的延展性;目前，可通過鋁連續(xù)擠包生產(chǎn)線生產(chǎn)鋁合金護(hù)套。

　　導(dǎo)電塑料為黑色，熔點(diǎn)為180℃，密度為1.05g/cm?。由于導(dǎo)電塑料與普通塑料相比，其導(dǎo)電率高，硬度比較高，通用擠出設(shè)備的加工難度大，但通過于導(dǎo)電塑料生產(chǎn)的擠塑機(jī)(螺桿長徑為20：1)可提高其生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

　　3 成本分析

　　(1)材料成本分析。 以1×35mm2貫通地線為例，分析各型號電纜成本，見表4.

表4  各型號電纜成本對比表

　　(2)生產(chǎn)、制造成本。綜合生產(chǎn)成本按年生產(chǎn)1000km/a，折舊率為20%計(jì)算，每千米護(hù)套的生產(chǎn)成本對比見表5。

表5  貫通地線生產(chǎn)成本對比表

　　各類護(hù)套制造成本對比見表5。

表5  各類生產(chǎn)設(shè)備對比表

　　綜上所述，相對于鉛護(hù)套貫通地線，環(huán)保型貫通地線不但環(huán)保性能優(yōu)異，電氣性能指標(biāo)有所提高，而且總體成本低。

　　4試驗(yàn)項(xiàng)目探討

　　除滿足接地電阻不大于1Ω，直流電阻符合GB/T 3956規(guī)定外，不同型號的貫通地線還應(yīng)滿足電纜使用壽命要求，因此需要檢測其相關(guān)性能。

　　金屬護(hù)套型貫通地線需檢測電纜耐腐蝕性能，即電纜耐蝕性不大于1×10-3mm/a，。而導(dǎo)電塑料護(hù)套型貫通地線需進(jìn)行短路電流、成品護(hù)套體積電阻率、硬度、老化、低溫、耐環(huán)境開裂試驗(yàn)，以判別其是否滿足護(hù)套的接地電阻及電纜使用壽命的要求。需要注意的是，導(dǎo)電塑料護(hù)套貫通地線的體積電阻率檢測，除檢測護(hù)套材料的體積電阻率外，還應(yīng)進(jìn)一步檢測成品護(hù)套的在線體積電阻率。

　　5 產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀

　　鉛護(hù)套貫通地線沒有鐵道部門認(rèn)可的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)規(guī)范，采取由使用單位或生產(chǎn)商提出技術(shù)條件，使用單位認(rèn)可的方式進(jìn)行操作。

　　導(dǎo)電塑料護(hù)套無正式的行業(yè)技術(shù)條件，但經(jīng)過2年多的發(fā)展，已有了一個(gè)鐵道部門認(rèn)可的暫行技術(shù)條件。

　　合金鋁護(hù)套貫通地線已被鐵道部產(chǎn)品認(rèn)證中心認(rèn)可，并推出了產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)討論稿，正式的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)也在制訂中。

　　6 結(jié)束語

　　目前，環(huán)保型護(hù)套貫通地線廣泛應(yīng)用于鐵路，用戶可根據(jù)工作環(huán)境選擇不同結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品，其中導(dǎo)電塑料護(hù)套貫通地線使用相對較多，而鉛護(hù)套貫通地線終將被淘汰。

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