DH-70環保型貫通地線的性能分析

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介紹了各類貫通地線的性能特點，重點分析了環保型貫通地線產品性能、工藝流程、制造成本等，簡述了產品試驗項目以及標準現狀，闡明導電塑料護套環保型貫通地線的發展趨勢。

　　關健詞 貫通地線 環保型 鉛護套 導電塑料 合金鋁 護套

　　0 引言

　　貫通地線是高鐵電氣化鐵路沿線設備的共同接地線，可保證鐵路沿線信號傳輸設備的接地電位在任意時刻、任意地點都相等，因此其產品性能和質量的可靠性對鐵路運行起著十分重要的作用。本文從鐵路貫通地線的產品性能、工藝流程、制造成本、試驗項目及產品標準現狀等幾方面分析了幾種鐵路貫通地線的優缺點，并闡明了塑料護套環保型貫通地線的發展前景。

　　1 產品簡介

　　鉛護套貫通地線是利用鉛的導電和耐腐蝕性能來滿足相關要求的，盡管防腐性能良好，但當其直接埋于地下時，會對環境造成污染，已被禁止使用。

　　環保型貫通地線的主要研發重點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電性能，還要能夠在土壤直埋環境中不被腐蝕分解，保證電纜具有較長的使用壽命，同時不會對環境造成污染，并滿足RoHS標準要求。隨著技術的發展，目前有兩種符合環保要求的綜合貫通地線。

　　(1)“鋁-鎂-鋅-稀土”合金護套(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，強度是鉛的10倍以上。這種貫通線護套材料采用用合金鋁，導體中部設有報警線，報警線外有絕緣層，護套包覆于導體外，滿足導電性能、耐土壤腐蝕性能和環保性能要求。其特點是結構簡單，接地可靠性好，具有被盜報警功能，可確保鐵路信號暢通及列車運行;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，完全符合國家環保要求。

　　(2)導電塑料護套綜合貫通地線。導電塑料既具有塑料的密度和加工性能，又具有金屬的導電性和電化學性能，不僅能有效解決污染問題，而且性能優、重量輕、價格便宜。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0.4Ω?cm。

　　作為替代性產品，合金鋁護套及導電塑料護套貫通地線都具有各自的特性：合金鋁護套具有良好的導電性和機械性能;導電塑料護套具有優良的加工性能和環保性能。它們都能滿足普通鐵路及鐵路客運專線信號系統綜合接地的要求，可保證接地系統的可靠。

　　2 性能比較

　　(1)產品性能。各外護套材料性能見表1~3。

表1  合金鋁護套材料性能

表2 導電塑料護套材料性能

表3 鉛護套材料性能

　　經對比可知，導電塑料護套的耐腐蝕性較好，合金鋁護套的導電性較好，合金鋁護套性能總體上優于其它材料。

　　(2)工藝加工性能與生產設備的現狀。

　　鉛為帶藍色的銀白色重金屬，熔點為327.502℃，沸點為1740℃，密度為11.3437g/cm?，硬度為1.5，質地柔軟，抗張強度小;用于鉛護套生產的壓鉛機技術成熟。

　　鋁是銀白色金屬，熔點為660.4℃，沸點為2467℃，密度為2.70g/cm?，硬度比較小，具有良好的延展性;目前，可通過鋁連續擠包生產線生產鋁合金護套。

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

　　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、制造成本。綜合生產成本按年生產1000km/a，折舊率為20%計算，每千米護套的生產成本對比見表5。

表5  貫通地線生產成本對比表

　　各類護套制造成本對比見表5。

表5  各類生產設備對比表

　　綜上所述，相對于鉛護套貫通地線，環保型貫通地線不但環保性能優異，電氣性能指標有所提高，而且總體成本低。

　　4試驗項目探討

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

　　金屬護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，。而導電塑料護套型貫通地線需進行短路電流、成品護套體積電阻率、硬度、老化、低溫、耐環境開裂試驗，以判別其是否滿足護套的接地電阻及電纜使用壽命的要求。需要注意的是，導電塑料護套貫通地線的體積電阻率檢測，除檢測護套材料的體積電阻率外，還應進一步檢測成品護套的在線體積電阻率。

　　5 產品標準現狀

　　鉛護套貫通地線沒有鐵道部門認可的行業標準或行業規范，采取由使用單位或生產商提出技術條件，使用單位認可的方式進行操作。

　　導電塑料護套無正式的行業技術條件，但經過2年多的發展，已有了一個鐵道部門認可的暫行技術條件。

　　合金鋁護套貫通地線已被鐵道部產品認證中心認可，并推出了產品標準討論稿，正式的行業標準也在制訂中。

　　6 結束語

　　目前，環保型護套貫通地線廣泛應用于鐵路，用戶可根據工作環境選擇不同結構的產品，其中導電塑料護套貫通地線使用相對較多，而鉛護套貫通地線終將被淘汰。

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