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5.1 接触网线索
5.1.3 影响铜接触线物理性能的主要因素 (8) 温度和加工率的对铜物理性能的影响
铜的弹性模量与温度的关系
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5.1.3 影响铜接触线物理性能的主要因素 (8) 温度和加工率的对铜物理性能的影响
加工率对铜弹性模量的影响
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5.1.3 影响铜接触线物理性能的主要因素 (8) 温度和加工率的对铜物理性能的影响
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5.1.3 影响铜接触线物理性能的主要因素
2 铜的牌号对照表
材料名称 纯铜 T3 Tu1 无氧铜 Tu2 TP1 磷脱氧铜 TP2 Cu-FRTP Cu-OF Cu-DLP Cu-DHP C12700 C10100 C10200 C12000 C12200 C12300 -C1011 C1020 C1201 C1220 -OF-Cu SW-Cu SF-Cu --C103 -C106 C104 Cu-C2 Cu-C1 Cu-b2 Cu-b1 GB(中) T2 ISO(世) Cu-FRHC
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5.1.1 与接触线相关的基本概念 2 接触线坡度 (1) 定义与技术要求 两定位点接触线之高度差与其水平距离的比值称为 接触线坡度。接触线坡度及其变化率对受电弓取流的平稳 性有重要影响，速度越高对接触线坡度要求越严。 对于运行速度在120km/h以下的普速接触网，接触线 坡度应控制在3‰以下，困难时不超过5‰； 对于准高速接触网，接触线坡度应控制在2‰以下， 困难时不超过4‰； 对于运行速度在200km/h以上的高速接触网，接触线 坡度应控制在1‰以下，困难条件下不超过3‰。
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5.1.1 与接触线相关的基本概念
3 接触线载流量
辐射吸收热
(3) 接触线载流量计算
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5.1.1 与接触线相关的基本概念 3 接触线的载流量 接触线的选型原则,除考虑热容量外，还应考虑： (1) 接触线的波动速度和最大补偿张力 (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) 流经承力索以及其他附加导线的牵引电流； 接触导线出现磨损后所造成的载流量下降； 导线最大允许磨耗量及其安全系数；(见后) 接触线(网)出现局部发热时的安全系数； 接触网线索的高温软化特性。 接触线截面大小及其性价比。 接触线截面大小与受流质量、可施工性和可维护性
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5.1.3 影响铜接触线物理性能的主要因素
世界各国经过多年的探索和实践，接触线材料除铜及其 合金材料外，似无更多选择。 影响铜接触线性能的因素较多， 主要可分为以下三类： 1 杂质和微量元素类 2 加工工艺类 3 工作环境类
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5.1.3 影响铜接触线物理性能的主要因素 1 铜的名称及其主要成分
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5.1.1 与接触线相关的基本概念 2 接触线坡度 (2) 理论计算公式
i= 4nP0 η V 15m
V=
4nP0 η i 15m
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5.1.1 与接触线相关的基本概念 3 接触线载流量 (1) 定义 在一定环境条件下，接触网不超过导线最高允许工作 温度时所能传输的电流。 接触网具有的能承受各种因素造成的温升，并确保在 极端情况下不断线和合理经济的寿命期限的能力称之为接 触网的载流容量或者叫接触网的热负荷容量，它主要由接 触线允许载流量计算确定。考虑温升对接触线机械性能和 电气性能的影响，
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5.1.1 与接触线相关的基本概念
4 接触线安全系数计算式
导线张力 张力差 安全系数 导线强度 2.0
20KN 10% 2.2 537.89 2.0 611.24
25KN 10% 2.2 672.37 2.0
30KN 10% 2.2 806.84
488.99
733.49
接触线抗拉强度与温度的关系
硬度与温度的关系
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5.1.4 运营过程中，温度对接触线机械强度的影响
在接触点处的受电弓碳滑板 接触表面温度作为电流作用 的周期涵数。 电流1000A； 碳滑板参数：
γ = 1810kg / m 3
c = 140Wskg −1 K −1
λ = 30W /( K ⋅ m)
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5.1.3 影响铜接触线物理性能的主要因素
3 杂质及微量元素对纯铜性能的影响
氧对纯铜电导率的影响
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5.1.3 影响铜接触线物理性能的主要因素 3 杂质及微量元素对铜性能的影响
分类 元素名称 铍、镁、钛、铬、 锆、锰、铁、钴、 镍、钯、铂、银、 金、锌、镉、钼、 镓、铟、硅、锗、 锡、磷、锑、砷。 铅、铋等 铜加含铅或铋的共晶 组织特性 对铜性能的影响 不同程度的提高铜的硬度和强 度，同时不同程度的降低铜的 导电、导热性；银、铬、镉、 镁、锌、锆降低较少，其铜合 金还作为高强、耐磨、耐热的 导电铜材。 热压时易开裂、降低室温塑 性，使铜冷脆。对导电、导热 性影响不大。 降低铜的塑性，对导电、导热 性影响不大。硒、碲可提高铜 的切削性。
纯铜：也叫紫铜或者电解铜； 黄铜：简单黄铜(只含锌的黄铜，简称黄铜)；复杂黄铜(除锌 外、还有铅、锡、铁、铝、硅、镍等)，又称铅黄铜、铝黄铜 等，统称复杂黄铜。 青铜：主要指铜锡合金，由于锡属稀缺金属，目前的青铜还指 不含锡的无锡青铜，如铝青铜、铍青铜、锰青铜、硅青铜。 白铜：主要指以镍为主的要合金元素的铜合金，若有第三元 素如：锌、铝、锰等，则称为锌白铜、铝白铜、锰白铜等。
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5.1.3 影响铜接触线物理性能的主要因素 (6) 银的影响
银对铜的导电系数和软化温度的影响
铜的力学性能与含银量的关系
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5.1.3 影响铜接触线物理性能的主要因素 (7) 镁的影响
在共晶温度485度时，镁在铜中的固溶度为0.61%，并随温度的 下降急剧减小，含镁量高的铜合金有沉淀硬化作用，但其加工性能 急剧下降，无实用价值，实用铜镁合金的镁含量还不到1%，铜镁合 金接触线的镁含量最高为0.6%。微量镁使铜的导电性略有下降，但 能提高铜的高温抗氧化能力
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5.1.1 与接触线相关的基本概念
3 接触线载流量
(2) 造成接触线温升的因素 太阳辐射和环境辐射； 工作电流、过负荷电流、短路电流； 接触线与滑板间的接触电阻； 线夹与所夹物间的不正常接触引起过渡电阻， 接触线内部缺陷； 其它，如火灾等。
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ρ 0 = 30 × 10 −6 Ωm
在弓网接触处的接触线抗拉强度
结果：使铜局部再结晶，形成 孔洞及凹痕，使电流分布、热 分布、机械应力发生改变，使 接触线功能换效
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5.1.4 运营过程中，温度对接触线机械强度的影响
1 Cu100接触线； 2 均匀磨耗为35%的Cu100； 3 离开局部磨损很远处； 4 局部磨耗25%，距离0.1m； 5 局部磨耗25%，距离0.2m； 6 局部磨耗35%，距离0.1m； 7 局部磨耗35%，距离0.2m； 8 局部磨耗35%，距离0.4m； 环境温度35； 电流1000A；
T = T max ⋅
S0 − S S0
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5.1.1 与接触线相关的基本概念
1 接触线磨耗
(3)
接触线磨耗标准
当全锚段接触线平均磨耗超过接触线截面积的25%时应 整锚段更换接触线；接触线局部磨耗达30%时应局部补强； 接触线局部磨耗达40%时应将接触线切断并用接触线接头线 夹连接，应保证接头处过渡平滑，必要时应安装吊弦使该处 接触线约高于相邻吊弦点0~10mm，但不应形成明显负弛度。 对于运行速度在200km/h以上接触网，一个锚段内不允许有 两个及以上接触线接头。 (4) 接触线磨耗测量 测量重点和测量方法
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5.1.3 影响铜接触线物理性能的主要因素 2 杂质及微量元素对铜性能的影响
(4)磷的影响 磷虽不影响铜的力学性能，但却严重降低铜的电导率，高 导铜的磷含量不能超过0.001%。 但磷又是铜及铜合金的宝贵添加济，微量磷的存在又可改 善铜的焊接性，耐蚀性，提高抗软化程度。 (5) 铁的影响 有利：细化铜晶粒，延迟铜的再结晶过程，提高强度和硬度； 不利： 降低铜的电导率和塑性，使铜具有铁磁性。 含量0.45%~4.5%铁的铜合金是广泛应用的电工材料。
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日本：110硬铜接触线高温张拉试验曲线
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5.1.3 影响铜接触线物理性能的主要因素 (8) 温度和加工率的对铜物理性能的影响
日本：110硬铜接触线高温软化特性试验曲线
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5.1.4 运营过程中，温度对接触线机械强度的影响 长期发热可使冷拔铜的晶状结构重新回归到冷拔前 的原始状态，从而丧失冷拔铜的典型物理特性。
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5.1.1 与接触线相关的基本概念 与接触线相关的主要概念 1 拉出值； 2 导高； 3 坡度； 5 磨耗； 4 弛度； 6 载流量；
7 波动速度；8 疲劳应力。 其中 拉出值 、磨耗、疲劳应力、载流量、波动速度等均 涉及接触线的安全问题
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5.1.1 与接触线相关的基本概念 表1 各国120接触线横断面尺寸
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本讲主要内容
5.1.1 5.1.2 5.1.3 5.1.4 5.1.5 5.1.6 5.1.7 5.1.8 5.1.9 与接触线相关的基本概念 高速受流对接触线的要求 影响接触线物理特性的主要因素 温度对接触线性能的影响 大气环境对接触线的腐蚀 世界主型铜接触线材料与性能简介 我国接触线 承力索 附加导线