DH-70环保型贯通地线的性能分析

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介绍了各类贯通地线的性能特点，重点分析了环保型贯通地线产品性能、工艺流程、制造成本等，简述了产品试验项目以及标准现状，阐明导电塑料护套环保型贯通地线的发展趋势。

　　关健词 贯通地线 环保型 铅护套 导电塑料 合金铝 护套

　　0 引言

　　贯通地线是高铁电气化铁路沿线设备的共同接地线，可保证铁路沿线信号传输设备的接地电位在任意时刻、任意地点都相等，因此其产品性能和质量的可靠性对铁路运行安全起着十分重要的作用。本文从铁路贯通地线的产品性能、工艺流程、制造成本、试验项目及产品标准现状等几方面分析了几种铁路贯通地线的优缺点，并阐明了塑料护套环保型贯通地线的发展前景。

　　1 产品简介

　　铅护套贯通地线是利用铅的导电和耐腐蚀性能来满足相关要求的，尽管防腐性能良好，但当其直接埋于地下时，会对环境造成污染，已被禁止使用。

　　环保型贯通地线的主要研发重点是寻找一种新材料来替代原有的铅。这种替代材料既要有不低于铅的导电性能，还要能够在土壤直埋环境中不被腐蚀分解，保证电缆具有较长的使用寿命，同时不会对环境造成污染，并满足RoHS标准要求。随着技术的发展，目前有两种符合环保要求的综合贯通地线。

　　(1)“铝-镁-锌-稀土”合金护套(以下简称合金铝)贯通地线。合金铝的体积电阻率是铅的1/7，强度是铅的10倍以上。这种贯通线护套材料采用用合金铝，导体中部设有报警线，报警线外有绝缘层，护套包覆于导体外，满足导电性能、耐土壤腐蚀性能和环保性能要求。其特点是结构简单，接地可靠性好，具有被盗报警功能，可确保铁路信号畅通及列车运行安全;采用不含重金属的防腐合金材料，即使长期埋入地下也不会对水及土壤造成重金属污染，完全符合国家环保要求。

　　(2)导电塑料护套综合贯通地线。导电塑料既具有塑料的密度和加工性能，又具有金属的导电性和电化学性能，不仅能有效解决污染问题，而且性能优、重量轻、价格便宜。它是一种含有聚乙烯、聚苯硫醚、聚噻吩、聚噻唑等的高分子材料聚合物，其体积电阻率可达0.4Ω?cm。

　　作为替代性产品，合金铝护套及导电塑料护套贯通地线都具有各自的特性：合金铝护套具有良好的导电性和机械性能;导电塑料护套具有优良的加工性能和环保性能。它们都能满足普通铁路及铁路客运专线信号系统综合接地的要求，可保证接地系统的安全可靠。

　　2 性能比较

　　(1)产品性能。各外护套材料性能见表1~3。

表1  合金铝护套材料性能

表2 导电塑料护套材料性能

表3 铅护套材料性能

　　经对比可知，导电塑料护套的耐腐蚀性较好，合金铝护套的导电性较好，合金铝护套性能总体上优于其它材料。

　　(2)工艺加工性能与生产设备的现状。

　　铅为带蓝色的银白色重金属，熔点为327.502℃，沸点为1740℃，密度为11.3437g/cm?，硬度为1.5，质地柔软，抗张强度小;用于铅护套生产的压铅机技术成熟。

　　铝是银白色金属，熔点为660.4℃，沸点为2467℃，密度为2.70g/cm?，硬度比较小，具有良好的延展性;目前，可通过铝连续挤包生产线生产铝合金护套。

　　导电塑料为黑色，熔点为180℃，密度为1.05g/cm?。由于导电塑料与普通塑料相比，其导电率高，硬度比较高，通用挤出设备的加工难度大，但通过专用于导电塑料生产的挤塑机(螺杆长径为20：1)可提高其生产效率和产品质量。

　　3 成本分析

　　(1)材料成本分析。 以1×35mm2贯通地线为例，分析各型号电缆成本，见表4.

表4  各型号电缆成本对比表

　　(2)生产、制造成本。综合生产成本按年生产1000km/a，折旧率为20%计算，每千米护套的生产成本对比见表5。

表5  贯通地线生产成本对比表

　　各类护套制造成本对比见表5。

表5  各类生产设备对比表

　　综上所述，相对于铅护套贯通地线，环保型贯通地线不但环保性能优异，电气性能指标有所提高，而且总体成本低。

　　4试验项目探讨

　　除满足接地电阻不大于1Ω，直流电阻符合GB/T 3956规定外，不同型号的贯通地线还应满足电缆使用寿命要求，因此需要检测其相关性能。

　　金属护套型贯通地线需检测电缆耐腐蚀性能，即电缆耐蚀性不大于1×10-3mm/a，。而导电塑料护套型贯通地线需进行短路电流、成品护套体积电阻率、硬度、老化、低温、耐环境开裂试验，以判别其是否满足护套的接地电阻及电缆使用寿命的要求。需要注意的是，导电塑料护套贯通地线的体积电阻率检测，除检测护套材料的体积电阻率外，还应进一步检测成品护套的在线体积电阻率。

　　5 产品标准现状

　　铅护套贯通地线没有铁道部门认可的行业标准或行业规范，采取由使用单位或生产商提出技术条件，使用单位认可的方式进行操作。

　　导电塑料护套无正式的行业技术条件，但经过2年多的发展，已有了一个铁道部门认可的暂行技术条件。

　　合金铝护套贯通地线已被铁道部产品认证中心认可，并推出了产品标准讨论稿，正式的行业标准也在制订中。

　　6 结束语

　　目前，环保型护套贯通地线广泛应用于铁路，用户可根据工作环境选择不同结构的产品，其中导电塑料护套贯通地线使用相对较多，而铅护套贯通地线终将被淘汰。