第一節(jié) 概述
銅合金電車線跟電氣化鐵路的發(fā)展是分不開的,以下就國際電氣化鐵路建設(shè)進行 分析 ,以此說明國際市場銅合金電車線的需求。
電氣鐵路隨著高速化的發(fā)展,電力機車利用受電弓從接觸線集電的技術(shù)變得更加困難。因此,要求受電弓的跟蹤特性優(yōu)良,不發(fā)生離線;減小接觸導(dǎo)線的提升量;提高電壓,降低集電電流密度,減小離線時的電弧,同時也減少電壓下降;結(jié)構(gòu)簡單,降低建設(shè)成本和維修成本等等。
包括日本在內(nèi),最近的架線全部是簡單形懸掛,與原來日本的新干線的復(fù)鏈形懸掛線相比結(jié)構(gòu)變得單純。這可以認為是由于現(xiàn)在歐洲的運輸量不太大,和日本最近建設(shè)的北陸新干線、東北新干線以及今后將建設(shè)的新干線的運輸量大體相同。其中,引人注目的是,只有西班牙的AVE和2003年10月完成的馬德里?萊里達之間架設(shè)的EAC-350在內(nèi)的德國系列架線是變Y簡單鏈懸掛,除此之外的所有國家都是簡單鏈懸掛。法國的TGV東南線當初是按照變Y簡單鏈懸掛建設(shè)的,但由于維修保養(yǎng)太過麻煩,因此在高速化建設(shè)的同時,正在逐步改造為TGV北線的簡單鏈懸掛方式。這樣一來,只有德國系列的架線仍是變Y簡單鏈懸掛。
日本的新干線由于受風壓限制等原因,凈跨多在50m以下,而其他國家卻比日本長,凈跨為60-65m。但是,最近開通運行的TGV地中海線因受密史脫拉風(地中海北岸一種干冷的西北風或北風)的影響,一般凈跨在45-50m。除變Y簡單鏈懸掛的德國和西班牙之外,為補償簡單架線使受電弓的上下變動大,安裝了抗拉強度磁傾角。過去撓度多為1/1000,最近1/2000即0.5/1000的比較多,凈跨60m撓度量取30mm。與受電弓的滑板接觸的接觸導(dǎo)線,德國和法國使用表3所示的新線種類。德國的銀(0.1%)銅為350MPa,鎂(0.5%)銅為490MPa,日本的硬銅接觸導(dǎo)線的最小牽引強度為347MPa,所以從中可知銀銅和硬銅的差不多。法國的錫(0.3%-0.4%)以及鎂(0.3%-0.4%)線為413MPa,日本的SN-W(含錫)接觸導(dǎo)線為436MPa,所以最小牽引強度略低。日本的CS(銅包鋼)接觸導(dǎo)線和PHC(析出硬化銅合金)接觸導(dǎo)線的最小牽引強度分別為592MPa和582MPa,可知比德國的鎂(同西班牙的鎂相同)最小牽引強度高100MPa。其中,德國的科龍·法蘭克福之間的RE330架線的波動傳播速度最高。
第二節(jié) 亞洲地區(qū)主要國家市場概況
1、錫銅合金接觸線
日本早先在電氣化鐵路上也采用銀銅接觸線,后來采用含0.3%左右錫的錫銅接觸線。我國已列入 行業(yè) 標準的錫銅接觸線,抗拉強度接近銀銅接觸線,但電導(dǎo)率稍低(70%IACS),根據(jù)工程中接觸網(wǎng)設(shè)計的具體要求,也許可用于時速在200km 以下的接觸網(wǎng)中。
2、鉻鋯銅合金接觸線
日本開發(fā)的 PHC-110接觸線,抗拉強度和電導(dǎo)率分別可達555.5MPa 和78.8%IACS。這種析出強化型合金在生產(chǎn)中必須進行熱處理才行。將鉻鋯銅合金做成大長度的接觸線,實現(xiàn)大規(guī)模的生產(chǎn),還缺少此類大型的熱處理和熔煉設(shè)備,熱、冷加工工藝,特別是大規(guī)模連續(xù)生產(chǎn)的熱加工工藝尚需摸索。
3、銅合金接觸線在日本的使用情況
日本是高速電氣化鐵路發(fā)展較早、且在合金化 研究 開發(fā)及應(yīng)用方面處于世界前沿的國家,根據(jù)相關(guān)資料統(tǒng)計,日本新干線中使用銅錫合金接觸線的營業(yè)里程占總營業(yè)里程的81%,自1979年到現(xiàn)在,銅錫合金接觸線產(chǎn)品一直為日本接觸線市場的主流產(chǎn)品。
第三節(jié) 歐洲地區(qū)主要國家市場概況
1、錫銅合金接觸線
現(xiàn)在法國在時速為300~350km的接觸網(wǎng)中研制和試用的錫銅-120接觸線,常溫抗拉錫銅-120接觸線,其抗拉強度和電導(dǎo)率分別為360.8MPa和70%IACS,從材質(zhì)提高的可能性上看,要達到法國的水平,既要大幅度提高強度,又要保持、甚至提高電導(dǎo)率,恐怕要添加第二,甚至第三元素才行,這需要進一步的 研究 開發(fā)。
2、銀銅合金類接觸線
包括銀銅和錫銀銅。德國在Re-250型接觸網(wǎng)中使用時速可達250km。我國現(xiàn)已生產(chǎn)和標準化(鐵道系統(tǒng) 行業(yè) 標準)的銀銅和錫銀銅接觸線,按其性能已和德國產(chǎn)銀銅接觸線相當,但在接觸線的平直度上尚需稍作改進提高,以降低受電弓和接觸線的離線率。
3、鎂銅合金接觸線
德國在開發(fā)時速達330km的Re-330型接觸網(wǎng)中研制的鎂銅-120接觸線已進入試運行階段,并取得了預(yù)期的效果。目前的抗拉強度和電導(dǎo)率可分別達到503MPa和70%IACS。要進一步提高強度,保持或提高電導(dǎo)率,還需添加第二甚至第三元素。另外,鎂在制作鎂銅合金的大規(guī)模生產(chǎn)中是難于連續(xù)穩(wěn)定控制的元素,這些都需我們?nèi)?研究 和開發(fā)。
第四節(jié) 美洲地區(qū)主要國家市場概況
2005年,美洲國家電氣化鐵路里程達到9637公里,電氣化率達到3.7%,遠遠小于亞洲的66.7%和歐洲的22.8%。美洲各國的鐵路電氣化率低,生產(chǎn)電氣化鐵路用銅合金電車線的生產(chǎn)企業(yè)也少,全世界銅合金電車線生產(chǎn)企業(yè)以及需求基本都集中在亞洲和歐洲各國,尤其是亞洲的日本、中國,歐洲的德國、法國等國家生產(chǎn)企業(yè)多,需求最大。
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