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文档简介

ICS45.040

CCSS82

团体标准

T/CAMETXXXXX.2—XXXX

城市轨道交通接触网用铜及铜合金导线

第2部分:接触线

Urbanrailtransits—Copperandcopperalloywiresforoverheadcontactlinesystem

—Part2:contactwires

(征求意见稿)

(本稿完成日期:2023年12月12日)

在提交反馈意见时,请将您知道的相关专利连同支持性文件一并附上。

XXXX-XX-XX发布XXXX-XX-XX实施

中国城市轨道交通协会发布

T/CAMETXXXXX.2—XXXX

城市轨道交通接触网用铜及铜合金导线

第2部分:铜及铜合金接触线

1范围

本文件规定了城市轨道交通接触网用铜及铜合金接触线的产品分类与标记、技术要求、试验方法、

检验规则、标志、包装、运输和贮存。

本文件适用于城市轨道交通接触网用铜及铜合金接触线(以下简称“接触线”)的设计、制造和检

验。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,

仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本

文件。

GB/T467—2010阴极铜

GB/T728—2020锡锭

GB/T2829—2002周期检验计数抽样程序及表(适用于对过程稳定性的检验)

GB/T3048.2电线电缆电性能试验方法第2部分:金属材料电阻率试验

GB/T4909.2裸电线试验方法第2部分:尺寸测量

GB/T4909.3裸电线试验方法第3部分:拉力试验

GB/T4909.4裸电线试验方法第4部分:扭转试验

GB/T4909.5裸电线试验方法第5部分:弯曲试验——反复弯曲

GB/T4909.7裸电线试验方法第7部分:卷绕试验

GB/T4955金属覆盖层厚度测量阳极溶解库仑法

GB/T5121(所有部分)铜及铜合金化学分析方法

GB/T5270—2005覆盖层厚度测金属基体上的金属覆盖层电沉积和化学沉积层附着强度试验方法

GB/T16921金属覆盖层覆盖层厚度测量X射线光谱方法

JB/T8137(所有部分)电线电缆交货盘

TB/T1842(所有部分)受电弓滑板

TB/T2809—2017电气化铁路用铜及铜合金接触线

TB/T2074—2020电气化铁路接触网零部件试验方法

YS/T347—2020铜及铜合金平均晶粒度测试方法

YS/T482铜及铜合金分析方法火花放电原子发射光谱法

3术语和定义

TB/T2809—2017界定的术语和定义适用于本文件。

4产品分类与标记

5

T/CAMETXXXXX.2—XXXX

接触线产品型号按铜及其合金元素类别及标称截面积分类。

产品型号表示方法为:C123。产品标记以产品型号和本标准号组成。表示方法为:C123-T/CAMET

XXXXX-2,其中:

C——城市轨道交通接触网用接触线;

1——材料:铜-T,铜银合金-TA,铜锡合金-TS,铜铬锆合金—TCZ;

2——规格:标称截面积数值(平方毫米);

3——形状:扁平-B,圆形省略。

示例1:标称截面积为120mm2圆形铜接触线表示为CT120-T/CAMETXXXXX-2;

示例2:标称截面积为150mm²圆形铜银合金接触线表示为:CTA150-T/CAMETXXXXX-2。

示例3:标称截面积为150mm2圆形铜锡合金接触线表示为CTS150-T/CAMETXXXXX-2;

示例4:标称截面积为150mm2圆形铜铬锆合金接触线表示为CTCZ150-T/CAMETXXXXX-2;

示例5:标称截面积为150mm2圆形铜镁合金接触线表示为CTM150-T/CAMETXXXXX-2;

示例6:标称截面积为150mm2扁平形铜银合金接触线表示为CTA150B-T/CAMETXXXXX-2。

5技术要求

5.1截面形状、尺寸、角度及其偏差要求

接触线的截面形状应为带有悬吊沟槽、合金种类识别沟槽的规则圆形。

圆形底部双沟型接触线的截面形状、合金种类识别沟槽、角度、尺寸及其偏差应符合图1和表2的规

定。铜接触线(CT型)不做识别沟槽。

标引序号说明:

A——截面直径(高度);

B——截面宽度;

C——头部宽度;

D——(沟)槽底间距;

E——(沟)槽尖间距;

H——上斜角;

G——下斜角;

K——头部高度;

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R——圆角半径。

图1圆形接触线截面形状及识别沟槽配置

表1圆形接触线截面规格、尺寸、角度及公差

尺寸及公差角度及公差

标称截面积计算截面积

mm°

mm2mm2

ABCDEKRGH

+4%

120121(12.90±1)%(12.90±2)%(9.76±2)%7.24-2%6.804.350.4027±151±1

+4%

150151(14.40±1)%(14.40±2)%(9.71±2)%7.24-2%6.804.000.4027±151±1

+4%

170171(15.32±1)%(15.32±2)%(9.71±2)%7.24-2%6.803.860.4027±151±1

注:实际面积允许偏差为计算截面积的±2%。

扁平底部双沟型接触线的截面形状为带有悬吊沟槽、合金种类识别沟槽且底部为扁平型式。扁平底

部双沟型接触线的截面形状应符合图2和表2的规定。

标引序号说明:

A——截面直径(高度);

C——头部宽度;

D——(沟)槽底间距;

E——(沟)槽尖间距;

K——头部高度;

H——上斜角;

G——下斜角;

R1——圆角半径;

R2——圆弧半径(宽度方向);

R3——圆弧半径(底部)。

图2扁平底部型接触线截面形状及识别沟槽配置

表2扁平底部型接触线的规格、尺寸、角度及公差

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尺寸及公差角度及公差

标称截面积计算截面积

mm°

mm2mm2

ACDEKR/R1R2R3GH

+4%

120121.2(12.2±1)%(9.76±2)%7.24-2%6.804.350.406.617.227±151±1

+4%

150154.2(13.6±1)%(9.71±2)%7.24-2%6.804.000.407.5520.027±151±1

+4%

170174.6(14.5±1)%(9.73±2)%7.24-2%6.803.700.407.2525.027±151±1

注:实际面积允许偏差为计算截面积的±2%。

5.2材料要求

接触线用铜牌号应采用不低于GB/T467—2010中的1号标准铜(Cu-CATH-2)。

接触线应由铜及相应的合金元素制成,其化学成分范围应符合表3的规定。各种型号接触线在20℃

时的线膨胀系数应为1.7³10-51/K,杨氏模量应为120GPa。

表3化学成分

单位为%

铜及铜合金其他元

ω(Cu)ω(Ag)ω(Sn)ω(Mg)ω(Bi)ω(Cr)ω(Zr)ω(O)aω(Pb)

类别素总和

≥≤≤≤≤

铜CT—————

99.900.00050.00300.00500.03

≤≤≤

铜银CTA余量0.08~0.12—————

0.00050.00300.03

0.01~≤≤

铜锡CTS余量——————

0.200.00300.10

铜镁CTM余量——0.01-0.1————≤0.01

0.10

铜铬0.20~0.02~≤

CTCZ余量——————

锆0.800.150.10

注:“—”表示该类别接触线不涉及此元素的化学成分。

a表示采用连铸+热连轧工艺时的ω(O)。

5.3常规机电性能

接触线的常规机电性能应符合表4的规定。

表4常规机电性能

抗拉软化伸长率反复弯曲扭转圈数电阻率电阻温度

卷绕导电率

种类强度率(未软化)(至断(20℃)系数

开裂断开圈数(20℃)%IACS

MPa%%开)Ω²mm2/mK-1

CT≥360-≥3.0≥4≥6≥5≥3≥97≤0.017770.00380

CTA≥370≥90≥3.0≥4≥6≥5≥3≥97≤0.017770.00380

CTS≥380≥90≥3.0≥4≥6≥5≥3≥93≤0.018540.00320

CTM≥420≥90≥3.0≥4≥6≥5≥3≥94≤0.018340.00320

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表4(续)

抗拉软化伸长率反复弯曲扭转圈数电阻率电阻温度

卷绕导电率

种类强度率(未软化)(至断(20℃)系数

开裂断开圈数(20℃)%IACS

MPa%%开)Ω²mm2/mK-1

CTCZ≥450≥95≥3.0≥4≥6≥5≥3≥90≤0.019160.00320

注1:表中抗拉强度均为150mm2截面时的规格,120mm2截面抗拉强度增加2%,170mm2截面抗拉强度降低2%;

注2:接触线最小拉断力=抗拉强度×计算截面积的98%;

注3:单位质量=密度×计算截面积,铜、铜银合金密度为8.89g/cm3,铜锡合金、铜铬锆合金密度为8.92g/cm3。

5.4振动、疲劳试验要求

接触线在经受振动、疲劳试验后应无断裂,且拉断力值不应小于最小拉断力的95%。

5.5横向晶粒尺寸要求

接触线的横向晶粒尺寸因坯杆制造工艺不同而不同,应符合表5的规定。

表5横向晶粒尺寸

序号铜及铜合金坯杆制造工艺横向晶粒尺寸mm

1铜、铜银、铜锡、铜镁上引或水平连铸+连续挤压或其他细化晶粒工艺≤0.030

2铜、铜银、铜锡连铸+热连轧≤0.030

3铜、铜银、铜锡、铜镁上引或水平连铸≤4.000

4铜铬锆上引或水平连铸+热连轧+析出强化≤0.200

5铜铬锆水平连铸+热连轧+析出强化+其他细化晶粒工艺≤0.030

注:横向晶粒尺寸值为晶粒平均面积折算为等值圆的直径值。

5.6载流量要求

载流量试验应包括持续载流量试验和20min过载载流量试验,室内载流量值应符合表5的规定,室

外载流量值宜参照表6。

表6持续载流量室内值及室外值

单位为安培

最高允许工作温度

铜及接触线

95℃150℃

铜合金型号

室内室外室内室外

接触线规格120150170120150170120150170120150170

铜CT360425460495570610——————

铜银CTA360425460495570610515620650680785840

铜锡CTS360425460490565605515620650680790845

铜镁CTM360425460490565605515620650680790845

铜铬锆CTCZ350420455480555595510600640665770820

注:“—”表示此项不需要考核。

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5.7平直度要求

接触线应平直,不应有硬点和硬弯,平直度平均值不应大于0.10mm,最大值不应大于0.20mm。

5.8磨耗性能要求

接触线要有良好的耐磨性能,其性能指标应符合表7的规定。

表7磨耗性能要求

单位为平方毫米每万弓架次

检验项目试验用纯碳滑板试验用浸金属碳滑板或其它复合基碳滑板

接触线(铜铬锆除外)磨耗比≤0.015≤0.015

铜铬锆合金接触线磨耗比≤0.010≤0.010

5.9表面镀锡技术要求

5.9.1镀锡材料

所用锡应符合GB/T728—2020的规定,不低于Sn99.95,AA低铅级。

5.9.2镀锡层表面质量

镀锡层应光滑、色泽均匀,不应有飞边、翘皮、黑条纹、漏镀、晶须等缺陷。镀锡层应牢固粘附在

接触线表面,经拉力试验后,镀锡层应不脱落、不翘皮;经扭转试验后,镀锡层表面应不变黑、无裂纹。

5.9.3镀锡层厚度

镀锡层厚度不宜小于5μm。

5.9.4镀锡层结合力

按照GB/T5270—2005中2.11的要求,对试验样件施加拉伸应力直至断裂,不应有覆盖层从基体金

属上明显脱落的现象。

5.10内部质量要求

接触线不应有焊接接头,内部不应有夹层、冷隔、疏松、缩孔、气孔或夹杂等缺陷。

5.11外观及卷取要求

接触线表面应清洁、光滑,应无裂纹、伤痕、毛刺、折边、硬弯、扭曲等缺陷。

接触线大圆弧面应面向盘芯,整齐紧密地卷绕在线盘上,接触线断面的垂直中心线应与线盘轴线垂

直,每一层的匝间不应有间隙,不应有扭转、交叉、跳线现象,层间应垫衬电缆纸。接触线的内端头应

伸出侧板或筒体,牢固固定在线盘上;外端应固定在线盘侧板内侧。

6试验方法

6.1外观质量检查

以目力检查为主,必要时使用10倍放大镜检查。

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6.2尺寸、角度、密度、横截面积检测

6.2.1尺寸及角度检测

接触线尺寸测量按照GB/T4909.2的规定进行。

应将制好的接触线横截面薄片在工具显微镜、投影仪或其他设备上测量角度及尺寸。

6.2.2密度与横截面积检测

按照GB/T3048.2的规定进行检测,制备长度为40mm的试样,用浮力法测量接触线的密度,然后计

算横截面积。

6.3电阻率、导电率试验

按照GB/T3048.2的规定采用双臂电桥四端法测量。

测量前应将试样在20℃恒温室静置24h,采用双臂电桥四端法接线且倒换电源极性取平均值的方

法测量。若试样表面有脏污或锈蚀,需用酒精棉或细砂纸处理后再测量。施加8A电流,若环境温度不

满足20℃(但是环境温度需在20℃±5℃范围内),应按照电阻温度系数换算至20℃时的电阻或电

阻率。

6.4拉断力、抗拉强度及伸长率试验

按照GB/T4909.3的规定进行试验,试样标距长度为250mm,以20mm/min的速度单向拉伸直至拉断,

记录拉断力值,计算抗拉强度。拉断力值是指接触线拉断过程中的最大力值。

将断后接触线两断口对齐后用游标卡尺测量断后长度,然后计算伸长率,试样拉伸前标距长度和断

后长度测量精度为0.01mm。

6.5软化后拉断力试验

将试样放置温度为300ºC±5ºC的恒温箱中保温2h后,取出试样,自然冷却至室温,按6.4中的试

验方法进行拉断力试验。

6.6扭转试验

按照GB/T4909.4的规定进行试验,试样标距为250mm,试验过程中施加张力为额定拉断力的1%,

扭转试验速度为1r/min~10r/min,单方向扭转360°为1圈,直至达到规定的圈数或试样扭断为止,记

录扭转圈数。

6.7反复弯曲试验

按照GB/T4909.5的规定进行试验,将试样安装并夹紧,使弯曲点固定,弯曲半径为30mm。开始试

验时先弯向小圆弧面,以试样弯曲180°(即从原始位置开始再回到原始位置)计为1次,试验速度不大

于30次/min。试验过程中仔细观察弯曲点,记录试样出现长度约为5mm、深度约为1mm裂纹时的次数

为“裂的次数”,试样完全断开时的次数为“断的次数”。

6.8卷绕试验

按照GB/T4909.7的规定进行试验,铜及铜银合金接触线的卷绕芯棒直径为φA,铜锡及铜铬锆合金

接触线的卷绕芯棒直径为2φA。开始试验时小圆弧面朝外,大圆弧面向内均匀卷绕3圈,检查试样表面

是否有裂纹、起皮、开裂等现象。试验速度不大于10r/min。

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6.9载流量试验

试验在无风、无日照的室内进行,周围无影响散热的物体。

测量持续载流量I∞s。:将长度为6m的试样安装在试验架上,施加10kN张力,采用带补偿的热电偶

作测温传感器,将热电偶(不少于5只)均匀敷设在接触线上,施加试验电流,每隔30min测量一次温度,

连续3次测量的温度与最高允许工作温度T之差不大于1℃时,此时电流值即为该环境温度下持续载流量

I∞s。若测量接触线上温度与最高允许工作温度T相差较大时,应降至室温并调整电流后重新再做试验。

测量20min过载载流量I20s:对试样先施加60%的持续载流量电流值,经0.5h后按照约1.13倍持续

载流量电流施加过载电流,待20min后,且温度达到最高允许工作温度T,此时电流值即为该环境温度

下20min过载载流量I20s。若测量接触线上温度与最高允许工作温度T相差较大时,需降至室温并调整电

流后重新再做试验。

将测量结果换算为环境温度40℃下的相应值I∞、I20。换算按公式(1)~公式(3)进行。

IkIs„„„„„„„„„„„„„(1)

式中:

I∞——环境温度(40℃)下的持续载流量,单位为安培(A);

I∞s——室温(T0)条件下测定的持续载流量,单位为安培(A);

k——温度换算系数。

I20kI20S„„„„„„„„„„„„„(2)

式中:

I20——环境温度(40℃)下的过载载流量,单位为安培(A);

I20s——室温(T0)条件下测定的过载载流量,单位为安培(A);

k——温度换算系数。

按公式(3)计算温度换算系数k。

T40

k„„„„„„„„„„„„(3)

TT0

式中:

k——温度换算系数的数值;

T——最高允许工作温度的数值,单位为摄氏度(℃);

T0——室温的数值,单位为摄氏度(℃)。

6.10振动、疲劳试验

按照TB/T2074-2020中5.8和5.9进行试验,振动试验与疲劳试验采用同一试样长度6m,试验顺序

不分先后。

将长度为6m的试样通过终端锚固线夹安装在振动试验场、疲劳试验台,根据接触线工作张力F(额

定工作张力或供需双方协商确定的工作张力,如无特别要求,可按照12kN开展试验)确定试验张力。

试验参数如下:

a)振动试验参数:

试验荷载:当工作张力不大于25kN时施加的试验张力为1.10F,当张力大于25kN时施加

的试验张力为1.05F,也可采用用户推荐值;

波形:振幅A为35mm、频率f为2Hz~4Hz的正弦波;

试验次数:2×106次。

12

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b)疲劳试验参数:

试验荷载和幅值:动态试验张力为F±30%F;

波形:频率f为1Hz~3Hz的正弦波;

试验次数:5×105次。

试验过程中定期巡视,发现有断线、表面出现开裂等异常情况应停止试验。

6.11平直度检测

采用非接触式图像测量装置连续测量接触线工作面平直度值,首先标定测量平台基线,然后用高速

摄像头连续测量试样上各点的相对高度,通过数据处理测量接触线距基线的距离,即为平直度。

也可将试样安装在卧式拉力机或专用试验台上,安装时应将其自然拉直,防止人为造成硬点、硬弯。

按照表5规定对试样施加试验张力,并保持此张力。从距离试验机夹头约0.5m处开始做标记,每隔200mm

一个标记,共20个测量点。用量程为600mm的水平尺、塞尺等测量平直度值。测量时,水平尺两个端点

与相距600mm的两个标记点重合,测量中间两标记点的平直度值,水平尺顺次移动一个标记点连续测量。

6.12磨耗试验

按照TB/T1842的规定进行试验,磨耗试验宜在高速弓网关系试验台上进行,试验条件见表8。

表8试验条件

接触线适用速度等级试验电流弓线间静态正压力试验弓架次数

试验用滑板

型号km/hAN次

CT

CTA

纯碳滑板

CTS≤160参照表5室内持续载流量值70±102³105

浸金属碳滑板

CTM

CTCZ

6.13横向晶粒尺寸检验

按照YS/T347-2020的规定进行试验,制取垂直于接触线轴线方向的横向金相试样,在放大100倍

的显微镜下进行全面观察,选择有代表性的视场与YS/T347-2020标准评级图片比较,或采用面积法或

截距法得出试样的横向晶粒尺寸值。

6.14化学成分检测

按照GB/T5121或YS/T482规定的方法进行检测。

6.15表面镀锡层检验

镀锡层的表面质量以目力检查为主,必要时使用10倍放大镜察看试样。按照GB/T4955或GB/T16921

的规定对镀锡层厚度进行检验,按照GB/T5270-2005中2.11的规定对镀锡层结合力进行检验。

6.16内部质量检验

通过观察试样破坏后断口判断接触线是否存在夹层、冷隔、疏松、缩孔、气孔或夹杂等缺陷,必要

时可进行扫描电镜检查。

7检验规则

13

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7.1检验分类

检验分为型式检验和出厂检验。

7.2型式检验

有下列情形之一时,应进行型式检验:

a)产品定型;

b)正式生产后,如结构、材料、工艺等有较大改变可能影响产品性能时;

c)停产一年及以上,恢复生产时;

d)连续生产满5年时;

e)出厂检验结果与上次型式试验有较大差异时。

7.3出厂检验

每批产品均应进行出厂检验。

7.4检验项目

检验项目应符合表9的规定。

表9检验项目

检验类型技术要求试验方法

序号检验项目项点类别

型式检验出厂检验对应条款对应条款

1外观质量检查B√√5.126.1

2尺寸、角度、密度、尺寸B√√

5.16.2

3横截面积检测角度A√√

4拉断力A√√

5拉断力、抗拉抗拉强度A√√5.3

6强度及伸长伸长率A√√6.4

率试验振动、疲劳试验

7A√—5.4

后的拉断力

8软化后拉断力试验A√√5.36.5

9扭转试验A√√5.36.6

10反复弯曲试验A√√5.36.7

11卷绕试验A√√5.36.8

12振动、疲劳试验A√—5.46.10

13电阻率、导电率试验A√√5.36.3

14横向晶粒尺寸检验B√—5.56.13

15化学成分检测A√—5.26.14

16载流量试验B√—5.76.9

17平直度检测B√—5.86.11

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