鋼鋁複合導電軌

鋼鋁複合導電軌主要套用於城市軌道交通，傳統的導電軌是採用低碳鋼材料製造的。國外已開發國家在上世紀初第三軌方式使用初期也採用的是低碳鋼導電軌。為了加大導電軌的一次輸電距離、改善受流條件、減小機械磨損和電腐蝕、提高經濟和社會效應，上世紀70年代末推出鋼鋁複合導電軌。

基本介紹

• 中文名：鋼鋁複合導電軌
• 外文名：Steel aluminum composite conductive rail
• 套用：城市軌道交通
• 製造材料：低碳鋼材料
• 國內供應商：華鵬集團,中鐵電氣
• 學科：電力工程

簡介

傳統的導電軌是採用低碳鋼材料製造的。如北京捷運和天津捷運的第三軌採用的就是低碳鋼導電軌。國外已開發國家在上世紀初第三軌方式使用初期也採用的是低碳鋼導電軌。為了加大導電軌的一次輸電距離、改善受流條件、減小機械磨損和電腐蝕、提高經濟和社會效應，上世紀70年代末出現了一種新型導電軌—鋼鋁複合導電軌。

鋼和鋁之間牢固的冶金結合

鋼鋁複合導電軌之中鋼和鋁的複合，是在擠壓模內把清洗後的鋼帶和鋁本體在規定的工藝參數下擠壓成牢固的冶金結合。這種冶金結合方式是靠擠壓過程中熱和壓力的作用而形成的。在這個過程中，鋁和鋼中鐵原子之間形成的金屬化合物Al3Fe2起著結合作用。兩種材料之間的冶金結合使層間電阻減至最小，同時由於鋼和鋁接觸面無空隙，接觸面不可能受到腐蝕侵害，這樣就能保證長期低電阻的穩定性。另外，通過剝離試驗證明，把鋁本體內的鋼帶剝離出來是不可能的，只有用專用的工具才能把鋼與鋁分開。鋼和鋁之間的冶金結合能夠承受較大的力並且無永久變形。

此外，加工過程中鋼表面出現變色、劃痕、劃傷等問題，只要不影響產品的實用性都是允許的。

材料的選用

鋼鋁複合導電軌是由低碳合金鋼與鋁合金複合加工而成。鋁合金是導電軌的主體，選擇材質時既要考慮其具有優良的導電性能，又要滿足機械性能要求。選擇鋼材質時主要考慮其耐磨性、耐腐蝕性和導電性。一般選用的是鉻鋼，其耐磨性、導電性和導熱性基本上都能很好地滿足鋼鋁複合導電軌的各項要求。

鋼鋁複合導電軌的優越性

鋼鋁複合導電軌在長期使用過程中己被證實是一種有效的、可靠的產品。它與低碳鋼鋼軌相比具有以下幾方面的優勢：

(1)導電性能好、電流容量大：鋁合金電導率28-33MS/m，為非合金低碳鋼電導率(8.5MS/m)的3-4倍，鋼鋁複合導電軌的導電性高於低碳鋼導電軌。在這種新的安裝形式中，電壓降及牽引能耗成比例下降，使得供電距離加大而所需變電站減少。

(2)比重小、易安裝：鋼鋁複合導電軌的重量小於相同截面低碳鋼導電軌重量的一半，因此安裝簡便、且費用小、成本合理，同時無須起重設備。

(3)耐腐蝕、耐磨性好：為保證鋼帶良好的耐腐蝕性和耐磨性，鋼鋁複合導電軌採用的是鉻不鏽鋼，具有良好的耐晶間腐蝕性。導電軌良好的耐腐蝕性能已經過多年包括海洋性氣候條件下的安裝運行和試驗室試驗證實。同時，不鏽鋼接觸面光滑，耐磨耗，可延長導電軌與受流器的壽命。

(4)韌性好：鋁和不鏽鋼擠壓複合時可以形成各種幾種剖面。

(5)經濟效益好：相同的運輸量情況下，採用鋼鋁複合導電軌比低碳鋼軌費用要低。這是因為:①電壓降低了，需要的變電站減少;②鋼鋁複合導電軌重量輕，安裝費用減少;③年度的費用消耗方面，鋼鋁複合導電軌也比低碳鋼導電軌要低(包括折舊、利息、維護和運行費用等)。因此，整體來說，鋼鋁複合導電軌的投資要比低碳鋼導電軌低。

(6)壽命長：低碳鋼導電軌平均壽命為25年，鋼鋁複合導電軌的平均壽命為30年。

總結

第三軌供電用於我國城市軌道交通已有多年並已具有了成熟技術，但鋼鋁複合導電軌還沒有在正式線路中使用。如果採用進口鋼鋁複合導電軌，其成本為低碳鋼導電軌的4倍。儘管如此，由於鋼鋁複合導電軌較低碳鋼導電軌具有更多的優越性，而少建牽引變電站節省下來的投資與鋼鋁複合導電軌增加的費用基本抵消，且這種高投資在幾年內就可基本償還，因此，鋼鋁複合導電軌被國內的許多城軌專家看好。

在我國開發和研製鋼鋁複合導電軌，以適應快速發展的城市軌道交通建設對各種供電方式選擇的需要，具有重要的現實意義和經濟價值。