淺析新型導線在鐵路配電線路中的應用

楊勇

摘 要：電力是鐵路運輸生產的重要能源。它與提高運輸效率，保證行車安全有著密切關系。本文主要就新型導線（高壓架空絕緣導線和平行集束導線）在鐵路配電線路中的應用作了詳細的闡述。鐵路配電線路可分為高壓配電線路和低壓配電線路，在10KV高壓配電線路中常用到高壓架空絕緣導線，在0.38KV的低壓配電線路中常用到平行集束導線。

關鍵詞：鐵路配電線路；高壓架空絕緣導線；平行集束導線；應用

導線用來傳輸電流和輸送電能，架空電力線路最重要的元件就是導線。

一.對導線的要求

1.導線應具有良好的導電性能、質量輕、較小的溫度伸長系數及足夠的機械強度，并具有耐振動和抗腐蝕等性能。

2.不應有松股、交叉、折疊、斷裂及破損等缺陷。

3.不應有嚴重腐蝕現象。

4.鋼絞線鍍鋅鐵線表面鍍鋅層應良好，無銹蝕。

5.絕緣線表面應平整、光滑、色澤均勻，絕緣層厚度應符合規定。絕緣線的絕緣層應擠包緊密，且不易被剝離，絕緣線端部應有密封措施。

二.導線材料

導線材料有鋁、鋁合金、銅、鋼等。這些材料中，由于鋁的導電性能好，也有較強的抗氧化能力，密度小，質量輕，而且在我國資源豐富價格低廉，因此，鋁導線被廣泛用于架空線路上。鋁導線的缺點是機械強度較低，耐酸、堿、鹽的腐蝕能力較差。鋼芯鋁絞線是以鋼為線芯，外面再絞上多股鋁線，它既利用了鋁線的良好導電性能，又利用了鋼絞線的高機械強度。

三.導線的分類

（一）裸導線

裸導線的規格型號由導線材料及結構和標稱截面兩大部分組成。前一部分用漢語拼音字母表示：T—銅，L—鋁，J—多股絞線。字母后面的數字為導線的標稱截面，單位mm2。如TJ—50代表50mm?的銅絞線，GJ—70代表70mm?的鋼絞線，LJ—70代表70mm2的鋁絞線，LGJ—70代表70mm2的鋼芯鋁絞線。鋁絞線和鋼芯鋁絞線結構如下圖所示，空心代表鋁線，實心代表鋼線。

（二）低壓橡塑絕緣電線

橡塑絕緣電線是在銅絞線或鋁絞線的外層注塑橡皮或聚氯乙烯作為絕緣，使導線具有一定的絕緣。它的絕緣等級和抗老化能力低，絕緣易老化脆裂；線芯選用的是軟銅線或軟鋁線，不適宜大檔距架空敷設，因此，一般僅在低壓架空接戶線使用。其型號有：BLX代表鋁芯橡皮線，BLV代表聚氯乙烯鋁芯絕緣線，BX代表銅芯橡皮線，BV代表聚氯乙烯銅芯絕緣線。

（三）高壓架空絕緣導線

近年來，呼和浩特鐵路局供電部門為了使高壓電力線路安全可靠的運行，在容易受自然環境影響的地段，廣泛采用架空絕緣導線。

1.高壓架空絕緣導線的結構及特點

高壓架空絕緣導線是以耐候型絕緣材料作外包絕緣的，由導體、半導體屏蔽層、絕緣層組成；導體的材料有鋼芯鋁絞線、鋁絞線和銅絞線。絕緣導線主要用于架空敷設，線芯一般采用緊壓的硬銅或硬鋁線芯。絕緣導線就是將絕緣材料按其耐受電壓程度的要求，以不同的厚度包裹在導體外面，起著使帶導線與外界隔絕的作用。絕緣導線在通電以后，會有發熱現象，因此，比較理想的絕緣材料應有良好的絕緣和熱導電性能，應該在耐熱、抗老化性、機械性能等方面具有良好優越性。

絕緣導線所采用的絕緣材料具有如下的特點。

（1）聚氯乙烯絕緣材料（PVC）：具有較好的電氣、機械性能，對酸、堿有機化學成分性能比較穩定，耐潮濕，阻燃，成本低并且便于加工。其長期允許工作溫度不應大于70°C。

（2）聚乙烯絕緣材料（PE）：具有優異的電氣性能，化學穩定性良好，在室溫下耐溶性好，對非氧性酸、堿的作用性能非常穩定，耐潮濕、耐寒性也比較好。但聚氯乙烯絕緣材料軟化溫度比較低，它的長期允許工作溫度不應超過70°C。另外，耐環境應力開裂、耐油性和耐氣候性比較差，且不阻燃。

（3）高密度聚乙烯絕緣材料（HDPE）：它除了長期允許功過溫度不應超過70°C和不阻燃外，其他主要電氣、機械性能與交聯聚乙烯材料接近。

（4）交聯聚乙烯絕緣材料（XLPE）：它是采用交聯的方法將聚乙烯的線性分子結構轉化為網狀結構而形成的。它的電氣性能與聚乙烯接近，耐熱性好，其長期允許工作溫度為90°C，抗過載能力強，并且可以避免環境應力開裂，機械物理性能比PVC（聚氯乙烯）、PE（聚乙烯）絕緣材料好。

2.架空絕緣導線的優點

線路采用絕緣導線與采用裸導線相比有很多優點，主要表現在以下幾個方面。

（1）提高線路安全供電的可靠性，絕緣導線具有防止人身觸電事故，防止相間混線和短路事故，減少同桿架設線路作業的停電次數。

（2）縮小線間距離，以及對建筑物和樹木的安全距離，節約線路走廊。

（3）由于線間距離縮小，線路電抗比裸導線小，節約線路電能損失，降低電壓損失。對防竊電、防漏電的改善也有明顯效果。

（4）減少維修工作量，減少導線腐蝕，延長了線路使用壽命。絕緣導線還大大提高了導線適應惡劣環境的能力，從而延長導線使用壽命。因而在鐵路電力線路施工中，架空絕緣導線正在被推廣使用。

3.架空絕緣導線的型號規格

規格型號由導線材料結構、電壓等級和標稱截面三大部分組成。第一部分代表導線材料結構，用漢語拼音字母表示：J—絕緣，K—架空，L—鋁，Y—交聯，J—多股絞線；第二部分代表電壓等級，單位是kv；第三部分為導線的標稱截面，單位mm2。如JKLYJ一10一50代表的10kv鋁芯交聯聚乙烯絕緣導線，導體截面是50mm2。

（四）平行集束導線

1.平行集束導線適用范圍

適用于額定電壓0.6/1kv及以下，平行集束架空絕緣電纜可廣泛應用于鐵路低壓電力配電系統，該電纜具有耐氣候老化、線損小、施工簡單、工期段的特點、可有效防止竊電、漏電等現象，并具有較好的安全性。

2.平行集束導線主要性能及特點

（1）線路損耗較低，線損率在5-10%之間。

（2）施工簡便，省時省工、降低安裝費用。

（3）組合抗拉斷力強、安全性高、防竊電、防漏電。

（4）工程造價低、減少塔桿、橫擔及瓷件，降低塔桿高度。

3.平行集束導線具有如下特點：

（1）與常規線路相比，由于平行集束導線改變了周圍的磁場和電場分布，使其電抗減小，電納增大，明顯減少了線路電壓損耗。

（2）與絞合式集束線相比，架設相同長度的線路，可縮短導線電氣距離1.5—3個百分點，減少了導線自身的功率損耗和導線成本，同時還具有生產工序少，工藝過程簡單等優點。

（3）平行集束導線在生產和裝盤過程中是以平板方式出現，運輸密度較大；在架設后可自動歸成方形。

2.平行集束導線配電線路的優點

由平行集束導線構成的低壓電網新模式，是對鐵路低壓電網建設與改造技術的一種革新，與過去的供電模式相比，平行集束導線具有以下優點。

（1）主干線、分支線均可實現三相四線制供電方式，不受地域分布影響，將分散的單相負荷可重組為較對稱的三相負載，可以大大減小零線電流，降低線損。試驗表明：采用平行集束導線，線損率一般在5%—10%之間。

（2）施工簡便、工期短，施工費用和金具節省，不需要橫擔及瓷件，由于架設導線只需要架設一根，所以施工量比正常減少近30%；在城鎮或經濟比較發達的樓群區域，平行集束導線可以沿墻布置，減少大量桿塔費用。

（3）綜合造價比較低，與常規的架空裸導線線路相比，綜合造價基本持平，但運行費用和遠期效益具有明顯優勢。

（4）從技術措施方面可以有效地防止竊電、漏電等現象，同時由于線路占用空間走廊小，不易受外界環境因素影響，可以減少鐵路人身觸電事故，解決鐵路供電“四到戶”服務的安全管理難題。在鐵路低壓架空電力線路改造中，平行集束導線做為新型材料正在推廣使用。

（作者單位：中國鐵路呼和浩特局集團有限公司呼和浩特供電段）