D技术
IGITCW分析
Technology Analysis
区间支架贯通地线研究
王 琰
（广州地铁设计研究院股份有限公司，广州 510220）
摘要：地铁贯通地线系统是将轨道沿线的牵引供电回流系统、电力供电系统、信号系统、通信及其他电子信息系统、建筑物、道床、站台、桥梁、隧道、声屏障等需要接地的装置通过贯通地线连成一体的接地系统。本文着重以区间支架贯通地线进行研究。
关键词：区间支架；贯通地线；研究doi：10.3969/J.ISSN.1672-7274.2019.07.056中图分类号：U231+.7 文献标示码：A 文章编码：1672-7274（2019）07-0082-02
1 引言
地铁贯通地线系统是将轨道沿线的牵引供电回流系统、电力供电系统、信号系统、通信及其他电子信息系统、建筑物、道床、站台、桥梁、隧道、声屏障等需要接地的装置通过贯通地线连成一体的接地系统。地铁正常单线区间设置两根贯通地线，弱电侧一根，强电侧一根，地铁建设中贯通地线材料的使用主要有铜覆钢材料与镀锌钢材料。
综上所述，新一代热浸锡铜覆扁钢是传统镀铜圆钢的升级换代产品，有效解决了以往使用铜覆钢作为贯通接地线存在的与地铁主体设计寿命不一致、有电化学腐蚀风险、施工难度较大、美观度不高、易被盗窃等问题
3 铜覆钢材料与镀锌钢材料的经济比较
从材料价格、施工成本、运营成本三个方面，对两种材料的造价进行对比。
表3 热镀锌扁钢和热浸锡铜覆扁钢的经济比较
材料对比项原材料价格主要指标供货长度单价材料造价
1
2 铜覆钢材料与镀锌钢材料的技术比较
2.1 贯通地线材料介绍（1）钢：钢材是国内用于建筑工程、接地工程最常见的材料，在接地工程中主要使用材料标号为Q235他碳素结构钢。（2）铜：质地相对较软，易于塑性，但缺乏硬度，很难作为垂直接地极直接用机械力打入土壤，防腐性好。（3）镀锌钢：指将普通碳素建筑钢经过镀锌加工能够有效防止钢材腐蚀生锈从而延长钢材使用寿命。（4）铜覆钢：是一种双金属复合材料，利用化学或物理方法将铜均匀地附着于表面经过处理的碳钢基材表面，形成致密的包覆层，是一种新型接地产品。2.2 铜覆钢与镀锌钢性能对比
表1从导电性、热稳定性、耐腐蚀性、施工便利性等几个方面对比分析：
表1 铜覆钢、镀锌钢技术对比分析
对比内容导电性热稳定性寿命安全可靠性连接工艺
铜覆钢镀锌钢28%相对导电率8.6%相对导电率热稳定系数128热稳定系数70
平均100年，最恶劣的情况下寿命50
7~13年
年（以0.3mm铜层为例）
稳定可控取决于人为情绪等主观因素，不可控
扁钢搭接焊接或者螺栓衔接并做防腐
放热焊接连接，业界公认的唯一可保
处理；电气连接效果不佳，且易腐
持载流连续性的连接，完美
蚀；总体工程量大
6m/根，在铺设的过程中需要铺设多
1000米每根，可以根据施工要求定制
根的扁钢，涉及多处的焊接点，工程
供货长度，便捷
造价高，麻烦
热镀锌扁钢
带钢期货价：3600元/吨热镀锌价：
6500元/吨。热镀锌层≥70μm
施工
单位造价总造价（90000米
用量）年费率分析法（按100年设计寿
命计算）
结论
热浸锡铜覆扁钢铜期货价：49420元/吨；铜现货价49530元/吨
覆铜层≥0.35mm热浸锡层≥30μm1000米/根软态成盘供货（可根据施
6米/根
工要求定制）
11元/米70元/米
40000米*11元/米=440000元40000米*70元/米=2800000元
0.6公斤／米总用量：40000米*0.6
2公斤／米总用量：40000米*2公斤
公斤／米=24吨有效减少对支架的
／米=80吨
压力
每0.8m-1.2m采用不锈钢专用卡具
每0.8-1.2m普通螺栓连接，
连接
每6米扁钢搭接焊接或者螺栓连接
每1000米采用放热焊接；
并做防腐处理需要电焊机及发电机不需要电源预算26.5元/米，实际46.5元/米80元/米40000米*46.5元/米=186万元热镀锌扁钢在100年的使用期内，每15年一次大修，需更换6次，则
总造价为7*186万=1302万
90000米*80元/米=320万元
热浸锡铜覆钢理论寿命117年，即使按最极端的情况下50年寿命，100年使用期内需更换一次，则总
造价为：2*320万=640万
从项目周期100年内角度，热浸锡铜覆钢材料要明显优于镀锌扁钢
4 国内使用情况
近年来，国内众多新建轨道交通线路广泛使用铜覆钢产品，旧有线路也在陆续更换，应用案例见表4：
表4 应用案例
城市北京上海南京长春
线路3号线9号线三期10号线1号线
通车时间2021年2017年12月2014年7月2017年6月
城市深圳广州青岛大连
线路11号线9号线3号线1号线
通车时间2016年6月2018年6月2015年12月2015年10月
施工便捷性
由表1分析，铜覆钢性能优于镀锌钢。下面对铜覆钢的两种主要形态铜覆扁钢和镀铜圆钢进行对比。2.3 铜覆钢工艺及对比
表2 热浸锡铜覆扁钢与传统镀铜圆钢对比
材料对比项规格/形状技术指标
热浸锡铜覆扁钢传统镀铜圆钢12mm*6mm长方体直径10mm圆柱体覆铜层≥0.35mm热浸锡层≥30μm覆铜层≥0.25mm
550N/mm2300N/mm2经退火后更易施工
有效保证综合接地线与支架间的电气
接触面太小，无法满足综合接地线与
连接要求搭接面远大于宽度的两倍时
支架间的电气连接要求
圆线接触面积的20倍
铜覆钢圆钢表面的铜与钢支架之间直
锡的电位-0.136接近于钢，热浸锡有接接触，铜（电位+0.33）和钢（电效解决铜和钢之间的由于本身的电位位-0.036）之间本身有较大的电位
差造成的电化学腐蚀差，由于隧道中空气潮湿有形成电化
学腐蚀的风险
铜在空气容易氧化变黑，虽不影响性
锡的抗氧化能力极强美观
能但不美观
锡的颜色与锌一致，有效避免把铜覆
容易被盗
钢误解成铜造成的偷盗
5 结束语
区间贯通地线采用铜覆钢材料，其技术性能和耐腐蚀性均优于传统镀锌扁钢，尤其是其耐腐蚀性优越，足够厚度的铜层能够保证100年的使用寿命。采用铜覆扁钢，可以大大节省15年大修反复更换贯通地线的工作量。在各类铜覆钢材料中，从铜层厚度、电气连接、材料柔韧性等技术指标方面考虑，热浸锡铜覆扁钢材料显著优于其他铜镀钢材料。
综上所述，通过导电性、热稳定性、耐腐蚀性、施工和后期维护的便利性及整个项目生命周期内的性价比等方面进行对比，热浸锡铜覆扁钢优于镀锌扁钢和其他铜覆钢材料。参考文献（下转第155页）
性能比较
82DIGITCW2019.07
区间支架贯通地线研究
