Przewody jezdne z miedzi srebrowej do wysokoobciążalnych mechanicznie i prądowo sieci trakcyjnych

• Autorzy: Kawecki A. , Knych T. , Mamala A.

Warianty tytułu

EN

Copper-silver trolley wires for high mechanical and current-carrying capacity traction lines

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Artykuł poświęcony jest badaniom odporności cieplnej przewodów jezdnych przeznaczonych do zastosowania w nowoczesnych sieciach trakcyjnych o wysokiej obciążalności mechanicznej oraz prądowej. Eksploatowany obecnie system sieci trakcyjnych w Polsce wykorzystuje elementy nośne i przewodzące wykonane z miedzi elektrolitycznej. Chociaż posiada to swoje uzasadnienie z uwagi na własności elektryczne miedzi, to takie rozwiązanie jest niewystarczające ze wzglądu na zbyt niską odporność cieplną w przypadku nowo projektowanych traktów kolejowych wchodzących w skład europejskich korytarzy transportowych. Nowoczesne sieci trakcyjne dużej prędkości jazdy oraz zwiększonych mas towarowych wymagają zastosowania materiałów na elementy przewodzące o podwyższonych parametrach wytrzymałościowych przy jednoczesnym zapewnieniu możliwie najwyższej przewodności elektrycznej, co wynika z konieczności zapewnienia bezzakłóceniowego odbioru prądu przez odbierak prądu z sieci w warunkach dużej prędkości oraz z faktu, że krajowy system zasilania trakcji wynosi 3 kVDC. Jednym z materiałów zapewniających korzystną relację całego zespołu własności - mechanicznych, elektrycznych, reologicznych i tribologicznych-przewodu jezdnego jest miedź srebrowa gat. CuAg0,10. Badania prowadzone były na przewodach jezdnych nowej generacji wykonanych z miedzi srebrowej o przekroju 100 mm2, przeznaczonych do stosowania w warunkach podwyższonej temperatury ich eksploatacji oraz dla porównania na tradycyjnych przewodach jezdnych wykonanych z miedzi elektrolitycznej. W pracy przedstawiono charakterystyki zmian własności mechanicznych przewodów poddanych działaniu temperatury i czasu ekspozycji, a także po testach miejscowego nagrzewania prądowego przewodu jezdnego przez nakładkę stykową ślizgacza odbieraka prądu symulujących warunki odbioru prądu z sieci. Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, że dodatek srebra do miedzi w ilości 1000 ppm podwyższa temperaturę rekrystalizacji przewodów jezdnych o ok. 150 °C w stosunku do przewodów jezdnych z miedzi elektrolitycznej. Przekłada się to na możliwość zwiększenia obciążalności prądowej sieci trakcyjnej wykorzystującej elementy przewodzące wykonane z miedzi srebrowej gat. CuAg0,10 o ponad 30 %, przy jednoczesnym zapewnieniu stabilności wysokich własności mechanicznych pozwalających na spełnienie założeń konstrukcyjnych sieci dla szybkich pojazdów szynowych.

EN

The paper is dedicated to researches of trolley wires heat resistance devoted for modern traction lines with a high mechanical and current-carrying capacity. System of traction lines operates nowadays in Poland used mechanical and conductive elements made from electrolytic copper. Although it's well grounded by electrical properties of cooper, but this solution is not efficient because of low heat resistance in a case of new-design traction lines which constitutes part of the European transport corridors. Modern high-speed railroads and increasing commodity mass demands application of materials for conductive elements with higher performance properties with simultaneously assurance the highest possible electrical conduction. It is the result of necessity not-disturbed current transfer by pantograph contact tip from grid in conditions of high-speed and power consumption conditions approximate 3 kV DC. One of the materials that assures advantageous relation of whole prosperity group - mechanical, electrical, rheological and tribological of trolley wire is copper-silver CuAg0.10. Researches were conducted on new-generation trolley wires made from copper-silver with area 100 mm2, dedicated to use in conditions of higher temperature their exploitation and in comparison to traditional trolley wires made from electrolytic copper. In a paper the characteristics of temperature subjected trolley wires mechanical properties changes and exposition time were shown, as well as test of local electrical heating trolley wire by pantograph contact tip current collectors simulating conditions of current transfer from the power grid. Based on carried research it is possible to state that silver addition to the copper in a quantity of 1000 ppm increase the recrystallization temperature of trolley wire by about 150 °C in relation to trolley wire from electrolytic copper. It is corresponded to the increasing possibility the current capacity of traction lines which uses the conductive elements made from copper-silver CuAg0.10 for more than 30 % with simultaneous assurance stability of high mechanical properties allowing to fulfill traction construction assumptions for high-speed railroad vehicles.

Słowa kluczowe

PL

własności mechaniczne przewodów; odporność cieplna; sieci trakcyjne; przewody jezdne; miedź srebrowa

EN

mechanical properties of conductors; heat stability; contact lines; contact wires; silver copper

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Rudy i Metale Nieżelazne
• Rocznik: 2007
• Tom: R. 52, nr 4
• Strony: 189--198
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Kawecki A.

autor

Knych T.

autor

Mamala A.

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Katedra Przeróbki Plastycznej i Metaloznawstwa Metali Nieżelaznych, Wydział Metali Nieżelaznych, Kraków

Bibliografia

• 1. Głowacki K., Onderka E.: Sieci trakcyjne, Emtrak Kraków, 2002.
• 2. Siemiński T., Jarosz T.: Odbieraki prądu i ich współpraca z siecią jezdną, WKiŁ Warszawa 1993.
• 3. Podoski J. (red.): Historia elektryki polskiej, Trakcja elektryczna, t. V, WNT Warszawa, 1971
• 4. Kawecki A., Knych T., Mamala A.: Badania porównawcze odporności cieplnej przewodów jezdnych Djp100 i DjpS100, SEMTRAK 2004. XI Ogólnopolska Konf. Nauk. Trakcji Elektrycznej i III Szkoła Kompatybil-ności Elektromagnetycznej w Transporcie, Kraków-Zakopane, 2004. Mat. konf., t. 1, s. 65÷76.
• 5. Kawecki A., Knych T., Mamala A.: Wpływ temperatury i czasu na własności wytrzymałościowe przewodów jezdnych wykonanych z miedzi w gat. ETP i CuAg0,10. XXXII Szkoła Inżynierii Materiałowej, Kraków- -Krynica, 2004. Mat. konf., s. 69÷76.
• 6. DIN 17666:1983 Niedriglegierte Kupfer-Knetlegierungen. Zusam-mensetzung.
• 7. PN-EN 50149:2002 Zastosowania kolejowe. Urządzenia stacjonarne-Trakcja elektryczna-Profilowane druty jezdne z miedzi i jej stopów.
• 8. PN-64 E-90090:1964 Przewody jezdne miedziane.
• 9. ZN-KFK-019: 2000 Przewody jezdne z miedzi srebrowej.