【TB铁路运输标准】 电气化铁路用铜及铜合金绞线

ICS29.280
中华人民共和国铁道行业标准
TB/T3111—2017
代替TB/T3111—2005
电气化铁路用铜及铜合金绞线
Copper and copper alloy stranded conductors for electric railway2017-10-12发布
国家铁路局
2018-05-01实施
规范性引用文件
术语和定义
产品分类
技术要求
检验方法
检验规则及结果判定
包装及标志
附录A（资料性附录）绞线单位质量计算值及拉断力标称值参考文献
TB/T3111—2017
TB/T3111-2017
本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。本标准代替TB/T3111—2005《电气化铁道用铜及铜合金绞线》。与TB/T3111—2005相比，除编辑性修改外，本标准主要技术变化如下：删除了振动、疲劳试验的试验张力值（见2005年版的5.2.2）；-删除了制造长度（见2005年版的5.6）；一删除了线盘（见2005年版的7.1）；一删除了数值修约间隔（见2005年版的表6）；增加了铜铬锆合金绞线品种（见表1)；增加了绞线外径及偏差检验（见表2）；一修改了绞线单线的直径偏差（见表2，2005年版的表2）；-增加了铜镁合金绞线种类（见表2、表3)；增加了绞线作为吊弦线时的反复弯曲试验（见表3）；修改了绞线单线的导电率（见表3，2005年版的5.2.1）；修改了绞线单线的抗拉强度及伸长率（见表3，2005年版的表2）；修改了绞线单线的电阻温度系数（见表3，2005年版的附录A表A.2）；修改了绞线的绞合节径比要求（见表5，2005年版的表4）：增加了室内载流量检验（见表7）；一修改了绞线的检验方法、检验规则及结果判定（见第7章、第8章，2005年版的第6章）：增加了绞线单位质量（见附录A）。本标准由中铁电气化局集团有限公司提出并归口。本标准主要起草单位：中国铁道科学研究院标准计量研究所、中铁电气化局集团有限公司、北京赛尔克瑞特电工有限公司。
本标准参加起草单位：沈阳北恒新材料有限公司、江阴市电工合金有限公司、烟台金晖铜业有限公司、江苏亨通光电股份有限公司。本标准起草人：杨广英、徐超、宋瑞、张海波、高鸣、王作祥、张强。本标准所代替标准的历次版本发布情况：TB/T3111—2005。I
1范围
电气化铁路用铜及铜合金绞线
TB/T3111—2017
本标准规定了电气化铁路用圆线同心层绞、复绞铜及铜合金绞线（简称绞线）的术语和定义、产品分类、材料、技术要求、检验方法、检验规则、包装及标志和储运。本标准适用于电气化铁路接触网悬挂用的各种型号和规格的铜及铜合金绞线。城市轨道交通及工矿企业架空接触网用的铜及铜合金绞线也可参照使用本标准。2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是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
3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。3.1
绞线stranded conductor
一种用于传输电流并（或）承受一定张力的材料，由多根单线或股线绞合在一起制成。3.2
concentric-lay-stranded conductor同心层绞绞线
在一根中心线周围螺旋绞上一层或多层单线组成的导线，又称同心层绞导线，其相邻层绞向相反。3.3
复绞绞线multiplestranded conductor若干个线组以一层或多个螺旋层绞合在一起形成的导体，每个线组中的单线可以束合，也可以绞合。3.4
绞向directionof lay
一层单线或股线的扭绞方向，即从离开观察者的运动方向。3.5
节距lengthof lay
绞线中的一根单线或股线形成一个完整螺旋的轴向长度。3.6
节径比layratio
绞线中单线或股线的节距与该层的外径之比。3.7
单线singleconductingwire
具有规定圆截面的拉制金属线。3.8
concentric strand
同心股线
复绞绞线中的一个元件，每个元件由一组同心绞合的单线构成。1
TB/T3111—2017
束合股线bunchedstrand
复绞绞线中的一个元件，每个元件的单线以螺旋形同向同节距绞合在一起，但不分层。4产品分类
4.1分类及型号
铜及铜合金绞线按铜及其合金元素类别、抗拉强度等级分类，各类中按截面积分又有不同规格。产品型号用下列形式表示。
规格：标称截面积数值（平方毫米）。抗拉强度（MPa)及导电率（%IACS）等级：520MPa62%LACS导电率，铜铬锆及铜纹线省略：620MPa，62%IACS导电率一M；620MPa、75%LACS导电率一H。材质：铜一T、铜镁合金一TM、铜铬锆一TCZ绞线。
4.2标记
产品标记由型号、短横线、绞合结构、“/”、单线直径、一个空格及本标准号组成。绞线的绞合结构对于同心层绞，用“1×构成绞线的单线根数”表示；复绞，用“1×构成股线的单线根数”和股数（股层间用“+”分开，并用圆括号括起，前者为内层，后者为外层）表示，中间用“×”分开。
示例1：标称截面积为70mm2，单线19根、单线直径2.10mm抗拉强度为430MPa的铜绞线（同心层绞）表示为JT70-1×19/2.10TB/T3111—2017。示例2：标称截面积为150mm2、单线37根、单线直径2.25mm、抗拉强度为520MPa的铜镁合金绞线（同心层绞）表示为JTM150-1×37/2.25TB/T3111—2017。示例3：标称截面积为95mm2、单线19根、单线直径2.50mm、抗拉强度620MPa、导电率为62%的铜镁合金绞线（同心层绞）表示为JTMM95-1×19/2.50TB/T3111—2017。示例4：标称截面积为95mm2、单线19根、单线直径2.50mm、抗拉强度620MPa、导电率为75%的铜镁合金绞线（同心层绞）表示为JTMH95-1×19/2.50TB/T3111—2017。示例5：标称截面积为10mm2、每股单线7根、股线数7股、单线直径0.50mm、抗拉强度620MPa，导电率为75%的铜镁合金绞线（复绞）表示为JTMH10-1×7×（1+6）/0.50TB/T3111—2017。示例6：标称截面积为16mm2、每股单线7根、股线数12（即3+9）股单线直径0.50mm、抗拉强度为520MPa的铜镁合金绞线（复绞）表示为JTM16-1×7×（3+9)/0.50TB/T3111—2017。示例7：标称截面积为120mm2、单线37根、单线直径2.03mm、抗拉强度为520MPa的铜铬锆合金绞线（同心层绞）表示为JTCZ120-1×37/2.03TB/T3111—2017。5材料
铜及铜合金绞线用铜应采用不低于GB/T467一2010中的标准阴极铜（Cu-CATH-2）制造。各种型号铜及铜合金绞线的化学成分范围应符合表1的规定。表1化学成分
化学成分（质量分数）
绞线类别
w（Mg)
0.05~0.20
we(Bi)
≤0.0005
≤0.0300
≤0.0050
其他元素总和
绞线类别
JTMM.JTMH
w（Mg）
0.15~0.50
te(Cr)0.20~1.00
w(Zr)0.02~0.20
表1（续）
化学成分（质量分数）
注：一表示该类别绞线不涉及此元素的化学成分。6
技术要求
规格及尺寸要求
twe(（Pb）
TB/T3111—2017
其他元素总和
铜及铜合金绞线的规格、结构、尺寸、绞线外径、单线直径及偏差应符合表2的规定，绞线单位质量参考附录A。
绞线规格
1×7×(1+6)
1×7×(1+6)
1×7×(3+9)
1 ×19
1 ×19
1 ×19
1 ×37
常规机电性能要求
规格、结构、尺寸及偏差
计算截面积
铜及铜合金绞线及单线常规机电性能见表3。表3
抗拉强度
≥430
≥520
≥494
伸长率
（至断开）圈数
机电性能
反复弯曲
绞线外径及偏差
4.50 ± 0.09
5.85 ± 0.09
6.23 ± 0.09
6.30±0.06
7.50±0.06
7.65 ± 0.06
9.00 ±0.09
9.00±0.10
10.50 ±0.10
12.50±0.10
14.00 ±0.14
14.21 ±0.14
15.80 ±0.15
15.75 ±0.15
电阻率（20℃）
≤0.01777
单线直径及偏差
0.50 ±0.02
0.65 ±0.02
0.50±0.02
2.10 ±0.02
2.50 ±0.02
1.53±0.02
3.00±0.03
1.80±0.02
2.10 ±0.02
2.50 ±0.02
2.80 ± 0.03
2.03 ±0.02
3. 15 ± 0. 03
2.25 ±0.02
导电率（20℃）
电阻温度
TB/T3111—2017
抗拉强度
≥620
≥620
≥520
≥589
≥589
≥494
伸长率
（至断开）圈数
表3（续）
反复弯曲
电阻率（20℃）导
导电率（20℃）电阻温度
≤0.02778
≤0.02299
表示绞线用于吊弦线时需进行绞线弯曲试验，表中数值为绞线出现断丝及断股时的次数。注：一表示该类别绞线不考核此项。6.3振动、疲劳试验要求
试样在规定的试验张力（根据接触线额定工作张力或用户要求确定）条件下，经受振动和疲劳试验，试验后应无断裂，且拉断力值应大于或等于附录A中的绞线拉断力标称值的95%。6.4绞线拉断力要求
6.4.1做整体拉伸试验得到的绞线拉断力应大于或等于附录A中的绞线拉断力标称值：用TB/T2075.5终端锚固线夹做拉断力试验时，拉断力应大于或等于附录A中的绞线拉断力标称值的95%。6.4.2计算法：测试从绞线上取下的矫直后的单线平均拉断力P，然后按公式（1)计算出绞线的拉断力P,其结果应大于或等于附录A中的绞线拉断力标称值。P=nxP.×10-3
式中：
P—计算拉断力,单位为千牛（kN）；P.——实测的矫直后单线平均拉断力，单位为牛（N)；绞线的单线总根数。
6.5绞制要求
各种型号绞线断面结构如表4所示。6.5.1
表4绞线断面结构
断面图
1 x7x(1+6)
表4（续）
断面图
8888888
6.5.2绞线各相邻层的绞向应相反，最外层绞向为右向。结
TB/T3111—2017
1×7×(3+9)
6.5.3绞线的绞合节径比应符合表5的规定。任一绞层的节径比不应大于相邻内层的节径比。表5绞合节径比
复绞用股线：同心层绞或束绞
同心层绞
单线根数7
股线数7
股线数12bZxz.net
单线根数7
单线根数19
单线根数37
6根层
6股层
3股层
9股层
6根层
6根层
12根层
6根层
12根层
18根层
节径比
11 ~15
6.5.4每层单线或股线应均勾紧密地绞合在下层中心线芯或内绞层上，不应有断股、缺股和跳线。绞合后所有单线或股线应自然地处于各自位置，当切断时，各单线或股线端部应保持在原位或剥开单线两个节距后容易用手复位。
6.6接头要求
6.6.1单线根数为7根的绞线，单线不充许有接头。6.6.2单线根数大于或等于19根的绞线，外层单线不允许有接头。内层的同一单线或整根绞线中，任何两个接头间的距离，应大于15m，但接头总数不应超过3个。6.6.3绞制过程中，单线的接头应采用冷压焊。焊后接头处应修磨圆整，使其直径等于原单线直径，而且不应弯折。
6.7表面及卷取要求
6.7.1单线、股线及绞线表面应光滑清洁，不应有毛刺、压痕、划伤、松股、松散等任何缺陷。成品绞线应整齐紧密地卷绕在线盘上，不应有交叉、跳线和匝间间隙，绞线两端头应牢固固定6.7.2
在线盘侧板上。
6.8绞线的物理参数和计算系数
绞线的物理参数和计算系数如表6所示。表6铜及铜合金绞线的物理参数和计算系数计算系数
单线根数
直流电阻
弹性模量
线膨胀系数
1.7×10~5
1.7×10 -5
密度（20℃）
TB/T3111—2017
单线根数
1×7×(1+6)
1×7×(3+9)
计算系数
表6（续）
直流电阻
弹性模量
线膨胀系数
1.7×10~5
1.7×10-5
1.7×10 5
密度（20℃）
注1：计算系数为，当绞线的单线直径相同时，考到单位长度绞线各层间节径比不同、单线长度不同，以等长于绞线单位长度的直单线为基础的、与绞线单线根数相关的质量或直流电阻的平均计算系数。用一根单线的质量或直流电阻值乘以相应的计算系数即可得出该绞线整体的单位质量或直流电阻值。注2：一表示该类别绞线不需此参数。6.9
载流量要求
载流量试验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7的规定，室外载流量值宜参照表7。
JTM120
JTM150
JTM150
JTMM70
JTMM95
JTMM120
JTMM150
1×19/2.10
1×19/2.50
1×19/2.80
1×37/2.25
1×7×(1+6)/0.50
1×7×(1+6)/0.65
1 ×7 ×(3 +9)/0.50
1×7/2.10
1×7/2.50
1×19/1.53
1×7/3.00
1×19/1.80
1×19/2.10
1×19/2.50
1×19/2.80
1×19/3.15
1x37/2.25
1×19/2.10
1×19/2.50
1×19/2.80
1x37/2.25
持续载流量室内值及室外推荐值最高充许工作温度95℃
单位为安
最高充许工作温度150℃
JTMH10
JTMH16
JTMH16
JTMH25
JTMH35
JTMH35
JTMH50
JTMH50
JTMH70
JTMH95
JTMH120
JTMH150
JTCZ120
1 ×7×(1 +6)/0.50
1 ×7×(1+6)/0.65
1×7×(3+9)/0.50
1×7/2.10
1×7/2.50
1×19/1.53
1×7/3.00
1×19/1.80
1×19/2.10
1×19/2.50
1×19/2.80
1×37/2.25
1x37/2.03
注：一表示此项不需要考核
检验方法
外观质量检查
表7（续）
最高允许工作温度95℃
以目力检查为主，必要时使用10倍放大镜察看。7.2
绞线外径及绞合节径比测量
TB/T3111-2017
单位为安
最高允许工作温度150℃
参照GB/T4909.2，分别在自然状态、额定工作张力或按用户要求确定的试验张力下测量绞线的外径，并在同一截面内测量相互垂直的两个直径，取平均值。参照GB/T4909.2，采用纸带法测量绞线节距，再计算绞线节径比。7.3
单线直径测量
由于绞后单线已经变形，应使用刃口型千分尺或将制好的厚度为1mm切片在万能工具显微镜上测量其直径，并在同一截面内测量相互垂直的两个数据，取平均值。7.4绞线拉断力及振动试验疲劳试验后拉断力试验7.4.1参照TB/T2074，将标距为5m的绞线两端各压接长度为200mm的无缝钢管，然后将试样装夹在卧式拉力机上，以不大于20mm/min的速度均勾加载，当有单线断裂或完全拉断时停止加载，记录最大力值。若试样断在压接管内或距管口不足20mm处，且试验力值小于标准规定值时试验无效，应重新进行试验。
7.4.2用终端锚固线夹进行绞线拉断力试验。7.5直流电阻、电阻率及导电率试验参照GB/T3048.2，采用双臂电桥用四端法测量。测量前将试样在20℃±0.5℃恒温室静置24h。试样装在夹具上，测量绞线直流电阻施加8A电流，测量单线电阻率或导电率施加4A电流，测量时，为消除热电势的影响，采用倒换电流正负极性取平均值的方法测量。若试样表面有脏物或锈蚀，需用酒精棉或细砂纸处理后再测量。若环境温度不满足20℃±0.5℃（但环境温度仍需控制在20℃±5℃范围内），应按照电阻温度系数换算至20℃时的7
TB/T3111-2017
电阻、电阻率或导电率，电阻温度系数如表3所示。7.6单线绞后抗拉强度试验及断后伸长率测量试样标距长度为250mm，先测量单线直径，再以不大于20mm/min的速度均勾加载直至拉断，记录拉伸过程中的最大力值，再计算抗拉强度。将断后单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。7.7单线扭转试验
参照GB/T4909.4，试样长度为标称直径的100倍，试验过程中施加额定拉断力1.0%~1.5%的张力，以不大于60r/min的速度单方向扭转，直至达到规定的圈数或试样扭断为止，记录扭转圈数。7.8单线反复弯曲试验
7.8.1单线反复弯曲试验：参照GB/T4909.5，试样长度100mm，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60次/min。反复弯曲半径：除单线直径1.8mm及以下为5.0mm外，其他规格均为7.5mm。记录试样出现裂纹与断开的次数。7.8.2绞线（规格为10mm2及16mm2）反复弯曲试验：试样长度100mm，试验时以试样弯曲180°计为1次，试验速度不大于60次/min。反复弯曲半径为7.5mm。记录试样出现断丝与断股的次数。7.9单线卷绕试验
参照CB/T4909.7，试样长度600mm，以不大于10r/min的试验速度，绕与试样等直径的芯棒紧密卷绕。卷绕后试样应无裂纹、起皮或开裂。7.10载流量试验
试验在室内进行，无风、无日照，周围应无影响散热的物体。持续载流量I。：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）均匀敷设在绞线上，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1。。若测量绞线上温度与最高允许工作温度T相差较大时，需降至室温调整电流后重新再做试验。
20min过载载流量120：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，且温度达到同样最高允许工作温度T，此时电流值即为该环境温度下20min过载载流量[20。若测量绞线上温度与最高允许工作温度T相差较大时，需降至室温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1。。换算按公式(2）～（4)进行。Ig=kls
式中：
。—环境温度40℃下的持续载流量；1——室温T。条件下测定的持续载流量；k——温度换算系数。
I20 = kl20s
式中：
120——环境温度40℃下的过载载流量；120—室温T。条件下测定的过载载流量。T-40
NT-T。
式中：
T最高充许工作温度；
T。—室温。
···（3)
.·.（4）
振动、疲劳试验
TB/T3111—2017
参照TB/T2074，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，张力F应符合规定。振动参数为：当张力小于或等于15kN施加的试验张力为1.10F，张力大于20kN施加的试验张力为1.05F；也可采用用户推荐值。振幅A=35mm、频率f=2Hz~4Hz、波形为正弦波。振动试验次数为2×10°次。疲劳试验参数为：动态试验张力F±30%F，频率f=1Hz~3Hz、波形为正弦波。疲劳试验次数为5×10″次。试验过程中定期巡视，发现有断丝、断股以及表面出现开裂等异常情况应停止试验。7.12化学成分
采用GB/T5121铜及铜合金化学分析方法，其中铅含量的测定采用GB/T5121.3；铋含量的测定采用GB/T5121.6；氧含量的测定采用GB/T5121.8；镁含量的测定采用GB/T5121.18。8检验规则及结果判定
检验规则
应按表8的规定对绞线进行检验。表8
检验内容
检验项目
表面及卷取
绞制质量
绞合结构
绞合绞向
绞合节径比
绞线外径
单线直径
绞后单线抗拉强度
单线断后伸长率
绞线拉断力
单线电阻率或导电率
绞线直流电阻
振动、疲劳试验后的拉断力
单线扭转
单线反复弯曲
单线卷绕
化学成分
室内载流量
项点类别
注：V表示此项需要检验，一表示此项不需要检验。检验类型
型式检验
出厂检验
技术要求
对应条款
6.5.1、表4
6.5.3、表5
6.1、表2
6.1、表2
6.2、表3
6.2、表3
6.2、表3
6.2、表3
6.2、表3.6.8、表6
6.2、表3
6.2、表3
6.2、表3
第5章、表1
6.9、表7
检验方法
对应条款
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