王 琰
(广州地铁设计研究院股份有限公司,广州 510220)
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。
(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。
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
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。
表2 热浸锡铜覆扁钢与传统镀铜圆钢对比
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
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
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
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。