1、TB/T 20752001TB国家铁路局 发布2018-05-01实施2017-10-12发布电气化铁路用铜及铜合金绞线Copper and copper-alloy stranded conductors for electric railwayTB/T3111-2017 代替TB/T3111-2005中华人民共和国铁道行业标准ICS 29.280S82 1 TB/T3111-201目次前 言II电气化铁路用铜及铜合金绞线11 范围12 规范性引用文件13 术语和定义14 产品分类15 材料26 技术要求27 检验方法68 检验规则及结果判定89 包装及标志910 储运10附 录 A11参
2、考 文 献1211前 言本标准按照GB/T 1.1-2009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）； 删除了线盘（见2005年版的7.1）； 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）； 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
3、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）； 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
4、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为TB/T3111-2005。电气化铁路用铜及铜合金绞线1 范围本标准规定了电气化铁道用圆线同心层绞、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
5、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。GBT467-2010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 同心层绞绞线 concentric-lay-stranded conductor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 multiple stranded conductor若干个线组以一层或多个螺旋层绞合在
6、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 direction of 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 length of 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 lay ratio绞线中单线或股线的节距与该层的外径之比。3.7 单线 single conducting wire具有规定圆截面的拉制金属线。3.8 同心股线 concentric strand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。3.9 束合股线 bunched strand复绞绞线中的一个元件每个元件的单线以螺旋形同
7、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。J 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：520 MPa、62%IACS导电率，铜铬锆及铜绞线省略；620MPa、62%IACS导电率M；620 MPa、75%IACS导电率H。 材质：铜T、铜镁合金TM、铜铬锆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
8、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JT701192.10TBT3111201；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JTM1501372.25TBT3111201；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JTMM951192.50TB
9、T3111201；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JTMH951192.50TBT3111201；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JTMH1017(1+6)0.50TBT3111201；示例6：标称截面积为16mm2、每股单线7根、股线数12（即39）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JTM1617（39）0.50TBT3111201。示例7
10、：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JTCZ1201372.03TBT3111201。5 材料铜及铜合金绞线用铜应采用不低于GBT 467-2010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 绞线类别(Cu)(Mg)(Bi) (O) (Pb) 其他元素总和JT99.900.000 50.030 00.005 00.03JTM余量0.050.200.10JTMM、JTMH余量0.150.500.10JTCZ余量(Cr)0.201.00(Zr)0.0
11、20.200.10- 表示该类别绞线不涉及此元素的化学成分6 技术要求 6.1 规格及尺寸要求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。表2 规格、结构、尺寸及偏差绞线规格结构计算截面积mm2绞线外径及偏差mm单线直径及偏差mm1017(1+6)9.624.500.090.500.021617(1+6)16.265.850.090.650.021617(3+9)16.496.230.090.500.02251724.256.300.062.100.02351734.367.500.062.500.023511934.937.650.06
12、1.530.02501749.489.000.093.000.035011948.359.000.101.800.027011965.8110.500.102.100.029511993.2712.500.102.500.02120119116.9914.000.142.800.03120137119.7514.210.142.030.02150119148.0715.800.153.150.03150137147.1215.750.152.250.026.2 常规机电性能要求铜及铜合金绞线及单线常规机电性能见表3。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
13、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Pm，然后按下式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。PnPm10-3 （1）式中：P计算拉断力，单位为千牛（kN）；Pm实测的矫直后单线平均拉断力，单位为牛（N）；n绞线的单线总根数。表3 机
14、电性能型号单 线抗拉强度MPa伸长率扭转(至断开) 圈数反复弯曲次数卷绕圈数电阻率（20）mm2/m 导电率（20）%IACS电阻温度系数 绞前绞后开裂断开JT4304100.720101280.01777970.003 80JTM520494206880.02155800.003 1020a30 aJTMM620589206880.02778620.002 70JTMH620589206880.02299750.002 7020 a30 aJTCZ520494206880.01982870.003 20a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。- 表示该
15、类别绞线不考核此项6.5 绞制要求6.5.1 各种型号绞线断面结构如表4所示。表4 绞线断面结构序 号断 面 图结 构11721193137417（1+6）517（39）6.5.2 绞线各相邻层的绞向应相反，最外层绞向为右向。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。6.5.4 每层单线或股线应均匀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，单线不允许有接头。表5 绞合
16、节径比类 型节径比复绞用股线：同心层绞或束绞单线根数 76 根 层810复 绞股线数 76股层814股线数123股层9股层10161014同心层绞单线根数 76根层1013单线根数196根层12 根层11151012单线根数376根层12 根层18 根层1216111510126.6.2 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15 m，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
17、滑清洁，不应有毛刺、压痕、划伤、松股、松散等任何缺陷。6.7.2 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单线根数计算系数弹性模量GPa线膨胀系数密度（20） g/cm3质量g直流电阻77.0910.144 701131.710-58.891919.3400.053 571051.710-53737.7400.027 57105 1.710-517（1+6）51.3520.021 391.710-517（39）88.4940.012
18、541.710-5注：计算系数为，当绞线的单线直径相同时，考虑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。- 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。表7 持续载流量室内值及室外推荐值 单位为安培型 号结 构最高允许工作温度 95 最高允许工作温度150 室 内室 外室 内室 外JT701192.102453
19、40JT951192.50320425JT1201192.80375490JT1501372.25440570JTM1017（1+6）0.50509080125JTM1617（1+6）0.6580130120 180JTM1617(39)0.5085130130180JTM25172.10105165160230JTM 35172.50140210210290JTM 351191.53140205210285JTM50173.00185265275370JTM501191.80185260275360JTM701192.10230320345440JTM 951192.503004004455
20、55JTM1201192.80355460525645JTM1501193.15415530615740JTM1501372.25415535615750JTMM701192.10200280300390JTMM951192.50260350390490JTMM1201192.80310405465570JTMM1501372.25370470550660JTMH1017（1+6）0.50508075115JTMH1617（1+6）0.6575120115155JTMH1617(39)0.5085120120170JTMH25172.10100150150215JTMH35172.501301
21、90200270JTMH351191.53130200200280JTMH50173.00170245260345JTMH501191.80170240255340JTMH701192.10215295320415JTMH 951192.50280370420520JTMH1201192.80330430490605JTMH1501372.25390500585700JTCZ1201372.03370470540660注：- 表示此项不需要考核。7 检验方法7.1 外观质量检查以目力检查为主，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参照GB/T 4909.2，分别在自然状态
22、、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/T 4909.2，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的速度均匀加载，当有单线断裂或完全拉断时停止加载，记录最大力值。若
23、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 也可以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/T 3048.2，采用双臂电桥用四端法测量。 测量前将试样在200.5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。若试样表面有赃物或锈蚀，需用酒精棉或细砂纸处理后再测量。若环境温度不满足200.5（但环境温度仍需控制在在205范围内），应按照电阻温度系数换算至20时的电阻、电阻率或导电
24、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的速度均匀加载直至拉断，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/T 4909.4，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/T 4909.5，试样长度100mm，以试样弯曲180
25、（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10 mm2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GB/T 4909.7，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，
26、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Is。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I20：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
27、I20s。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I。换算公式为：I= kIs （2）式中：I 环境温度40下的持续载流量；Is室温T0条件下测定的持续载流量；k温度换算系数。I20=kI20s （3）式中：I20 环境温度40下的过载载流量；I20s室温T0条件下测定的过载载流量；k温度换算系数。 （4）式中：k温度换算系数；T最高允许工作温度；T0室温；7.11 振动、疲劳试验参照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
28、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1.10 F，张力大于20kN施加的试验张力为1.05 F；也可采用用户推荐值。振幅A=35mm、频率f=2 Hz 4Hz、波形为正弦波。振动试验次数为2106次。疲劳试验参数为：动态试验张力F30%F，频率f=1 Hz3Hz、波形为正弦波。疲劳试验次数为5105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/T 5121铜及铜合金化学分析方法，其中铅含量的测定采用GB/T 5121.3；铋含量的测定采用GB/T 5121.6；氧含量的测定采用GB/T 5
29、121.8；镁含量的测定采用GB/T 5121.18。8 检验规则及结果判定8.1 检验规则应按表8的规定对绞线进行检验。8.2 检验分类产品检验分为型式检验和出厂检验。型式检验：规定为每3年至5年进行一次。有下列情形之一时，一般应进行型式检验：a) 产品定型；b) 正式生产后，如结构、材料、工艺等有较大改变可能影响产品性能时；c) 停产一年以上，恢复生产时；d) 出厂检验结果与上次型式检验有较大差异时；出厂检验：对全部产品进行的检验。表8 检验内容序号检验项目项点类别检验类型技术要求对应条款检验方法对应条款型式检验出厂检验1表面及卷取B6.77.12绞制质量B6.5.47.13绞合结构B6.
30、5.1、表47.14绞合绞向B6.5.27.15绞合节径比B6.5.3、表57.26绞线外径A6.1、表27.27单线直径B6.1、表27.38绞后单线抗拉强度A6.2、表37.69单线断后伸长率A6.2、表37.610绞线拉断力A6.2、表37.411单线电阻率或导电率A6.2、表37.512绞线直流电阻A6.2、表3、6.8、表67.513振动A6.37.1114疲劳A6.37.1115振动、疲劳试验后的拉断力A6.37.416单线扭转A6.2、表37.717单线反复弯曲A6.2、表37.818单线卷绕A6.2、表37.919化学成分A第5章、表17.1220室内载流量B6.9、表77.1
31、0注： 表示此项需要检验，- 表示此项不需要检验。8.3 检验结果的判定A类不合格项点判定数组数为 0，1；B类不合格项点判定数组数为 3，4；在A类、B类分别判定基础上进行综合判定，判定方案为 0, 1。9 包装及标志9.1 包装9.1.1 包装要求成盘的绞线外面应包覆防潮、防腐、防水材料，然后用硬质材料包装牢固，应能承受正常吊装、运输中可能出现的碰撞。对于标称截面积50mm2及以上规格的绞线，一个线盘只允许卷绕一根绞线；除非合同中注明，对于35mm2及以下规格的绞线，一个线盘只允许卷绕一根绞线，超过一根时，根数及每根长度应在该线盘外侧有明显标记，并在交货文件中作详细说明。9.1.2 随带文
32、件：产品合格证；出厂检验报告；上述文件中应标明：该盘产品的出厂编号、生产日期、型号、本标准号、长度（如有一根以上绞线时应按9.1.1要求说明）、净重、锚段号（如合同有要求）。9.2 标志每盘绞线线盘上应有便于查找的牢固的标志，标明以下内容：产品名称；产品型号；制造标准代号；长度（如有一根以上绞线时应按9.1.1要求）；毛重及净重（kg）；出厂编号及生产日期（年、月、日）； 制造厂名、地址、网址、电话； 产品锚段号（如合同有要求）； 收线张力；线盘外侧应标有绞线放线方向的箭头。10 储运运输中不应从高处抛下装有绞线的线盘，不应机械损伤产品表面。线盘不允许平放及平放方式吊装及运输，应有防止运输时线
33、盘滚动的措施，以防线盘损坏及绞线排序混乱。线盘滚动方向应与放线箭头方向相反。附 录 A(资料性附录)绞线单位质量计算值及拉断力标称值A.1绞线单位质量计算值绞线单位质量计算值如表A.1所示表A.1 绞线单位质量计算值绞线规格结构计算截面积mm2单位质量 g/m1017(1+6)9.62901617(1+6)16.261511617(3+9)16.49154251724.25218351734.363093511934.93316501749.484465011948.354387011965.815969511993.27844120119116.991059120137119.7510921
34、50137147.121334A.2绞线拉断力标称值绞线拉断力标称值如表A.2所示表A.2 绞线拉断力标称值型 号结 构拉断力kN 型 号结 构拉断力kN JT7011927.45JTMH1017(1+6)5.67JT9511938.54JTMH1617(1+6)9.58JT12011948.01JTMH1617(3+9)9.71JT15013761.21JTMH251714.28JTM1017(1+6)4.75JTMH351720.24JTM1617(1+6)8.03JTMH3511920.57JTM1617(3+9)8.15JTMH501729.14JTM251711.98JTMH5011
35、928.48JTM351716.97JTMH7011938.76JTM3511917.26JTMH9511954.94JTM501724.44JTMH12011968.91JTM5011923.88JTMH15013786.65JTM7011932.51JTMM7011938.76JTM9511946.08JTMM9511954.94JTM12011957.79JTMM12011968.91JTM15011973.15JTMM15013786.65JTM15013772.67JTCZ12013759.16参 考 文 献1 GB/T 3048.22007 电线电缆电性能试验方法 第2部分：金属材
36、料电阻率试验2 GB/T 4909.22009 裸电线试验方法 第2部分：尺寸测量3 GB/T 4909.42009 裸电线试验方法 第4部分：扭转试验4 GB/T 4909.52009 裸电线试验方法 第5部分：弯曲试验反复弯曲5 GB/T 4909.72009 裸电线试验方法 第7部分：卷绕试验6 GB/T 5121.32008 铜及铜合金化学分析方法 第3部分：铅含量的测定7 GB/T 5121.62008 铜及铜合金化学分析方法 第6部分：铋含量的测定8 GB/T 5121.82008 铜及铜合金化学分析方法 第8部分：氧含量的测定9 GB/T 5121.182008 铜及铜合金化学分析方法 第18部分：镁含量的测定10 TB/T20742010 电气化铁路接触网零部件试验方法11 TB/T2075.52010 电气化铁路接触网零部件第5部分：终端锚固线夹
