滑觸線作為移動(dòng)設(shè)備的一個(gè)重要組成部件，其質(zhì)量的好壞直接決定了設(shè)備能否安全、穩(wěn)定及高效率的運(yùn)行，而滑觸線裝置主要部件的導(dǎo)體材料為無氧銅。銅作為電力傳輸?shù)膬?yōu)良導(dǎo)體，自身具有諸多優(yōu)越性能，但在實(shí)際的工業(yè)應(yīng)用中，純銅材料導(dǎo)體也存在許多不足，本文在總結(jié)銅、鋁材料導(dǎo)體各種特性的基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)，提出了一種新型起重機(jī)用無接縫滑觸線產(chǎn)品。

傳統(tǒng)無接縫滑觸線存在的問題移動(dòng)設(shè)備（主要是門式起重機(jī)、天車）由于需要不斷地變換位置，在每一個(gè)不同的位置上，都要隨時(shí)能獲得電源動(dòng)力，來保證作業(yè)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，滑觸線就是應(yīng)運(yùn)而生的電氣產(chǎn)品。沿著移動(dòng)設(shè)備的運(yùn)行軌道平行敷設(shè)了若干條彼此相互絕緣的導(dǎo)體來接通電源，在移動(dòng)設(shè)備上，又安裝上可以從導(dǎo)體上取電的集電器。這樣，當(dāng)設(shè)備移動(dòng)時(shí)，集電器隨設(shè)備同步運(yùn)行，并隨時(shí)從導(dǎo)體上取得電源提供給設(shè)備，以使設(shè)備可以連續(xù)運(yùn)行。這些導(dǎo)體和集電器組成的裝置就稱作滑觸線。無接縫滑觸線導(dǎo)體連續(xù)無接頭，具有長(zhǎng)度控制自由、壓降低、導(dǎo)電性能佳、接觸性好、運(yùn)輸安裝更換方便、不易磨損、使用壽命長(zhǎng)和占用空間小等諸多特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各類移動(dòng)設(shè)備尤其是起重機(jī)械上。

然而，單一材料的導(dǎo)體由于設(shè)備運(yùn)行（尤其是大型設(shè)備的起停）產(chǎn)生的諧波會(huì)造成電力系統(tǒng)電壓波形發(fā)生畸變，以及載流導(dǎo)體自身的趨膚效應(yīng)，使得導(dǎo)

體等效電阻變大，線體的發(fā)熱增加，導(dǎo)體材料的實(shí)際利用率較低，這一現(xiàn)象在導(dǎo)體面積為150 mm2以上時(shí)顯得尤為突出。此外，純銅材料高昂的價(jià)格造成生產(chǎn)企業(yè)的流動(dòng)資本增加，利潤(rùn)空間變小，嚴(yán)峻的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境造成一些企業(yè)存在偷工減料現(xiàn)象，給設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來極大隱患。而單純的鋁導(dǎo)體滑觸線如果應(yīng)用在沿海地區(qū)，大氣中的鹽份易在鋁導(dǎo)體表面的缺陷處引起局部腐蝕，形成孔洞、裂紋等現(xiàn)象，加劇產(chǎn)品的老化，危及用電設(shè)備和用戶的安全。因此，有必要對(duì)無接縫滑觸線產(chǎn)品的導(dǎo)體進(jìn)行改進(jìn)。

新型無接縫滑觸線的提出新型無接縫滑觸線采用銅包鋁復(fù)合導(dǎo)體作為滑觸線導(dǎo)電部件，可以很好地解決傳統(tǒng)滑觸線產(chǎn)品導(dǎo)體存在的問題。銅包鋁復(fù)合導(dǎo)體，是一種在鋁芯線材表面包覆銅的雙金屬線材，它將銅、鋁兩種金屬的功能、特點(diǎn)合二而一，具有諸多優(yōu)點(diǎn)。

1）銅包鋁導(dǎo)體降低了交流電阻。在交流系統(tǒng)中，由于趨膚效應(yīng)的原理，單根導(dǎo)體的表面部分單位面積通過的電流比導(dǎo)體的圓心部分單位面積通過的電流要大。對(duì)于截面積大的導(dǎo)體而言，其圓心部分比圓周部分通過的電流要小，所以圓心導(dǎo)體和圓周導(dǎo)體由不同材料的金屬組成是*為合理、經(jīng)濟(jì)的。

2）銅包鋁復(fù)合導(dǎo)體具有良好的耐腐蝕性。鋁比銅更易被腐蝕氧化，銅包鋁導(dǎo)體中，鋁完全被銅所包覆，不與空氣、水接觸，整個(gè)導(dǎo)體物理化學(xué)性能更加穩(wěn)定，因此銅包鋁導(dǎo)體比單純用鋁作為導(dǎo)體能更有效地保障電力系統(tǒng)的安全。

3）銅包鋁復(fù)合導(dǎo)體具有成本低、重量輕的特點(diǎn)。與相同技術(shù)指標(biāo)的銅導(dǎo)體相比，銅包鋁復(fù)合導(dǎo)體無接縫滑觸線可以節(jié)約成本1/4以上，而重量幾乎為純銅線的一半。

4）銅包鋁復(fù)合導(dǎo)體具有良好的焊接性。銅包鋁導(dǎo)體由于其表面包覆了一層純銅，因此具有和純銅線一樣的焊接性能，安裝生產(chǎn)也較為方便。此外，銅包鋁復(fù)合導(dǎo)體無接縫滑觸線會(huì)使導(dǎo)體總的截面積增加，同時(shí)增加了導(dǎo)體的表面積，也即增加了導(dǎo)體的散熱面積，電纜的散熱條件也得到了改善。

5）銅包鋁復(fù)合導(dǎo)體無接縫滑觸線的導(dǎo)體采用高電導(dǎo)率銅帶通過冷壓、包覆、焊接和多道拉拔退火等工藝制造而成， 銅鋁間形成了良好堅(jiān)固的分子結(jié)合，整體既具有鋁材的柔軟性，表面又具有銅材的堅(jiān)硬耐磨性和良好的可接觸性。

6）銅包鋁復(fù)合導(dǎo)體取代銅導(dǎo)體制造無接縫滑觸線，適合我國(guó)鋁資源豐富、銅資源匱乏的實(shí)際國(guó)情，可以為國(guó)家節(jié)約大批量銅材，符合國(guó)家“以鋁節(jié)銅”的產(chǎn)業(yè)政策，為國(guó)家銅材的戰(zhàn)略儲(chǔ)備創(chuàng)造有利條件。為使國(guó)家“以鋁節(jié)銅”的產(chǎn)業(yè)政策快速有效得到發(fā)揮調(diào)控作用，近年來，國(guó)家對(duì)銅包鋁復(fù)合導(dǎo)體加快了推廣應(yīng)用步伐，國(guó)家質(zhì)檢總局和國(guó)標(biāo)委于2013年6月1日發(fā)布實(shí)施了GB/T29197—2013《銅包鋁線》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)家能源局于2012年7月1日發(fā)布實(shí)施了DL/T 247—2012《輸變電設(shè)備用銅包鋁母線》。

可見，用銅包鋁復(fù)合導(dǎo)體制造新型無接縫滑觸線取代傳統(tǒng)的銅導(dǎo)體滑觸線，導(dǎo)體相關(guān)技術(shù)符合要求，工藝成熟，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，符合國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策，是一種新型的輸變電設(shè)備用復(fù)合導(dǎo)體材料。

新型銅包鋁復(fù)合導(dǎo)體無接縫滑觸線的制造工藝和技術(shù)

用銅包鋁復(fù)合導(dǎo)體制造新型無接縫滑觸線技術(shù)，只需將傳統(tǒng)的銅母線更換為標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的銅包鋁母線即可，其他工藝基本不變。技術(shù)成熟、工藝完善，可以實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)。使用的主要設(shè)備有混料機(jī)、雙螺桿擠塑機(jī)。具體的工藝流程如圖1所示。

1. 新型無接縫滑觸線產(chǎn)品各部分構(gòu)成及主要作用

（1）產(chǎn)品構(gòu)造

新型銅包鋁復(fù)合導(dǎo)體滑觸線由導(dǎo)軌及護(hù)套、集電器、吊掛器、連接器、固定器和端蓋等組成，如圖2所示。根據(jù)用戶要求也可配置膨脹段（熱補(bǔ)償裝置）、檢修段（隔離器）等。

（2）各部件用途

1）導(dǎo)軌及護(hù)套。導(dǎo)軌由導(dǎo)電性能好、對(duì)環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)的銅包鋁復(fù)合材料構(gòu)成，護(hù)套由有韌性、耐磨、抗老化及阻燃性能的工程塑料組成，對(duì)導(dǎo)軌有良好的絕緣保護(hù)作用，保證人身安全。

2）集電器。集電器為支撐式結(jié)構(gòu)，是向移動(dòng)設(shè)備供電的主要部件。由特制電刷、接線柱或端子、塑料護(hù)罩和支撐臂等組成。施加適當(dāng)?shù)慕佑|壓力，沿導(dǎo)軌平穩(wěn)滑動(dòng)，向設(shè)備供電。設(shè)備如需檢修時(shí)，可將集電器電刷拉離導(dǎo)軌斷電，保證安全，方便作業(yè)。

3）連接器（兼供電器）。連接器是提供導(dǎo)軌之間的端部連接，由壓板及螺栓可靠連接，外殼由工程塑料作防護(hù)罩。兼作供電器用的防護(hù)套，端口可引入電源進(jìn)線，與連接器壓板及螺栓緊固在一起。

4）吊掛器、固定器及端蓋。吊掛器是吊裝、固定滑觸線導(dǎo)軌的專用件。固定器是將導(dǎo)軌限位在支架處的裝置，當(dāng)導(dǎo)軌因溫度變化伸縮時(shí)，引導(dǎo)其向固定器兩側(cè)延伸。 端蓋安裝于導(dǎo)軌的兩端，起絕緣防護(hù)作用。吊掛器及端蓋均由工程塑料制成。

5）膨脹段（熱補(bǔ)償裝置）。膨脹段又稱伸縮器、熱補(bǔ)償裝置等，由連接器壓板、補(bǔ)償供電的鋁板或銅板以及引線等組成，外殼為工程塑料。當(dāng)因溫度變化引起導(dǎo)軌伸縮時(shí)，由伸縮器調(diào)節(jié)其間隙，以避免導(dǎo)軌變形。一般在車間長(zhǎng)度超過200m時(shí)，每增加100 m配置一組。

6）檢修段（隔離器）。檢修段由連接器壓板及高強(qiáng)度絕緣材料加工制成，由工程塑料外殼作護(hù)套。根據(jù)用戶需要選用，主要方便滑觸線、移動(dòng)設(shè)備等檢修使用。

結(jié)束語(yǔ)

無接縫滑觸線產(chǎn)品采用銅包鋁復(fù)合導(dǎo)體，既保持了電導(dǎo)率高、表面電氣接觸可靠和耐腐蝕等特點(diǎn)，又具有鋁的比重輕、資源豐富和價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)，而且柔軟性好、易焊接，在高頻下比純銅有更優(yōu)的傳輸性能，發(fā)展前景極為廣闊。