Zastosowania miedzi w kolejnictwie i w trakcjach kolejowych
Miedź jest wykorzystywana w kolejnictwie zarówno do budowy elementów trakcji, jak i samej kolei.
Już od chwili powstania trakcji elektrycznej bazowym materiałem elementów nośno-przewodzących była i nadal jest miedź elektrolityczna. Żeby otrzymać odpowiednie właściwości mechaniczne i elektryczne, do budowy linii kolejowych używa się wielu różnych stopów miedzi. Wyjaśniamy więc, jak wykorzystuje się miedź w kolejnictwie.
Ponadczasowa miedź w kolejnictwie
Laboratoryjne badania własności mechanicznych miedzi i jej stopów potwierdzają, że ich parametry eksploatacyjne doskonale sprawdzają w tak wymagającym sektorze przemysłu jak kolejnictwo i trakcje kolejowe. Producenci elementów miedzianych mogą manewrować pożądanymi właściwościami dzięki metalom, które dodaje się do jej stopów – takim jak srebro, magnez, cynk, chrom, cyna, cyrkon czy kadm.
Co ważne, mówiąc, że wykorzystujemy miedź w trakcjach kolejowych, mamy na myśli nie tylko kolej, ale także linie tramwajowe czy sieci metra. Sektor trakcji, metra i kolei obecnie bardzo się rozwija. Szczególnie mamy tu na myśli kolejnictwo elektryczne, które zyskuje na znaczeniu w dobie zwiększającej się świadomości ekologicznej i wiedzy na temat emisji spalin.
Rozwój elektryfikacji napowietrznej byłyby jednak niemożliwy bez komponentów miedzianych w kolejnictwie, a zwłaszcza niskostopowych gatunków miedzi w kolejowych sieciach trakcyjnych. Wysoka wytrzymałość należy do najważniejszych normowanych parametrów eksploatacyjnych przewodów w liniach kolejowych o dużej prędkości jazdy – stopy miedzi doskonale wpisują się w te wymagania.
Miedź w kolejnictwie wykorzystuje się do budowy:
- przewodów jezdnych,
- kabli uziemiających – uziemienie pionowe i poziome,
- szaf sterowniczych dla kolei, tramwajów i metra,
- szyn zbiorczych,
- szynoprzewodów bus bars,
- układów sygnalizacyjnych,
- pantografów,
- rozdzielnic,
- układów hamulcowych,
- uzwojeń silników,
- szyn komutatorów,
- stacji serwisowych.
Niskostopowe gatunki miedzi w kolejowych sieciach trakcyjnych
Stopy miedzi do budowy trakcji kolejowych wybiera się w zależności od obciążalności prądowej linii, przewidywanej prędkości jazdy i rozwiązań trakcyjnych.
Miedź cynowa
Ze stopu miedzi i cyny buduje się profilowane przewody jezdne dla szybkich kolei w Europie. Wykorzystanie tego materiału w sektorze nowoczesnych trakcji kolejowych zawdzięczamy właściwościom elektrycznym i mechanicznym miedzi niskostopowej.
Połączenie miedzi z cyną sprawia, że wyroby są odporniejsze na rozciąganie, mniej podatne na mięknięcie, a produkcja bardziej opłacalna. Stop ma wiele zastosowań – można go znaleźć także w przewodach samochodowych instalacji elektrycznych. Natomiast gdy do miedzi i cyny dodamy jeszcze tellur, odporność na mięknięcie tym bardziej wzrasta. Jednocześnie uzyskujemy tylko nieznacznie obniżoną przewodność elektryczną (dopuszcza ją wysokie napięcie zasilania trakcji).
Miedź magnezowa
Wykorzystuje się ją m.in. do budowy przewodów jezdnych, które mają wysokie własności wytrzymałościowe. Miedź magnezowa jest przeznaczona dla linii o dużym natężeniu ruchu, gdzie występują znaczne siły naciągu sieci. Ma dużą wytrzymałość na zerwanie i wysoką dopuszczalną temperaturę pracy. Potencjalne zastosowanie miedzi magnezowej w kolejnictwie to np. elementy nośno-przewodzące sieci trakcyjnej. Możemy mieć stopy miedzi z różną zawartością magnezu w zależności od wymaganych właściwości.
Miedź chromowa
Dodatek chromu do miedzi w kolejnictwie może być niewielki, ale znacznie zwiększy to jej wytrzymałość i twardość. Dodatkowo uzyskujemy ponadprzeciętną przewodność cieplną i elektryczną.
Miedź w trakcjach kolejowych – miedziane przewody jezdne
Dla projektanta systemu szynowego niezwykle ważne będą właściwości mechaniczne przewodów elektroenergetycznych w linii kolejowej i ich sprawność eksploatacyjna. Ma to znaczenie przede wszystkim w przypadku sieci trakcyjnych na liniach napowietrznych o dużej prędkości. Stopy miedzi muszą mieć odpowiednie właściwości, żeby wyeliminować wysoką amplitudę i wibracje przy jednoczesnym wysokim napięciu.
Miedź wykorzystywana do budowy przewodów jezdnych musi więc być nie tylko wytrzymała, ale także odporna na wahania temperatur i dobrze przewodzić prąd. Odpowiednie cechy zapewniają jej dodatki stopowe, które:
- zwiększają wytrzymałość mechaniczną (np. na rozciąganie),
- zapobiegają korozji i ścieraniu,
- zmniejszają przewodnictwo elektryczne,
- zwiększają stabilność termiczną metalu.
Electris – czyli polska produkcja elementów miedzianych dla kolejnictwa
Jednym z sektorów, dla którego dostarczamy komponenty miedziane, jest właśnie kolejnictwo. W Electris mamy doświadczenie w przygotowywaniu odpowiednich części z miedzi dla firm, które wdrażają nasze rozwiązania w budowie zmodernizowanych trakcji kolejowych.
