[發明專利]一種無損式鋼軌與回流電纜連接裝置

在審

• 申請號: 202011430650.1
• 申請日: 2020-12-07
• 公開（公告）號: CN112448177A
• 公開（公告）日: 2021-03-05
• 發明（設計）人: 劉力;李照星;張勝龍;呂彥鵬;馬建設;王文斌;張凌云;程永誼;吳宗臻;陳建國
• 申請（專利權）人: 中國鐵道科學研究院集團有限公司城市軌道交通中心
• 主分類號: H01R4/02
• 分類號: H01R4/02;H01R11/09;H01R11/01
• 代理公司: 北京慕達星云知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 肖莎

本發明公開了一種無損式鋼軌與回流電纜連接裝置，本連接裝置由卡具本體、掛接件和導電膠或低熔點導電金屬材料構成。卡具本體通過掛接件卡接在鋼軌的軌底上，卡具本體卡接在鋼軌的軌底一側，掛接件一端掛接在鋼軌的軌底另一側，另一端與卡具本體栓接；卡具本體包括導電卡具座和導電連接板；導電卡具座上開設有與鋼軌軌底輪廓匹配的軌底卡槽；鋼軌的軌底側邊嵌入軌底卡槽內，并壓緊在軌底卡槽的內壁上，鋼軌與卡具本體能夠導電。本發明能夠保證連接的牢固性和優良的導電性，將回流電纜線牢固的固定在鋼軌上，既不損傷鋼軌又能將電阻值控制在規定的范圍內，是回流電纜與鋼軌連接方式的重大革新，具有廣闊的發展和應用前景。

技術領域

本發明涉及軌道交通技術領域，更具體的說是涉及一種無損式鋼軌與回流電纜連接裝置。

背景技術

城市軌道交通的車輛段、停車場和區間正線線路上為保證牽引供電回流線路的連續，需要在鋼軌接頭處的相鄰鋼軌上安裝電纜線；區間無縫線路接入牽引變電所的回流電纜以及保證鋼軌等電位的均流線，電纜亦需與鋼軌連接。目前我國城市軌道交通均/回流電纜與鋼軌的連接主要采用快速銅熱焊接、螺栓連接和低溫釬焊三種方式。

快速銅熱焊接是鋁熱焊的一種，燃燒反應后使鋼軌的局部和電纜線或回流銅排的端頭加熱至1084℃，即達到銅的熔點，從而形成電纜線或回流銅排與鋼軌的焊接，因此鋼軌衍生以下焊接應力：鋼軌在加熱和冷卻過程產生熱應力；鋼軌金屬相變而產生不均勻的相變應力(組織應力)；鋼軌局部加熱使部份金屬膨脹和收縮而產生外拘束應力。這種焊接應力的存在對鋼軌長期使用潛伏很不利的影響，導致鋼軌熱影響區內產生硬度約為鋼軌母材硬度3倍的馬氏體組織，致使鋼軌嚴重脆化，線路在運營一定時間達到鋼軌的疲勞期后，在輪軌接觸力的作用下，極易在焊接點脆硬組織區域處形成微裂紋，進而發展為鋼軌的垂向劈裂，嚴重影響行車安全。

另一種是栓接連接方式，即在軌腰上鉆孔，用螺栓固定回流銅排，再在回流銅排上焊接或栓接電纜線。此種連接方式消除了鋼軌的焊接傷損，但需在鋼軌上進行鉆孔，形成新的鋼軌傷損源；且栓接點易松動，回流銅排與鋼軌的接觸面易氧化，從而造成栓接點電阻值增加較大，導致回流不暢，影響牽引功率；且由于城市軌道交通的直流牽引供電的回流電流較大(機車啟動工、制動工況下電流達到2kA～3kA)，特別是發生短路故障時電流值更高，如果栓接點電阻值過大，就很有可能發生鋼軌燒灼事故。因此，栓接方式大大增加了運營單位的檢查和養護維修工作量。

低溫釬焊是近年來開始應用的回流電纜與鋼軌的新型連接方式，綜合了螺栓連接和快速銅熱焊接的優點。它將銅排與鋼軌軌腰采用釬焊連接，并用貫通于銅排和鋼軌軌腰的螺栓進行栓接加固，回流電纜再與銅排進行連接的方式。此種方式連接可靠、電阻低、不會造成鋼軌的焊接損傷，但仍未能根除在鋼軌上打孔的弊端，依然會造成新的鋼軌傷損源，且現場施工工藝較為復雜，成本費用相對較高。

因此，如何提供電氣性能良好、經久耐用、安全可靠的無損式鋼軌與回流電纜連接裝置是本領域技術人員亟需解決的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種無損式鋼軌與回流電纜連接裝置，以解決上述背景技術部分所提出的問題，克服了焊接、栓接和低溫釬焊連接方式的弊端，本發明將導電的卡具本體卡接在鋼軌的軌底上，并在鋼軌和卡具本體之間填充導電膠或低熔點導電金屬材料，能夠保證連接的牢固性、可靠性和優異的導電性，將回流電纜線牢固的固定在鋼軌上，既不損傷鋼軌又能將電阻值控制在規定的范圍內，是回流電纜與鋼軌連接方式的重大革新，具有廣闊的發展和應用前景。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：