城市轨道交通接触轨课件

接触轨 接触轨是沿线路敷设、与轨道平行、供给电动车组电能的特殊输电设备，被形象地称为第三轨。接触轨的功能和架空接触网一样，能将电能输送给电动车组；不同点在于，电动车组通过与伸出的受电靴接触而获得电能。76%接触轨最早出现在伦敦地铁，从20世纪80年代开始，接触轨开始广泛应用于城市轨道交通。接触轨在国内最早应用于1969年建成并试运营的北京地铁1号线，接触轨安装于线路行车方向的左侧，集电靴采用上部接触方式。目前，我国有很多城市的地铁线路采用了接触轨系统，如北京地铁1号线、2号线、13号线、八通线，天津地铁1号线，武汉轨道交通1号线，广州地铁4号线。另外，由中国援建的朝鲜平壤地铁和由中国承建的伊朗德黑兰地铁1号线、2号线，也都采用了接触轨系统。76%伴随着我国地铁建设事业的发展，接触轨技术不断发展，具体表现为：安装方式由单一的上部接触受流方式，发展为上部接触受流方式与下部接触受流方式并存；导电轨由低碳钢材料发展成钢铝复合材料；防护罩及支架由木板材料发展成玻璃钢材料；绝缘子材料除电瓷外还开发出环氧树脂材料和硅橡胶材料，相应的施工方法也有所改进。目前，DC1 500 V接触轨系统也在积极研发之中，设备国产化进程加快。接触轨具有结构简单、安装方便、节省净空、减少投资和维修量、使用寿命长、架设方式不影响周围景观等优点。76%目前，世界上城市轨道交通中的直流牵引电压等级繁多，接触轨系统的电压等级有600 V、630 V、700 V、750 V、825 V、900 V、1 000 V、1 200 V、1 500 V等。国外接触轨的标称电压一般在1 000 V以下，一般趋向为DC 600 V、DC 750 V。国内接触轨系统的标称电压为DC 750 V、DC 1 500 V。1 接触轨的分类1.按电压等级分类2.按导电轨材料分类 导电轨材料有低碳钢材料和不锈钢-铝合金复合材料，因此接触轨按导电轨材料可分为低碳钢导电轨和钢-铝复合接触轨。（1）低碳钢接触轨。低碳钢接触轨的主要特点是磨耗小、制作工艺成熟、价格较低，主要规格有DU-48型和JU-52型。北京地铁的上接触式接触轨使用的是我国自行生产的JU-52型渗铝低碳钢接触轨。低碳钢接触轨的技术参数是：单位重量为51.36 kg/m，单位长度电阻为1.9110-5 /m（+15），标准轨长为12.5 m。低碳钢接触轨的特点是构造简单，维护方便；运行30年，上表面仅磨耗35 mm，约占接触轨截面的6%，运行良好。2.按导电轨材料分类 （2）钢-铝复合接触轨。钢铝复合接触轨由钢和铝组合而成，其工作面是钢，而其他部分是铝。其主要特点是导电率高、重量轻、磨耗小、电能损耗低且接触面光滑、耐磨耗。钢-铝复合接触轨的技术参数是：以载流量为3 500 A的复合接触轨为例，单位重量为11.16 kg/m；截面积约为3 705 mm2（其中，铝合金轨体截面积为3 485 mm2，不锈钢轨体截面积为220 mm2）；单位 长度电阻为0.9110-5 /m（+20）；标准轨长为15 m。钢-铝复合接触轨由轨头、轨腰和轨底三部分构成。轨头部分与受电靴接触部位的材料一般为不锈钢，轨的主体材料为铝合金。不同制造厂家的钢-铝复合接触轨在整体结构、钢铝结合的形式、不锈钢带厚度、截面积等方面有所不同。典型的钢铝复合接触轨从整体结构上可以归为两大类，即C型和工字型。接触轨按受流位置可分为上接触式接触轨、下接触式接触轨和侧面接触式接触轨，如图4-42所示。图4-42接触轨按受流位置分类3.按受流位置分类 （1）上接触式接触轨。上接触式是指接触轨的工作面朝上固定安装在绝缘子式绝缘支座上，并且由固定在枕木上的弓形肩架予以支持。受电靴从上压向接触轨轨头顶面取流。接触轨的上方和一侧有防护罩保护，对人员接近和冰雪侵扰有一定的防护作用。上接触式接触轨的优点是稳定可靠、安装维护方便、受流方式简单，且造价相对较低；缺点是防护不够严密，安全性稍差，接触轨表面容易附着杂物、粉尘、冰雪等，对列车取流会产生一定的影响。3.按受流位置分类 （2）下接触式接触轨。下接触式接触轨的工作面朝下安装在整体绝缘支座上。下接触式接触轨的优点是受气候条件影响小，安全性高，美观且耐候性较好；缺点是结构复杂，运行维护工作量大，相应的费用较高。3.按受流位置分类3.按受流位置分类 （3）侧面接触式接触轨。侧面接触式接触轨类似于上接触式接触轨，接触轨的工作面朝向钢轨，受流器从侧面受流。侧面接触式接触轨具有以下优点：接触轨的终端弯头向侧面外弯，不占下部空间，离积雪较远，也不占上部空间，容易处理与车体的距离关系；在线间距较宽的道岔区，它可以顺道岔导曲线延伸，缩短道岔区的无电区长度。接触轨所受到的受流器侧向压力较为稳定，不会因为受流器脱轨而对接触轨和支架产生过大的侧向推力，运行更加可靠。接触轨系统主要由接触轨、绝缘支座、防护罩、中间接头、端部弯头、中心锚结等组成。其中，接触轨、绝缘支座、防护罩是接触轨系统中送电、支撑、防护的三大件。2 接触轨系统的结构 接触轨是接触轨系统中的导电轨，早期的接触轨一般由低碳钢制成，新建线路采用的多为钢-铝复合导电轨。绝缘支座是接触轨系统中支撑接触轨并起绝缘作用的装置，一般有普通绝缘子式和整体绝缘支架式两种，其中，上接触式接触轨的整体绝缘支架与下接触式接触轨的又不相同。接触轨按照标定距离（35 m）置于绝缘支座的上面，绝缘支座又通过相配套的底座安装固定在道床上。1.接触轨2.绝缘支座 防护罩的作用是尽可能地避免人员无意中触碰到带电设备。防护罩一般采用玻璃纤维增强树脂材质制作。要求防护罩载荷能力好，并在高温下具有自熄、无毒、无烟、耐火等性能。下接触式接触轨防护罩如图4-43所示。图4-43下接触式接触轨防护罩3.防护罩 （1）普通接头。普通接头适用于固定连接相邻接触轨并传导电流。普通接头采用本体毛坯挤压成型，表面强度高，粗糙度低，外形尺寸准确，加工时只需根据需要长度锯断，并打孔即可。每套普通中间接头（见图4-44）配有紧固件4套，每套包括螺栓、碟形弹垫各1个，螺母、平垫各2个。螺栓、螺母的规格为M16。普通中间接头本体上有4个17孔，且对称分布，并预先在工厂加工好，安装方便，无安装方向要求。接触轨接缝部位要求安装平齐，保证覆不锈钢带一侧安装平齐，不允许有高低不平或扭转现象，安装精度为0.5 mm。4.中间接头图4-44普通中间接头 （2）电连接用中间接头。电连接用中间接头除用于连接两根独立的钢-铝复合接触轨外，还用于将外部电流引入接触轨，如图4-45所示。每个中间接头可以连接812根240 mm2的导线。导线必须留有足够的余量，避免向复合接触轨施加额外的力，从而阻碍复合接触轨在纵向移动。电连接用中间接头能安装在接触轨的任何位置，如牵引变电所出口、接头、弯头、电分断或道岔处。要求电连接用中间接头的截面积足够大，可以承载接触轨系统的持续电流，保证输送满负荷接触轨额定电流时不过热。4.中间接头图4-45电连接用中间接头4.中间接头 （3）膨胀接头。膨胀接头的主要作用是克服接触轨随温度变化引起的伸缩，隧道内接触轨的自由伸缩长度按照100 m考虑，地面及高架线路接触轨的自由伸缩长度按照80 m考虑。5.端部弯头20%端部弯头主要是为了保证集电靴顺利、平滑地通过接触轨断轨处而设置的设备，一般采用与系统所用类型相同的接触轨加工制造而成。端部弯头按照正线和车场线分为两种，正线弯头长度为5.2 m，端部弯头两端的高度差不小于126 mm；车场线弯头长度为3.4 m，端部弯头两端的高度差不小于129 mm，端部弯头同接触轨之间采用普通接头连接。端部弯头采用两个绝缘支架进行支撑，端部弯头一般与接触轨有相同的截面和形状，能与任意成品接触轨断面相匹配，可通过电连接用中间接头或普通中间接头进行连接，连接部位没有坡度，因此能够保证端部弯头与接触轨之间密贴，而不会形成高低差，保证受电靴顺利通过。6.中心锚结20%中心锚结是接触轨锚段中部用于防止接触轨纵向移动的装置，可防止接触轨向两侧不均匀窜动，保持膨胀区段的中点位置。中心锚结一般分为普通中心锚结和大坡度中心锚结，一般情况下中心锚结采用普通中心锚结；当线路纵向坡度超过一定数值（如2%）时，用大坡度中心锚结。谢谢观看！