应用于城市轨道交通的ＤＣ１５００Ｖ四轨安装结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种应用于城市轨道交通的ＤＣ１５００Ｖ四轨安装结构，包括牵引轨、回流轨和两列走行轨，所述走行轨的一侧安装有绝缘支架，所述牵引轨和回流轨夹持在绝缘支架的绝缘块内。本实用新型专利技术所述城市轨道交通直流牵引四轨供电系统，由于四轨（回流轨）彻底与道床等其他设施绝缘，不存在杂散电流，也就不再考虑防杂散电流的措施和设施。其最大的优点是保护了车站、隧道等结构钢筋和金属管线不被杂散电流腐蚀，提高了轨道交通中隧道、桥梁、管线等的使用寿命，保证了城市轨道交通系统的安全。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及城市轨道交通中为电力机车提供牵引动力的供电系统，特别是一 种应用于城市轨道交通的DC1500V四轨(回流轨)安装结构。
技术介绍
城市轨道交通供电系统牵引网是为电力机车提供牵引动力的供电系统，它由接触 网和回流网组成，接触网为正极，回流网为负极，分别与牵引变电所连接。接触网按安装位 置和接触导线的不同分为接触轨和架空接触网。目前世界上城市轨道交通线路的回流网大 部分均利用走行轨作为回流轨。现阶段我国城市轨道交通不论采用DC1500V或DC750V电 压制式，均通过架空接触网或接触轨(也称“三轨”)向车辆供电，并通过钢轨流回牵引变电 所，形成供电回路。在这种供电制式下，虽要求钢轨作为回流轨与道床绝缘安装，但由于工程实施及 运营条件，钢轨不可能完全绝缘于道床，导致牵引回流通过钢轨泄漏阻抗流出钢轨，泄漏形 成杂散电流。杂散电流对钢轨、整体道床结构钢筋、隧道结构钢筋以及城市轨道交通沿线的 金属设备都将产生腐蚀，影响城市轨道交通钢轨、隧道结构钢筋和金属设备的使用寿命，关 系到隧道的综合使用寿命，后果非常严重。虽然在以往的城市轨道交通供电制式中考虑在 整体道床内设置杂散电流收集网来减少杂散电流对金属结构的腐蚀，但杂散电流腐蚀防护 措施只能减少杂散电流对金属腐蚀程度，不能够完全解决杂散电流的腐蚀影响，随着运营 年代的增加，杂散电流泄漏量将逐步增大。同时牵引回流通过钢轨时在钢轨上产生电位差， 通过车轮传导到车厢内，对旅客的人身安全产生威胁，需要在车站上设置钢轨电位限制装 置，这种方案虽然能够解决钢轨电位对旅客的影响，但频繁的动作又将可能影响到供电系 统运行的可靠性。目前世界上城市轨道交通的直流牵引网电压等级繁多，主要有DC600V、DC750V、 DC825V、DC1200V、DC1500V等几种，其中后期建成的线路多采用DC750V和DC1500V电压制 式，也是国际电工委员会(IEC)推荐采用的电压等级。DC1500V电压制式具有供电距离长、 电压损失小、可承受客流量大、杂散电流影响小等优点，我国目前建设的城市轨道交通多采 用DC1500V的牵引供电电压制式。另外，接触轨具有不影响城市景观、使用寿命长、维护量 小等优点。我国多个城市轨道交通中也采用了接触轨的牵引网系统。
技术实现思路
基于上述情况，本技术提出一种应用于城市轨道交通的DC1500V四轨安装结 构，实现将四轨回流的优越性与DC1500V供电制式的优越性有效地结合起来，用以消除城 市轨道交通中的杂散电流。本技术所采用的技术方案一种应用于城市轨道交通的DC1500V四轨安装结 构，包括牵引轨、回流轨和两列走行轨，所述走行轨的一侧安装有绝缘支架，所述牵引轨和 回流轨夹持在绝缘支架的绝缘块内。上述牵引轨和回流轨的轨道接触面为向上设置，与机车上的集电靴通过同侧上部 受流方式接触，形成供电回路。上述牵引轨和回流轨的轨道接触面为向下设置，与机车上的集电靴通过同侧下部 受流方式接触，形成供电回路。上述牵引轨和回流轨的轨道接触面朝向走行轨的一侧设置，与机车上的集电靴通 过同侧侧面受流方式接触，形成供电回路。上述牵引轨的上方设有防护罩。上述牵引轨和回流轨在车站站台处，布置在站台的对侧。所述牵引轨和回流轨在 区间设置疏散平台时，设置在疏散平台的对侧。本技术所述城市轨道交通直流牵引四轨供电系统，由于四轨(回流轨)彻底 与道床等其他设施绝缘，不存在杂散电流，也就不再考虑防杂散电流的措施和设施。其最大 的优点是保护了车站、隧道等结构钢筋和金属管线不被杂散电流腐蚀，提高了轨道交通中 隧道、桥梁、管线等的使用寿命，保证了城市轨道交通系统的安全。附图说明图1为列车在两牵引所之间运行时钢轨的电位示意图；图2为本技术所述牵引轨和回流轨同侧上部受流方式的安装结构示意图；图3为本技术所述牵引轨和回流轨同侧下部受流方式的安装结构示意图；图4为本技术所述牵引轨和回流轨同侧侧面受流方式的安装结构示意图；图5为本技术所述接触轨在车站站台处的安装结构示意图。图中1-防护罩，2-牵引轨，3-回流轨，4-防护罩，5-走行轨，6_绝缘支架，10-接 触轨。具体实施方式以下结合附图对本技术的作进一步的描述。一、城市轨道交通中杂散电流的产生和传统防护方法1.杂散电流的产生现有城市轨道交通的牵引供电系统基本是以架空接触网或接触轨(三轨)供电、 走行轨为回流通路的直流牵引供电系统。由于运营环境、经济及其它方面因素的限制，走行 轨不可能完全绝缘于道床结构，因此钢轨不可避免地向道床及车站、隧道结构泄漏电流，即 杂散电流。在实际工程中钢轨采用了绝缘法安装，在每个钢轨安装点增加了绝缘垫和绝缘套 管，钢轨回流系统是一个悬浮系统。采用这种方法安装完成后钢轨对地实际上是非绝缘的， 钢轨对地(整体道床)存在泄漏电阻，不同的国家对钢轨泄漏电阻的要求不一样，一般在 5 100Ω 范围。我国《城市轨道交通杂散电流腐蚀防护技术规程》中规定新建成的城 市轨道交通线路走行轨与隧道主体结构(或大地)之间的过渡电阻值不应小于15 Ω - km, 对于运行线路不应小于3 Ω · km。当列车在两牵引所间运行时，钢轨的电位如图1所示，列车位置处为阳极区，钢轨 电位为正；牵引所附近为阴极区，钢轨电位为负。城市轨道交通整体道床或隧道结构为零电位。所以高电位的钢轨电流通过钢轨与道床或隧道之间的泄漏电阻流向道床或隧道内的结 构钢筋形成杂散电流。杂散电流的大小，就是图1中阴影区段从钢轨泄漏至地下电流密度 的积分。2.杂散电流对钢筋的腐蚀及防护原理杂散电流对结构钢筋的腐蚀为电化学腐蚀，当杂散电流进入结构钢筋时，对结构 钢筋不产生腐蚀；而当杂散电流流出结构钢筋时，对钢筋产生腐蚀。其腐蚀的原理是钢筋与 四周的水泥硅酸盐发生电化学反应，钢筋释放铁离子与周围电解质反应生成其它化合物。若电流密度小于0. 6mA/dm2，则电化学反应发生后会在钢筋表面形成一层电阻率 较大的化合物。随着时间的延续当该化合物厚度达到一定程度时，就会成为包裹钢筋的一 层外绝缘层，从而阻止钢筋与外部水泥硅酸盐电解质的继续接触，阻止了杂散电流对钢筋 的继续腐蚀，该状态称为腐蚀钝化状态。当电位继续升高时，钝化状态被破坏，钢筋正离子 继续游离出钢筋从而对钢筋产生腐蚀。杂散电流对金属结构的腐蚀有四个方面钢轨、道床结构钢筋、隧道结构钢筋、地 网、城市轨道交通外部其它公共设施。杂散电流从钢轨流出时，要对钢轨产生腐蚀。当杂散电流泄漏至地下时，根据城市 轨道交通结构，首先泄漏至道床钢筋，道床钢筋若纵向形成电气通路则为杂散电流向下泄 漏过程中遇到的第一个电气畅通通路，并沿此通路流向牵引所方向，在牵引所流出钢筋后 至钢轨。在阳极区道床钢筋不可能收集所有的杂散电流，总还有部分继续泄漏至隧道结构， 同样若隧道钢筋纵向形成电气通路则成为杂散电流遇到的第二个电气畅通通路，并沿此通 路至牵引所方向，在牵引所区域(阴极区)流回至道床钢筋，并流回至钢轨。在阳极区还有 从隧道泄入大地的部分杂散电流在牵引所处经隧道或地网返回钢轨。杂散电流从隧道结构钢筋里流回牵引变电所的同时，还有部分杂散电流流出结构 钢筋到车站接地网或者隧道外的其他公共设施。这部分杂散电流最后还要回到牵引变电 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种应用于城市轨道交通的ＤＣ１５００Ｖ四轨安装结构，其特征在于：包括牵引轨（２）、回流轨（３）和两列走行轨（５），所述走行轨（５）的一侧安装有绝缘支架（６），所述牵引轨（２）和回流轨（３）夹持在绝缘支架（６）的绝缘块内。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：何治新，徐明杰，靳守杰，程强，韩瑶，黄德亮，余忠凉，张建根，赵海军，张彦民，
申请(专利权)人：广州地铁设计研究院有限公司，广州市地下铁道总公司，
类型：实用新型
国别省市：81[中国|广州]