武漢市軌道交通的接觸軌系統(tǒng)摘要：本文介紹了武漢市軌道交通的牽引供電系統(tǒng)，重點(diǎn)介紹了鋼鋁復(fù)合接觸軌及其附件的電氣和機(jī)械性能指標(biāo)。關(guān)鍵詞：鋼鋁復(fù)合接觸軌；附件；指標(biāo)1牽引供電系統(tǒng) 武漢市軌道交通1號(hào)線全長(zhǎng)28.5KM，一期工程為高架線路，全長(zhǎng)10.234KM。全線設(shè)10座車站，1座停車場(chǎng)。一期工程10kv供電系統(tǒng)由1座主變電所、5座牽引降壓混合變電所、5座降壓變電所、1座停車場(chǎng)直流開閉所、1座停車場(chǎng)降壓變電所、1座指揮中心降壓變電所組成。一期工程電力負(fù)荷為一級(jí)負(fù)荷，變電所采用雙路電源供電，當(dāng)一路電源失電時(shí)由另一路電源帶全部負(fù)荷。一期工程為4輛車編組（2動(dòng)2拖），車輛型式為變壓變頻交流傳動(dòng)車。直流牽引供電系統(tǒng)電壓為750V.DC，允許電壓波動(dòng)范圍500v-900v，車輛再生制動(dòng)時(shí)為1000v.dc。牽引網(wǎng)形式為下部接觸授流，走行軌回流。 牽引網(wǎng)的設(shè)計(jì)范圍包括正線、車場(chǎng)、折返線及待避線。該牽引網(wǎng)自牽引降壓混合變電所的直流斷路器柜始，經(jīng)供電網(wǎng)和回流網(wǎng)至牽引降壓混合變電所的直流負(fù)母線柜止。 通常接觸軌沿軌道安裝在車輛運(yùn)行方向的左側(cè)，在道岔區(qū)或部分地段布置在列車行駛方向線路的右側(cè)。 牽引變電所通過直流斷路器柜對(duì)供電網(wǎng)雙邊供電。事故狀態(tài)下，一般可進(jìn)行單邊或大雙邊供電。停車場(chǎng)由直流開閉所提供兩路電源，停車場(chǎng)內(nèi)的牽引網(wǎng)系統(tǒng)相應(yīng)的分為兩個(gè)回路。停車場(chǎng)的接觸軌采用單邊供電方式。 在有牽引降壓混合變電所的車站設(shè)有短軌式電分段。在線路道岔區(qū)及與道路交叉處設(shè)置接觸軌分段(電不分段)。在相鄰的不同供電分區(qū)間設(shè)置≥13.5cm的電分段。2 接觸軌安裝位置 鋼鋁復(fù)合接觸軌系統(tǒng)為戶外安裝，具體位置為：（1）接觸軌中心線距相鄰走行軌內(nèi)緣的水平距離為：683.5mm±6mm（2）接觸軌軌頂面距走行軌軌頂面的垂直距離為：160mm±6mm3主要技術(shù)指標(biāo)3.1電氣特性指標(biāo)（1）系統(tǒng)標(biāo)稱電壓：750V.DC（2）最高工作電壓：900 V.DC（3）車輛再生制動(dòng)時(shí)電壓： 1000 V.DC（4）接觸軌系統(tǒng)最大電阻（20℃）：8.6MΩ/KM（5）MS電阻熱膨脹系數(shù)：≤0.0038/K（6）連續(xù)載流量（環(huán)境溫度50℃，溫升35℃）：3000A.DC3.2機(jī)械特性指標(biāo)（1）抗拉強(qiáng)度：>220N/MM2（2）屈服強(qiáng)度：>110Mpa（3）熱膨脹系數(shù)：20.85*106/℃（4）不銹鋼帶磨耗：0.042mm/70萬次4基本要求4.1接觸軌 鋼鋁復(fù)合接觸軌為下部授流方式。接觸軌為鋼鋁復(fù)合材料，導(dǎo)體以高導(dǎo)電率的鋁合金為主，接觸面為不銹鋼帶。接觸軌的高度為105mm±0.5mm。為與受流器良好接觸，接觸軌的接觸面寬度為72mm，有效寬度為65mm。不銹鋼帶具有足夠硬度，硬度為HB130-170，厚度為6mm，在受流器通過70萬次后的磨耗量不會(huì)超過0.042mm；不銹鋼帶的厚度保證在受流器年通過70萬次的條件下的使用壽命不低于50年。 接觸軌表面光滑耐腐蝕；鋁合金導(dǎo)體與不銹鋼帶的接合應(yīng)緊密，不僅具有防止鋁合金導(dǎo)體與不銹鋼帶可能脫開的措施，而且保證不會(huì)增加兩者間的接觸電阻，并且不會(huì)發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)或腐蝕。鋼帶沿著鋼帶彎曲邊打上榫槽孔，使不銹鋼帶嵌入到鋁軌里面去。標(biāo)準(zhǔn)軌的長(zhǎng)度采用15m，適用于軌枕間距為625mm，個(gè)別區(qū)段接觸軌的長(zhǎng)度為14.583m，適用于停車場(chǎng)碎石道床，接觸軌之間通過魚尾板（連接板）連接。 接觸軌平整、端面與軸線垂直。接觸軌可以采用鋸、砂輪切割，銑、鉆或焊接技術(shù)進(jìn)行機(jī)械加工，并可以在現(xiàn)場(chǎng)切割，切口光滑，沒有毛刺，上述機(jī)械加工不會(huì)對(duì)接觸軌的不銹鋼帶和鋁導(dǎo)體的結(jié)合產(chǎn)生任何影響，與其它接觸軌連接后性能指標(biāo)不會(huì)發(fā)生變化。 對(duì)于線路曲線半徑大于200m時(shí)，在安裝鋼鋁復(fù)合軌時(shí)不需要預(yù)先將軌彎曲。對(duì)于線路半徑小于200m、大于或等于110m時(shí)，利用減少支架間距的辦法解決接觸軌的現(xiàn)場(chǎng)彎曲問題。接觸軌（含附件）在溫度為20℃時(shí)的電阻不大于8.6MΩ/KM；當(dāng)環(huán)境溫度為50℃，接觸軌通過連續(xù)載流量3000A.DC時(shí)的溫升不超過35℃。 在相距5m的兩支架間的接觸軌中間，加載100kg的集中負(fù)荷，當(dāng)移開負(fù)荷時(shí)，接觸軌能恢復(fù)最初的狀態(tài)。 接觸軌兩端各預(yù)留兩個(gè)孔，以便于接觸軌安裝連接。4.2附件 （1）魚尾板（連接板）。是專門用來固定連接相鄰接觸軌并傳導(dǎo)電能的裝置，其材質(zhì)與制造接觸軌的鋁合金相同。魚尾板有足夠的截面和強(qiáng)度來保證接觸軌跨越接頭處的電氣和機(jī)械特性。裝配后接觸軌的機(jī)械強(qiáng)度和電氣性能不受到影響，魚尾板按可連續(xù)通過4000A.DC電流、最大溫升在環(huán)境溫度為50℃時(shí)不超過35℃。每一個(gè)魚尾板上鉆有4個(gè)孔，4個(gè)螺栓用來裝配魚尾扳，連接魚尾板和接觸軌的螺栓、螺母和墊圈等零件為不銹鋼材料，應(yīng)滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。 （2）彎頭。在車輛運(yùn)行過程中，彎頭可使受流器完好地滑入,出接觸軌。一期工程采用兩種彎頭，一種用在正線為高速?gòu)濐^，長(zhǎng)5.2m；一種用在停車場(chǎng)為低速?gòu)濐^，長(zhǎng)3.4m。彎頭的抬高量不小于100mm。制造彎頭的材料與接觸軌的材料相同，經(jīng)機(jī)械加工而成，彎曲部分與直線部分的過渡是平滑曲線。在接觸軌的端部，通過在鋁型材上進(jìn)行切割和焊接處理，使接觸軌形成斜坡狀，彎頭的厚度應(yīng)保持一致，彎頭上可以安裝支架和防護(hù)罩。彎頭可以通過魚尾板與接觸軌連接，連接后的接觸軌其性能指標(biāo)不應(yīng)發(fā)生變化。受流器通過彎頭時(shí)，可從彎頭取流。彎頭末端上翹，保證任何不良調(diào)整的受流器偏轉(zhuǎn)而不損壞受流器和彎頭。高速?gòu)濐^的傾斜度為1.27度，低速?gòu)濐^為2.12度。端部彎頭的幾何形狀應(yīng)保證列車在運(yùn)行時(shí)，受電靴在得電和失電轉(zhuǎn)換時(shí)能夠平滑過渡。 （3）膨脹接頭。為適應(yīng)接觸軌由于環(huán)境溫度變化和本身溫升等條件影響而產(chǎn)生的熱膨脹，在適當(dāng)?shù)奈恢迷O(shè)置膨脹接頭用來調(diào)節(jié)熱脹冷縮現(xiàn)象。一期工程每90m設(shè)置一個(gè)膨脹接頭，確保接觸軌系統(tǒng)的安全運(yùn)行。 為使受流器可以平滑地通過，膨脹接頭的表面應(yīng)平整、光滑。間隙可以調(diào)整或重疊，以使受流器可以平滑地從一端過渡到另一端、并保證使受流器在膨脹點(diǎn)過渡時(shí)減小運(yùn)行中產(chǎn)生的電弧。膨脹接頭具有與接觸軌相同的載流量，組成膨脹接頭的各部分零件之間不會(huì)發(fā)生電化學(xué)腐蝕。所有緊固件用不銹鋼制成。膨脹接頭應(yīng)易拆卸，便于維修和潤(rùn)滑。 （4）錨結(jié)。在兩膨脹接頭之間的接觸軌中部設(shè)錨結(jié)，以固定接觸軌，并使接觸軌適應(yīng)膨脹接頭的行程，使接觸軌可以在縱向自由伸縮。 通常錨結(jié)安裝在兩膨脹接頭或膨脹接頭與彎頭之間的接觸軌中部，短軌也可安裝錨結(jié)。錨結(jié)和魚尾板一樣，都為鋁擠壓成型，一個(gè)錨結(jié)配有兩套，分別安裝在絕緣夾具兩側(cè)。安裝后的錨結(jié)不能對(duì)接觸軌和支架產(chǎn)生不良影響。每個(gè)錨結(jié)上都鉆有一個(gè)孔，錨結(jié)通過螺栓組成的鎖緊裝置來固定接觸軌，鎖緊裝置應(yīng)足夠結(jié)實(shí)，并能承受2000N的縱向負(fù)荷而不被損壞。 （5）供電點(diǎn)電纜連接板。能安裝在除膨脹接頭之外的接觸軌的任何位置，連接板應(yīng)具有足夠載流量，保證輸送滿負(fù)荷接觸軌額定電流時(shí)不過熱。供電點(diǎn)電纜連接板安裝在每個(gè)電分段上，由兩個(gè)鋁合金塊和連接螺栓構(gòu)成。連接板的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足在安裝銅芯電纜后不會(huì)發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)或腐蝕，電纜終端與連接板采用單孔連接，并應(yīng)滿足電纜安裝要求。 目前全世界有60多個(gè)城市的地鐵采用了接觸軌供電方式。北京、天津地鐵采用了接觸軌供電方式。隨著科技進(jìn)步技術(shù)發(fā)展，鋼鋁復(fù)合軌的優(yōu)勢(shì)日趨明顯。國(guó)外越來越多的城市選用鋼鋁復(fù)合軌代替低碳鋼接觸軌，國(guó)內(nèi)許多城市也對(duì)鋼鋁復(fù)合軌表示出濃厚興趣。