单元3--接触轨设备维护

单元3接触轨设备维护教学目标：1．掌握接触轨的类型与材料特点；2.会接触轨的维护；3.能处理接触轨常见故障；4．掌握接触轨的其它设备的作用及结构；5.会接触轨的其它设备的维护标准；6.能处理接触轨其它设备的常见故障。3．1接触轨维护一、接触轨的类型1.上磨式：车辆上的集电靴与接触轨上表面接触取流的方式。图3-1上接触方式示意图图3-2上磨式接触轨的北京城铁线路特点：1）取流时，集电靴自上压向接触轨。2）接触力不由集电靴的重量和磨耗情况决定，而只受弹簧支座特性的控制，并能减少在间隙和道岔等处的电流冲击。3）接触轨固定方便，但不易加防护罩。2.下磨式：车辆上的集电靴与接触轨下表面接触取流的方式。图3-3下接触方式示意图图3-4下接触接触轨实物图1-防护罩；2-下接触轨图3-5下接触方式实例1-集电靴；2-下接触轨特点：1）接触轨底朝上，紧固在绝缘子上。2）可以加防护罩，对工作人员较为安全。3）安装较为复杂，费用较高，在经常冰冻和下雪而造成集电困难的地区使用较为普遍。图3-6侧接触方式示意图图3-7英国侧磨式接触轨线路3.侧面接触式：车辆上的集电靴与接触轨侧表面接触取流的方式。特点：接触轨轨头端面朝走行轨，集电靴从侧面受流。二、采用接触轨受流的优、缺点1．优点（1）接触轨安装在轨道梁上，电动车辆集电靴与接触轨接触面大且对其磨损极小。（2）采用接触轨方式供电。（3）可靠性高，维修费用低，设计使用期长达30年，其经济效益不可估量。（4）接触轨安装直接在地面进行，安装简便易行，便于安装及维护。（5）接触轨供电没有尾气，噪音小，拥有独立的通道和路线，便于集中管理，占地面积小，节能减排等优势，提高了土地使用率。2．缺点(1)必须在接触轨停电的情况下方可进行作业。(2)存在触电的可能性。(3)大风、雨雪天气，乘客的雨伞等金属物品吹落轨道，因为金属短路，造成跳闸等事件；1.钢铝复合导电轨（1）功能钢铝复合轨是接触轨的主要构成部件，其自身阻值很小，导电性能好，一般单独的钢铝复合轨为15m。接触轨就是由数量众多的钢铝复合轨连接而成的，在钢铝复合轨的连接处要涂抹适量的导电油脂，以改善接触轨断口处的导电性能，保证接触轨向电力机车输送高质量的动力电。三、接触轨的结构和材料接触轨系统主要包括钢铝复合轨、膨胀接头、中心锚结（防爬器）、端部弯头、中间接头、绝缘支架、支架底座、上网电缆、电连接电缆、回流母排、均流线、避雷器、电动隔离开关和其他零件。（2）结构接触轨一般由轨头、轨腰、轨底三部分组成。从整体结构分类：即C形和工字形。钢带结构分类：即多槽型（C形轨）和单槽型（工字形轨）。钢铝复合工艺分类：钢铝共挤复合、机械复合、机械加焊接复合等三种形式。①C形钢铝复合导电轨。其整体结构为C型，如图3-8a所示。②工字形双包式钢铝复合导电轨。这种接触轨整体横断面形状与普通工字形钢轨类似。其中一种结构如图3-8b所示。整体横断面形状由轨底、轨头及轨腰三部分构成，以铝合金为主体，轨头顶面与受电靴接触部包覆厚度为4～6mm的钢带。③工字形外包式钢铝复合导电轨。这种接触轨的整体结构如图3-8c所示。abc图3-8钢铝复合导电轨1-沟槽，2-轨头，3-V形槽，4-筋条，5-钢带本体，6-铝合金本体，7-两肩，8-轨腰，9-L形支撑脚，10-轨底。（3）技术参数①钢铝复合轨的参数表3-1钢铝复合轨的主要技术参数。钢铝复合轨的主要技术参数表3-1名称钢铝复合接触轨轨高(mm)105轨底宽(mm)80接触面宽(mm)65总宽(mm)92重量(kg/m)14.58标准长度(m)1520℃时的单位电阻(Ω/km)≤0.0083接触轨的弯曲半径：当曲线半径大于等于100m时当曲线半径小于100m时可以在施工现场直接打弯在工厂加工预弯②钢铝复合轨的结构断面和外形钢铝复合轨的结构断面如图3-9所示，钢铝复合轨的结构外形示意图如图3-10所示。1-铝复合轨；2-不锈钢带图3-9钢铝复合轨的断面结构图3-10钢铝复合接触轨12四、接触轨的电压等级接触轨系统的电压等级有600V、630V、750V、1200V及1500V等。五、接触轨设备检修周期与工作内容1．周期：12个月2．作业安全措施：（1）停电操作，具体安全措施见《工作票》。（2）做好行车安全防护措施。3．作业人员：不少于8人（坐台要令地线行车防护4人，工作领导人：1人，作业人员：3人）4．作业程序：（1）作业准备：①作业人员。②工器具材料。（2）作业安装位置见图3-11。（3）作业范围①接触轨及普通接头等进行全面详细检查。②检查、测量各绝缘支架点处的接触轨受流面至轨面的垂直高度、接触轨受流面中心线至轨面中心线的水平距离。③钢铝复合轨、普通接头等有无烧伤、变色现象。④普通接头连接有无松动，导电油脂涂层是否均匀足够，接头处钢带接触面过渡是否平滑。⑤不锈钢带受流面的磨损是否均匀。（4）质量标准①接触轨竖直方向中轴线应垂直于其所在处的轨道平面，垂直距离为200mm，允许偏差为±5mm，接触轨中心线距轨道中心的水平距离为1444mm，允许偏差为±5mm。②接触轨钢带的连接应平滑顺畅、无阶梯，其不平顺度要控制在0.25mm范围之内，复合轨的连接缝隙应密贴，间隙小于2mm。③严禁硬拉、硬扯或敲击整体绝缘支架。④正线接触轨受流面在两相邻绝缘支架处相对高差不得大于2.5mm，困难条件下不大于5mm。⑤连接螺栓紧固力矩满足设计要求及厂家使用说明书，如无特殊力矩要求按表3-2执行。⑥各镀锌螺栓无变形，镀锌层和螺纹完好。螺栓紧固力矩的现行国家标准表3-2螺栓直径（mm）81012141618202224紧固力矩(N.m)132544707085130180230六、接触轨的清扫①清洗并吹干接触轨和支架上因运行产生的白色粉状物。②擦去膨胀接头铜板上灰尘。③清除轨腰处因氧化产生的污物，用压缩空气吹去轨腰处的铁屑。④清洗并吹干支架处堆积的铁屑。⑤用压缩空气清理膨胀接头处堆积的铁屑。七、接触轨的故障、原因及处理方法故障可能的原因处理方法过热注意：如果发生过热，周围的部件很可能因其燃烧和电弧而造成损坏。视损坏情况进行进一步的维修。普通接头连接松动松开普通接头，用金属刷清扫接触面。彻底检查有电弧损伤的部件，如果没有异常，用金属刷清理接触面的毛刺并涂上一层导电油脂。重新安装普通接头并注意垫片的顺序。螺栓紧固力矩70N.m。过载检查电气负荷。根据系统参数调整。电连接中间接头松动拆开电连接中间接头，重新清理接触面，涂导电油脂，然后按安装说明重新安装。接触轨不锈钢接触面的不均匀磨损受电靴与接触轨未对准参照走行轨检查接触轨的接触面。接触轨的中心与最近的走行轨的内侧的水平距离应为726.5±5mm，垂直距离为200±5mm。调整相关的支架。如果接触轨和受电靴的角度不同，将会导致有效接触面减小，局部发生过热现象，并可能产生严重的电磨损。检查支架表面。如果损坏就更换。检查支架的紧固件是否松动。按照供货商的规范重新调整和紧固螺栓在轨间连接处产生微小的弯曲普通接头紧固件松动重新调整：拆开普通接头，清理干净，在接触面涂导电油脂。用70N.m的力矩紧固螺栓、螺帽。3．2接触轨其他设备的维护接触轨系统设备检修的主要内容有：钢铝复合轨(包括铝轨本体和不锈钢带)，中间接头（普通接头、电连接接头），端部弯头，膨胀接头，绝缘支座，中心锚结（普通中心锚结、大坡度中心锚结），防护罩，电连接，接地线等。一、中间接头的维护用途：用于固定、连接相邻接触轨并传导电流。分类：分为普通中间接头及电连接用中间接头。1．普通中间接头（1）普通中间接头的结构、作用普通中间接头的结构如图3-12所示。接触轨对接处如图3-13所示。普通中间接头安装效果示意图如图3-14所示。图3-12普通中间接头的结构图图3-13接触轨对接处图3-14普通中间接头安装效果图图3-15普通中间接头结构图普通中间接头要求与结构：①它具有足够的强度来满足固定的机械要求，同时它的截面积足够大，持续载流量达到4142A。②接头的螺栓防松是采用双螺母防松的。③普通中间接头本体上四个φ17孔，且对称分布，并预先在工厂加工好。因此，安装方便，无安装方向要求。（2）普通中间接头的维护处理①对普通中间接头进行全面详细检查，对不符合要求的进行维护处理。②检查、测量各绝缘支架点处的接触轨受流面至轨面的垂直高度、接触轨受流面中心线至轨面中心线的水平距离。③检查普通中间接头有无烧伤、变色现象。④检查普通中间接头连接有无松动，导电油脂涂层是否均匀足够，接头处钢带接触面过渡是否平滑。2．电连接用中间接头的维护（1）电连接用中间接头的结构和作用作用：电连接有中间接头是连接供电电缆向接触轨供电的零件。结构：由两片铝合金零件组成，一块是普通接头本体，另一块在普通接头的本体上焊有4个电连接板，可以连接八根电缆。电连接用中间接头如下图所示。特点：截面积足够大，可以承载3000A电流，保证输送满负荷接触轨额定电流时不过热。螺栓防松是通过采用蝶形垫和双螺母保证的。最少连接8根电缆，同时考虑了接地挂环的安装，主要用于接触轨接地保护。电连接用中间接头及接地挂环如下图所示。图3-18电缆连接板（2）电连接用中间接头的维护①检查电连接中间接头周围区域是否有变色现象。②检查电缆的位置，因环境温度变化或者负载引起的接触轨的伸缩不应受到限制。③检查是否有断裂和剥落现象，检查接线端子是否紧固。④检查中间接头带电部分与接地体之间的最小净距离应符合表3-4的规定。接触轨带电部分和接地体之间的最小净距表3-4标称电压/V静态/mm动态/mm绝对最小动态/mm7502525251500150100603．中间接头的维修方法（1）检查螺栓防松标记是否移动，如移动则把标记擦除，再按规定力矩紧固后重新用油漆标记笔画上防松标记。（2）接触轨受流面过渡不平滑、有台阶时，应用砂轮机打磨接触轨，直至其两端接触轨过渡平滑。（3）中间接头与接触轨的接触面有烧伤时，应进行打磨，严重时更换中间接头。4．中间接头的常见故障（见表3-5）中间接头的常见故障表3-5故障可能的原因处理方法过热轨间的普通接头板松动检查螺栓、螺帽、垫圈拆开普通接头，用金属刷清理配合面。在普通接头和轨的配合面涂导电油脂。安装普通接头和螺栓。使用防卡死润滑剂防止不锈钢螺栓卡死。确保螺栓的紧固力矩为70N.m。二、端部弯头的维护1．端部弯头的结构和作用作用：为了保证列车在额定速度运行时，受电靴能够平滑的接触和脱离复合轨。结构：端部弯头采用两个绝缘支架进行支撑，与接触轨采用普通接头连接，可确保其接口处高度相同，无须进行打磨。由于端部弯头构造无任何方向性，它与接触轨的连接同接触轨之间的连接方式一样，可被安装在任何区段的末端。端部弯头可满足以下要求：①端部弯头的断口与接触轨之间密贴，没有高低差。②端部弯头具有良好的耐电弧烧损、耐冲击特性。端部弯头在端部经过了预弯，具有自熄弧功能。③端部弯头与接触轨通过电连接用中间接头固定连接。④端部弯头的坡度合理。端部弯头的外形如图3-19所示。端部弯头的结构如图3-20所示。端部弯头的安装效果示意图如图3-21所示。端部弯头的安装实物图如图3-22所示。2．端部弯头的检修和维护①检查受流面是否有电弧烧伤痕迹。②测量检查端部弯头上弯状态是否符合要求。③测量端部弯头末端、上弯始点绝缘支架处受流面与轨面的高度、与轨面中心线的水平距离。（4）质量标准①端部弯头的断口与接触轨之间密贴，没有高低差。②端部弯头的抬升量应符合要求，5.2m的端部弯头的坡度为1:41，3.4m的端部弯头的坡度为1:22。（5）端部弯头的维修方法①用专用测量尺测量端部弯头的工作高度、偏移值，测量后并填写测量记录。②对端部弯头工作高度、接触轨偏移值、接触轨受流面与轨平面平行度的调整。③端部弯头磨耗的测量。④端部弯头受流面出现熔珠、麻点、毛刺等凹凸不平现象时，可根据其严重程度用砂纸、锉刀、打磨机进行处理，使其表面恢复平整、顺滑，必要时在处理后涂抹一层薄的导电油脂。3．端部弯头的常见故障、原因、处理方法端部弯头的故障原因及处理方法表3-6故障可能的原因处理方法接触轨过度弯