鍍銅鋼系列
合金接地極
鍍錫銅系列
鋅包鋼系列
放熱焊接系列
石墨烯系列
接地五金件淺析城市軌道交通回流電纜與鋼軌的連接方式
摘要：城市軌道交通供電系統中，為了降低鋼軌電位，減少雜散電流腐蝕以及旅客觸電事故的發生，應選擇合適的回流電纜與鋼軌連接方式，降低接觸電阻。
本文基于國內應用現狀，對工程中常用的回流電纜與鋼軌連接方式進行分析比較，對回流連接方案進行了選擇，并提出了避免焊接時對鋼軌造成損傷的措施。
關鍵詞：城市軌道交通；回流電纜；鋼軌連接
1電纜與鋼軌連接的相關要求一般情況下，軌道交通的鋼軌作為回流軌使用，為了降低鋼軌電位，減少雜散電流腐蝕以及旅客觸電事故的發生，要求鋼軌回路的電阻應盡量小。在CJJ49-92《地鐵雜散電流腐蝕防護技術規程》中，對回流通路電氣連接的要求如下：“地鐵線路中的道岔與轍岔的連接部位應設置銅引連接線，其截面面積不應小于120mm2，銅引線與鋼軌之間應焊接，接頭電阻不應超過1m長完整軌道的電阻值。”所以，電纜與鋼軌的連接方式應保證接頭處的接觸電阻處于規范要求的范圍內，從而降低鋼軌電位。
2國內軌道交通電纜與鋼軌連接方式概述
2.1快速銅熱焊接快速銅熱焊接是鋁熱焊接的一種，此種連接方式在廣州地鐵、北京地鐵有應用實例。
快速銅熱焊接單根電纜分股焊接是將單根的軟電纜分成三股，每股電纜都進行編扎，編扎后的末端使用終端頭固定，再將終端頭焊接至鋼軌腰部。由于快速銅熱焊接在工藝方面的要求較高，往往會造成焊接接頭鋼軌側熱影響區出現馬氏體組織，導致鋼軌變脆變硬，而現場改進焊接工藝較復雜，目前廣州地鐵已計劃對此連接方式進行改造。故基本不推薦采用。
2.2放熱焊接
放熱焊接是從國外引進直接應用的焊接方法，其原理是通過鋁與氧化銅的化學反應（放熱反應）產生液態高溫銅液和氧化鋁的殘渣，并利用放熱反應所產生的高溫來實現高性能電氣熔接的現代焊接工藝。武漢輕軌、北京地鐵四號線、十五號線、大興線、十三號線、上海地鐵、南京地鐵等均采用該焊接方法。
根據目前國內地鐵的做法，放熱焊接分為兩種形式，一種為電纜銅芯與鋼軌直接焊接；另一種利用銅排與鋼軌的焊接，銅排再接電纜。單根電纜焊接技術在城市軌道交通中應用較為廣泛，歐美以及香港等地的軌道交通中多采用此種方式。
此種連接方式的優點是在鋼軌上的焊接面積較小，現場施工精度要求較低，對鋼軌的影響較小,現場可控性高，電纜與鋼軌的連接牢固可靠。且過渡電阻小，且結合面無腐蝕。經過長期的運營后，過渡電阻變化很小。上海地鐵和南京地鐵運營期間皆反映效果良好。
單根電纜直接焊接方式銅排焊接目前在北京已建的工程中應用較多。此種連接方式占用鋼軌長度最小，在鋼軌上的單點焊接面積最大，銅排與鋼軌連接后要承受頻繁的動載荷，容易在集中應力處損壞，如果斷裂，載流面積大幅度降低，影響回流回路通暢。具體的連接方式主要是現將銅排按照放熱焊工藝焊接至鋼軌腰部，再將電纜連接至銅排上。現場焊接照片詳見圖
3：利用銅排與鋼軌焊接方式此種連接方式目前在北京地鐵工程中使用較為廣泛，此種連接方式缺點是在鋼軌上的單點焊接面積較大，且在現場操作時受天氣、施工單位工藝水平的影響，可控性稍差，優點是在鋼軌上焊接點少，焊接一塊銅排可連接多根電纜。栓接栓接方式分為：單根電纜栓接、銅排栓接。一種為在鋼軌中軸打孔安裝脹釘；栓接方式需要在鋼軌上打孔，對鉆孔直徑和打孔間距都有嚴格的要求。根據調查的試驗結果表明，栓接方式近期可以滿足過渡電阻不大于1米長（標準60kg鋼軌）鋼軌電阻值的要求，單根電纜栓接往往用在電流較小的地段中。在軌道交通中，在長時間的鋼軌運行中受震動影響較大，需要經常檢修，測量連接電阻，如檢修不及時容易造成連接松動、銹蝕等問題引起接觸電阻增大，接觸面溫度升高，進而再次導致電阻升高的后果，影響回路回流效果，同時也容易引起軌電位升高。
具體連接方式為在軌腰中部打19mm或22mm的孔，用液壓拉鉚機使銅套膨脹后緊帖在軌腰的孔內，然后用螺栓將電纜連接在銅套上。
單根電纜栓接方式另一種連接方式為定制加工特殊鋼軌魚尾板，魚尾板與鋼軌栓接，魚尾板再接電纜。北京地鐵昌平線有采用。鋼軌魚尾板栓接方式,連接方式比選連接方式比較。回流連接方案建議目前國內外城市軌道工程中，特別是大電流的供電系統中，普遍采用的連接方式為單根軟電纜直接焊接至鋼軌腰部的連接方式，如香港地鐵、上海地鐵等軌道交通，經過已開通工程的檢驗，此種連接方式安全可靠。此方式的特點是焊接時在鋼軌上的焊接面積較小，現場施工精度要求較低，對鋼軌的影響較小，現場實施質量較容易控制，實施后電纜與鋼軌連接牢靠，有利于鋼軌回流通暢，從而抑制鋼軌電位升高，保證地鐵正常、安全運行。建議優先選擇放熱焊接方式，以滿足系統長期運行的要求。
4避免焊接時對鋼軌造成損傷的措施
（1）選擇高品質的進口放熱焊接材料，以有效控制放熱焊接溫度。
（2）焊接作業前應對鋼軌焊接部位進行探傷檢測，排除鋼軌自身的材質缺陷。
（3）正式施工之前，委托權威機構對焊接后的鋼軌進行金相組織分析，以檢查是否其符合鋼軌焊接標準要求。（南京地鐵做過類似實驗）
（4）焊接作業人員應經過培訓合格后才能上崗，嚴格執行焊接操作規范。
（5）焊接時對鋼軌的加溫預熱必須滿足焊接工藝參數要求，放熱反應結束后，對焊接位置的鋼軌進行緩冷加熱處理。
（6）焊接完成后，對鋼軌進行保溫處理。
[上一頁]： 均流及回流接線板焊接工藝
[下一條]： 電解離子接地極施工用量!
