[发明专利]一种无损式钢轨与回流电缆连接装置

说明书

本发明公开了一种无损式钢轨与回流电缆连接装置，本连接装置由卡具本体、挂接件和导电胶或低熔点导电金属材料构成。卡具本体通过挂接件卡接在钢轨的轨底上，卡具本体卡接在钢轨的轨底一侧，挂接件一端挂接在钢轨的轨底另一侧，另一端与卡具本体栓接；卡具本体包括导电卡具座和导电连接板；导电卡具座上开设有与钢轨轨底轮廓匹配的轨底卡槽；钢轨的轨底侧边嵌入轨底卡槽内，并压紧在轨底卡槽的内壁上，钢轨与卡具本体能够导电。本发明能够保证连接的牢固性和优良的导电性，将回流电缆线牢固的固定在钢轨上，既不损伤钢轨又能将电阻值控制在规定的范围内，是回流电缆与钢轨连接方式的重大革新，具有广阔的发展和应用前景。

技术领域

本发明涉及轨道交通技术领域，更具体的说是涉及一种无损式钢轨与回流电缆连接装置。

背景技术

城市轨道交通的车辆段、停车场和区间正线线路上为保证牵引供电回流线路的连续，需要在钢轨接头处的相邻钢轨上安装电缆线；区间无缝线路接入牵引变电所的回流电缆以及保证钢轨等电位的均流线，电缆亦需与钢轨连接。目前我国城市轨道交通均/回流电缆与钢轨的连接主要采用快速铜热焊接、螺栓连接和低温钎焊三种方式。

快速铜热焊接是铝热焊的一种，燃烧反应后使钢轨的局部和电缆线或回流铜排的端头加热至1084℃，即达到铜的熔点，从而形成电缆线或回流铜排与钢轨的焊接，因此钢轨衍生以下焊接应力：钢轨在加热和冷却过程产生热应力；钢轨金属相变而产生不均匀的相变应力(组织应力)；钢轨局部加热使部份金属膨胀和收缩而产生外拘束应力。这种焊接应力的存在对钢轨长期使用潜伏很不利的影响，导致钢轨热影响区内产生硬度约为钢轨母材硬度3倍的马氏体组织，致使钢轨严重脆化，线路在运营一定时间达到钢轨的疲劳期后，在轮轨接触力的作用下，极易在焊接点脆硬组织区域处形成微裂纹，进而发展为钢轨的垂向劈裂，严重影响行车安全。

另一种是栓接连接方式，即在轨腰上钻孔，用螺栓固定回流铜排，再在回流铜排上焊接或栓接电缆线。此种连接方式消除了钢轨的焊接伤损，但需在钢轨上进行钻孔，形成新的钢轨伤损源；且栓接点易松动，回流铜排与钢轨的接触面易氧化，从而造成栓接点电阻值增加较大，导致回流不畅，影响牵引功率；且由于城市轨道交通的直流牵引供电的回流电流较大(机车启动工、制动工况下电流达到2kA～3kA)，特别是发生短路故障时电流值更高，如果栓接点电阻值过大，就很有可能发生钢轨烧灼事故。因此，栓接方式大大增加了运营单位的检查和养护维修工作量。

低温钎焊是近年来开始应用的回流电缆与钢轨的新型连接方式，综合了螺栓连接和快速铜热焊接的优点。它将铜排与钢轨轨腰采用钎焊连接，并用贯通于铜排和钢轨轨腰的螺栓进行栓接加固，回流电缆再与铜排进行连接的方式。此种方式连接可靠、电阻低、不会造成钢轨的焊接损伤，但仍未能根除在钢轨上打孔的弊端，依然会造成新的钢轨伤损源，且现场施工工艺较为复杂，成本费用相对较高。

因此，如何提供电气性能良好、经久耐用、安全可靠的无损式钢轨与回流电缆连接装置是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种无损式钢轨与回流电缆连接装置，以解决上述背景技术部分所提出的问题，克服了焊接、栓接和低温钎焊连接方式的弊端，本发明将导电的卡具本体卡接在钢轨的轨底上，并在钢轨和卡具本体之间填充导电胶或低熔点导电金属材料，能够保证连接的牢固性、可靠性和优异的导电性，将回流电缆线牢固的固定在钢轨上，既不损伤钢轨又能将电阻值控制在规定的范围内，是回流电缆与钢轨连接方式的重大革新，具有广阔的发展和应用前景。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：