武汉市轨道交通的接触轨系统摘要：本文介绍了武汉市轨道交通的牵引供电系统，重点介绍了钢铝复合接触轨及其附件的电气和机械性能指标。关键词：钢铝复合接触轨；附件；指标1牵引供电系统 武汉市轨道交通1号线全长28.5KM，一期工程为高架线路，全长10.234KM。全线设10座车站，1座停车场。一期工程10kv供电系统由1座主变电所、5座牵引降压混合变电所、5座降压变电所、1座停车场直流开闭所、1座停车场降压变电所、1座指挥中心降压变电所组成。一期工程电力负荷为一级负荷，变电所采用双路电源供电，当一路电源失电时由另一路电源带全部负荷。一期工程为4辆车编组（2动2拖），车辆型式为变压变频交流传动车。直流牵引供电系统电压为750V.DC，允许电压波动范围500v-900v，车辆再生制动时为1000v.dc。牵引网形式为下部接触授流，走行轨回流。 牵引网的设计范围包括正线、车场、折返线及待避线。该牵引网自牵引降压混合变电所的直流断路器柜始，经供电网和回流网至牵引降压混合变电所的直流负母线柜止。 通常接触轨沿轨道安装在车辆运行方向的左侧，在道岔区或部分地段布置在列车行驶方向线路的右侧。 牵引变电所通过直流断路器柜对供电网双边供电。事故状态下，一般可进行单边或大双边供电。停车场由直流开闭所提供两路电源，停车场内的牵引网系统相应的分为两个回路。停车场的接触轨采用单边供电方式。 在有牵引降压混合变电所的车站设有短轨式电分段。在线路道岔区及与道路交叉处设置接触轨分段(电不分段)。在相邻的不同供电分区间设置≥13.5cm的电分段。2 接触轨安装位置 钢铝复合接触轨系统为户外安装，具体位置为：（1）接触轨中心线距相邻走行轨内缘的水平距离为：683.5mm±6mm（2）接触轨轨顶面距走行轨轨顶面的垂直距离为：160mm±6mm3主要技术指标3.1电气特性指标（1）系统标称电压：750V.DC（2）最高工作电压：900 V.DC（3）车辆再生制动时电压： 1000 V.DC（4）接触轨系统最大电阻（20℃）：8.6MΩ/KM（5）MS电阻热膨胀系数：≤0.0038/K（6）连续载流量（环境温度50℃，温升35℃）：3000A.DC3.2机械特性指标（1）抗拉强度：>220N/MM2（2）屈服强度：>110Mpa（3）热膨胀系数：20.85*106/℃（4）不锈钢带磨耗：0.042mm/70万次4基本要求4.1接触轨 钢铝复合接触轨为下部授流方式。接触轨为钢铝复合材料，导体以高导电率的铝合金为主，接触面为不锈钢带。接触轨的高度为105mm±0.5mm。为与受流器良好接触，接触轨的接触面宽度为72mm，有效宽度为65mm。不锈钢带具有足够硬度，硬度为HB130-170，厚度为6mm，在受流器通过70万次后的磨耗量不会超过0.042mm；不锈钢带的厚度保证在受流器年通过70万次的条件下的使用寿命不低于50年。 接触轨表面光滑耐腐蚀；铝合金导体与不锈钢带的接合应紧密，不仅具有防止铝合金导体与不锈钢带可能脱开的措施，而且保证不会增加两者间的接触电阻，并且不会发生电化学反应或腐蚀。钢带沿着钢带弯曲边打上榫槽孔，使不锈钢带嵌入到铝轨里面去。标准轨的长度采用15m，适用于轨枕间距为625mm，个别区段接触轨的长度为14.583m，适用于停车场碎石道床，接触轨之间通过鱼尾板（连接板）连接。 接触轨平整、端面与轴线垂直。接触轨可以采用锯、砂轮切割，铣、钻或焊接技术进行机械加工，并可以在现场切割，切口光滑，没有毛刺，上述机械加工不会对接触轨的不锈钢带和铝导体的结合产生任何影响，与其它接触轨连接后性能指标不会发生变化。 对于线路曲线半径大于200m时，在安装钢铝复合轨时不需要预先将轨弯曲。对于线路半径小于200m、大于或等于110m时，利用减少支架间距的办法解决接触轨的现场弯曲问题。接触轨（含附件）在温度为20℃时的电阻不大于8.6MΩ/KM；当环境温度为50℃，接触轨通过连续载流量3000A.DC时的温升不超过35℃。 在相距5m的两支架间的接触轨中间，加载100kg的集中负荷，当移开负荷时，接触轨能恢复最初的状态。 接触轨两端各预留两个孔，以便于接触轨安装连接。4.2附件 （1）鱼尾板（连接板）。是专门用来固定连接相邻接触轨并传导电能的装置，其材质与制造接触轨的铝合金相同。鱼尾板有足够的截面和强度来保证接触轨跨越接头处的电气和机械特性。装配后接触轨的机械强度和电气性能不受到影响，鱼尾板按可连续通过4000A.DC电流、最大温升在环境温度为50℃时不超过35℃。每一个鱼尾板上钻有4个孔，4个螺栓用来装配鱼尾扳，连接鱼尾板和接触轨的螺栓、螺母和垫圈等零件为不锈钢材料，应满足相关标准要求。 （2）弯头。在车辆运行过程中，弯头可使受流器完好地滑入,出接触轨。一期工程采用两种弯头，一种用在正线为高速弯头，长5.2m；一种用在停车场为低速弯头，长3.4m。弯头的抬高量不小于100mm。制造弯头的材料与接触轨的材料相同，经机械加工而成，弯曲部分与直线部分的过渡是平滑曲线。在接触轨的端部，通过在铝型材上进行切割和焊接处理，使接触轨形成斜坡状，弯头的厚度应保持一致，弯头上可以安装支架和防护罩。弯头可以通过鱼尾板与接触轨连接，连接后的接触轨其性能指标不应发生变化。受流器通过弯头时，可从弯头取流。弯头末端上翘，保证任何不良调整的受流器偏转而不损坏受流器和弯头。高速弯头的倾斜度为1.27度，低速弯头为2.12度。端部弯头的几何形状应保证列车在运行时，受电靴在得电和失电转换时能够平滑过渡。 （3）膨胀接头。为适应接触轨由于环境温度变化和本身温升等条件影响而产生的热膨胀，在适当的位置设置膨胀接头用来调节热胀冷缩现象。一期工程每90m设置一个膨胀接头，确保接触轨系统的安全运行。 为使受流器可以平滑地通过，膨胀接头的表面应平整、光滑。间隙可以调整或重叠，以使受流器可以平滑地从一端过渡到另一端、并保证使受流器在膨胀点过渡时减小运行中产生的电弧。膨胀接头具有与接触轨相同的载流量，组成膨胀接头的各部分零件之间不会发生电化学腐蚀。所有紧固件用不锈钢制成。膨胀接头应易拆卸，便于维修和润滑。 （4）锚结。在两膨胀接头之间的接触轨中部设锚结，以固定接触轨，并使接触轨适应膨胀接头的行程，使接触轨可以在纵向自由伸缩。 通常锚结安装在两膨胀接头或膨胀接头与弯头之间的接触轨中部，短轨也可安装锚结。锚结和鱼尾板一样，都为铝挤压成型，一个锚结配有两套，分别安装在绝缘夹具两侧。安装后的锚结不能对接触轨和支架产生不良影响。每个锚结上都钻有一个孔，锚结通过螺栓组成的锁紧装置来固定接触轨，锁紧装置应足够结实，并能承受2000N的纵向负荷而不被损坏。 （5）供电点电缆连接板。能安装在除膨胀接头之外的接触轨的任何位置，连接板应具有足够载流量，保证输送满负荷接触轨额定电流时不过热。供电点电缆连接板安装在每个电分段上，由两个铝合金块和连接螺栓构成。连接板的设计应满足在安装铜芯电缆后不会发生电化学反应或腐蚀，电缆终端与连接板采用单孔连接，并应满足电缆安装要求。 目前全世界有60多个城市的地铁采用了接触轨供电方式。北京、天津地铁采用了接触轨供电方式。随着科技进步技术发展，钢铝复合轨的优势日趋明显。国外越来越多的城市选用钢铝复合轨代替低碳钢接触轨，国内许多城市也对钢铝复合轨表示出浓厚兴趣。
