武漢市軌道交通的接觸軌系統摘要：本文介紹了武漢市軌道交通的牽引供電系統，重點介紹了鋼鋁復合接觸軌及其附件的電氣和機械性能指標。關鍵詞：鋼鋁復合接觸軌；附件；指標1牽引供電系統 武漢市軌道交通1號線全長28.5KM，一期工程為高架線路，全長10.234KM。全線設10座車站，1座停車場。一期工程10kv供電系統由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座停車場直流開閉所、1座停車場降壓變電所、1座指揮中心降壓變電所組成。一期工程電力負荷為一級負荷，變電所采用雙路電源供電，當一路電源失電時由另一路電源帶全部負荷。一期工程為4輛車編組（2動2拖），車輛型式為變壓變頻交流傳動車。直流牽引供電系統電壓為750V.DC，允許電壓波動范圍500v-900v，車輛再生制動時為1000v.dc。牽引網形式為下部接觸授流，走行軌回流。 牽引網的設計范圍包括正線、車場、折返線及待避線。該牽引網自牽引降壓混合變電所的直流斷路器柜始，經供電網和回流網至牽引降壓混合變電所的直流負母線柜止。 通常接觸軌沿軌道安裝在車輛運行方向的左側，在道岔區或部分地段布置在列車行駛方向線路的右側。 牽引變電所通過直流斷路器柜對供電網雙邊供電。事故狀態下，一般可進行單邊或大雙邊供電。停車場由直流開閉所提供兩路電源，停車場內的牽引網系統相應的分為兩個回路。停車場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有短軌式電分段。在線路道岔區及與道路交叉處設置接觸軌分段(電不分段)。在相鄰的不同供電分區間設置≥13.5cm的電分段。2 接觸軌安裝位置 鋼鋁復合接觸軌系統為戶外安裝，具體位置為：（1）接觸軌中心線距相鄰走行軌內緣的水平距離為：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主要技術指標3.1電氣特性指標（1）系統標稱電壓：750V.DC（2）最高工作電壓：900 V.DC（3）車輛再生制動時電壓： 1000 V.DC（4）接觸軌系統最大電阻（20℃）：8.6MΩ/KM（5）MS電阻熱膨脹系數：≤0.0038/K（6）連續載流量（環境溫度50℃，溫升35℃）：3000A.DC3.2機械特性指標（1）抗拉強度：>220N/MM2（2）屈服強度：>110Mpa（3）熱膨脹系數：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 鋼鋁復合接觸軌為下部授流方式。接觸軌為鋼鋁復合材料，導體以高導電率的鋁合金為主，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；鋁合金導體與不銹鋼帶的接合應緊密，不僅具有防止鋁合金導體與不銹鋼帶可能脫開的措施，而且保證不會增加兩者間的接觸電阻，并且不會發生電化學反應或腐蝕。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。標準軌的長度采用15m，適用于軌枕間距為625mm，個別區段接觸軌的長度為14.583m，適用于停車場碎石道床，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、鉆或焊接技術進行機械加工，并可以在現場切割，切口光滑，沒有毛刺，上述機械加工不會對接觸軌的不銹鋼帶和鋁導體的結合產生任何影響，與其它接觸軌連接后性能指標不會發生變化。 對于線路曲線半徑大于200m時，在安裝鋼鋁復合軌時不需要預先將軌彎曲。對于線路半徑小于200m、大于或等于110m時，利用減少支架間距的辦法解決接觸軌的現場彎曲問題。接觸軌（含附件）在溫度為20℃時的電阻不大于8.6MΩ/KM；當環境溫度為50℃，接觸軌通過連續載流量3000A.DC時的溫升不超過35℃。 在相距5m的兩支架間的接觸軌中間，加載100kg的集中負荷，當移開負荷時，接觸軌能恢復最初的狀態。 接觸軌兩端各預留兩個孔，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電能的裝置，其材質與制造接觸軌的鋁合金相同。魚尾板有足夠的截面和強度來保證接觸軌跨越接頭處的電氣和機械特性。裝配后接觸軌的機械強度和電氣性能不受到影響，魚尾板按可連續通過4000A.DC電流、最大溫升在環境溫度為50℃時不超過35℃。每一個魚尾板上鉆有4個孔，4個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，應滿足相關標準要求。 （2）彎頭。在車輛運行過程中，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彎頭，長5.2m；一種用在停車場為低速彎頭，長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，經機械加工而成，彎曲部分與直線部分的過渡是平滑曲線。在接觸軌的端部，通過在鋁型材上進行切割和焊接處理，使接觸軌形成斜坡狀，彎頭的厚度應保持一致，彎頭上可以安裝支架和防護罩。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不應發生變化。受流器通過彎頭時，可從彎頭取流。彎頭末端上翹，保證任何不良調整的受流器偏轉而不損壞受流器和彎頭。高速彎頭的傾斜度為1.27度，低速彎頭為2.12度。端部彎頭的幾何形狀應保證列車在運行時，受電靴在得電和失電轉換時能夠平滑過渡。 （3）膨脹接頭。為適應接觸軌由于環境溫度變化和本身溫升等條件影響而產生的熱膨脹，在適當的位置設置膨脹接頭用來調節熱脹冷縮現象。一期工程每90m設置一個膨脹接頭，確保接觸軌系統的安全運行。 為使受流器可以平滑地通過，膨脹接頭的表面應平整、光滑。間隙可以調整或重疊，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過渡時減小運行中產生的電弧。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發生電化學腐蝕。所有緊固件用不銹鋼制成。膨脹接頭應易拆卸，便于維修和潤滑。 （4）錨結。在兩膨脹接頭之間的接觸軌中部設錨結，以固定接觸軌，并使接觸軌適應膨脹接頭的行程，使接觸軌可以在縱向自由伸縮。 通常錨結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。錨結和魚尾板一樣，都為鋁擠壓成型，一個錨結配有兩套，分別安裝在絕緣夾具兩側。安裝后的錨結不能對接觸軌和支架產生不良影響。每個錨結上都鉆有一個孔，錨結通過螺栓組成的鎖緊裝置來固定接觸軌，鎖緊裝置應足夠結實，并能承受2000N的縱向負荷而不被損壞。 （5）供電點電纜連接板。能安裝在除膨脹接頭之外的接觸軌的任何位置，連接板應具有足夠載流量，保證輸送滿負荷接觸軌額定電流時不過熱。供電點電纜連接板安裝在每個電分段上，由兩個鋁合金塊和連接螺栓構成。連接板的設計應滿足在安裝銅芯電纜后不會發生電化學反應或腐蝕，電纜終端與連接板采用單孔連接，并應滿足電纜安裝要求。 目前全世界有60多個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。隨著科技進步技術發展，鋼鋁復合軌的優勢日趨明顯。國外越來越多的城市選用鋼鋁復合軌代替低碳鋼接觸軌，國內許多城市也對鋼鋁復合軌表示出濃厚興趣。