王金輝

摘 要：文章通過(guò)對(duì)城市軌道交通發(fā)生的鋼軌灼傷現(xiàn)象進(jìn)行了描述，提出鋼軌扣件絕緣低、鋼軌回流系統(tǒng)性能不滿足設(shè)計(jì)要求等原因，提出了鋼軌絕緣測(cè)試方案、回路電阻測(cè)試方案和鋼軌電導(dǎo)率測(cè)試等相關(guān)檢測(cè)方案，最后提出了增強(qiáng)鋼軌絕緣、增加排流電纜和補(bǔ)齊測(cè)防端子等防止鋼軌灼傷的幾點(diǎn)建議措施。

關(guān)鍵詞：城市軌道交通 鋼軌灼傷 絕緣 回路電阻 排流

中圖分類(lèi)號(hào)：X913 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2015）09（b）-0077-02

城市軌道交通某線路分別由高架段、過(guò)渡段、地下段組成，為加強(qiáng)軌道減震效果在過(guò)渡段采取鋼彈簧浮置板道床方式，在此線路開(kāi)通后一年的時(shí)間內(nèi)在過(guò)渡段發(fā)生了多次輕微的鋼軌灼傷。

1 現(xiàn)象描述及原因分析

1.1 現(xiàn)象描述

車(chē)輛通過(guò)后鋼軌與扣件（鐵墊板）間放電現(xiàn)象，導(dǎo)致鋼軌灼傷約有5 mm左右的鋸齒口，并引發(fā)鐵墊板上的軌下橡膠墊燒毀。

車(chē)輛通過(guò)灼傷點(diǎn)的現(xiàn)象如下：車(chē)輛未通過(guò)該處前，鋼軌未出現(xiàn)放電現(xiàn)象；車(chē)輛在通過(guò)該處時(shí)，出現(xiàn)鋼軌放電現(xiàn)象；車(chē)輛整體通過(guò)該處后，仍出現(xiàn)鋼軌放電現(xiàn)象；車(chē)輛離遠(yuǎn)后，鋼軌未出現(xiàn)放電現(xiàn)象。每列車(chē)輛通過(guò)故障處均出現(xiàn)以上情況。

1.2 初步分析

（1）高架段與地下段鋼軌絕緣采取不同的絕緣方式，且地下段距離短，鋼軌往下泄露的雜散電流相對(duì)集中，該段下行地下區(qū)間列車(chē)處于爬坡啟動(dòng)階段，列車(chē)啟動(dòng)電流較大。

（2）出站側(cè)為大坡度，曲線外側(cè)鋼軌受壓（灼傷側(cè)）鋼軌震動(dòng)幅度相對(duì)大，其絕緣下降幅度相對(duì)較大。

（3）鋼軌扣件絕緣墊性能不滿足設(shè)計(jì)要求。

（4）鋼軌回流系統(tǒng)性能不滿足設(shè)計(jì)要求。

2 鋼軌絕緣電阻測(cè)試方案

根據(jù)《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》及《地鐵雜散電流腐蝕防護(hù)技術(shù)規(guī)程》中要求地鐵系統(tǒng)扣件絕緣電阻應(yīng)大于108Ω及走行軌相對(duì)結(jié)構(gòu)絕緣需達(dá)到15Ω·km的要求。采用500V搖表對(duì)過(guò)渡段鋼彈簧浮置板道床扣件對(duì)鋼軌、扣件對(duì)地的絕緣電阻進(jìn)行測(cè)量。

2.1 初步測(cè)量方案（如圖1、2）

2.2 復(fù)測(cè)方案

對(duì)初測(cè)小于0.2mΩ的，采用伏安法進(jìn)行復(fù)測(cè)，如圖3、4。

3 鋼軌回流系統(tǒng)性能測(cè)試方案

3.1 回路電阻測(cè)試方案

利用上行三軌（接觸軌）R1和下行三軌R2測(cè)量出鋼軌電阻R3，如圖5。此方法也同時(shí)檢測(cè)了負(fù)極柜至上下行回流箱電纜連接情況和上下行回流箱至回流銅排電纜連接情況。

3.2 測(cè)接觸電阻測(cè)試方案

測(cè)量回流電纜接線銅排和鋼軌之間的接觸電阻，原理如圖6，每個(gè)接觸面測(cè)量?jī)纱?，第一次測(cè)量點(diǎn)為1、3點(diǎn)之間，第二次測(cè)量點(diǎn)為2、4之間，兩次測(cè)量的結(jié)果取平均值為回流點(diǎn)接觸電阻。

根據(jù)參考文獻(xiàn)，當(dāng)溫度在20℃左右時(shí)，60 kg/m的鋼軌電阻為34.36 μΩ/m；當(dāng)溫度在20℃左右時(shí)，50 kg/m的鋼軌電阻為40.76 μΩ/m考慮。

4 整改措施

4.1 加強(qiáng)鋼軌絕緣

（1）下層絕緣（隱蔽工程）處理，對(duì)于鋼軌扣件下存在裸露鋼筋的情況，建議需對(duì)浮置板此區(qū)段的扣件下進(jìn)行檢查，防止鋼筋或道床的金屬構(gòu)件與扣件搭接，并檢查扣件錨固螺栓的預(yù)埋套管是否完好，以保證鋼軌扣件的下層絕緣的可靠性，斷絕雜散電流的通路。

（2）上層絕緣的處理，上層絕緣處于道床表面，由于長(zhǎng)期行駛車(chē)輛及其大葆臺(tái)車(chē)站的特殊性（處于高架/地下分界處），不可避免有金屬粉塵的堆積。幾次鋼軌灼傷事件均體現(xiàn)在上層絕緣拉?。ɑ虮粨舸?，且下層絕緣又失效的情況。因此對(duì)于鋼軌扣件上層絕緣的處理是最直接且相對(duì)容易。

4.2 增加排流電纜

排流網(wǎng)為設(shè)置在道床內(nèi)鋼筋網(wǎng)的隱蔽工程，要保證排流回路的順暢，目前最好的措施只有基于現(xiàn)有排流系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，在高架/地下分界處前增加排流電纜，把高架處產(chǎn)生的雜散電流引回牽引變電所排流柜，而浮置板側(cè)也增加一處排流回路保證此區(qū)段的雜散電流能更加順暢的返回變電所排流柜，可部分降低排流網(wǎng)與鋼軌之間的電流，能緩解電灼傷現(xiàn)象。

4.3 補(bǔ)齊排流端子

現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)部分排流端子缺失，排流網(wǎng)的暢通與否雖不可能直接影響電灼傷，但暢通的排流網(wǎng)能減少雜散電流外泄到結(jié)構(gòu)鋼筋乃至軌道交通系統(tǒng)外，是地鐵百年工程的安全保證。

5 結(jié)語(yǔ)

該文通過(guò)對(duì)鋼軌灼傷現(xiàn)象的描述和分析，所提出的鋼軌絕緣電阻、回路電阻的測(cè)試方案和避免鋼軌灼傷的幾點(diǎn)建議，對(duì)以后軌市軌道交通線路的設(shè)計(jì)具有一定的參考價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

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