接触轨膨胀接头烧伤原因分析及整改措施

陈道松

摘要：膨胀接头是接触轨设备的重要组成部分，用于自动调整接触轨因温度引起的膨胀伸缩，防止由于温度变化产生的纵向应力损坏接触轨支撑件。本文结合昆明地铁首期工程运营产生的膨胀接头烧伤问题，分析了形成的原因，针对其形成的原因，提出相应的整改方案，通过整改方案的落实，提高设备运行的可靠性。

关键词：接触轨膨胀接头烧伤，原因分析，整改措施

任何物件受温度影响都会热胀冷缩产生应力。因此，必须合理设置膨胀接头，消除温差应力带来的危害。

昆明地铁接触轨材质采用钢铝复合接触轨，额定电流4000A，钢铝复合接触轨是由合金铝和不锈钢带组成的复合导体，是地铁、轻轨系统的重要组成部分，担负着向电客列车供电的职能，也称钢铝复合轨。

钢铝复合轨一般敷设在轨道侧方，通过集电靴向电客列车不间断供电。为防止钢铝复合轨顺线路方向爬行，必须进行下锚固定。如果两个锚段间的钢铝复合轨不能自由爬行，就会在其内部产生极大的温差应力，当这个温差应力会超过钢铝复合轨的允许应力，就会将应力作用于下锚处的绝缘支架上，达到一定极限后会造成绝缘支架断裂，严重的还会导致接触轨坍塌。为了避免出现上述问题，通常采用设置膨胀接头的方式，使两个锚段间的钢铝复合轨能够自由伸缩调节，消除应力。

1 膨胀接头烧伤

接触轨膨胀接头采用钢铝复合轨相同材质制作，使用中间接头或电连接板与钢铝复合轨连接。膨胀接头本体一般由两根长轨和一根短轨组成，为保证集电靴顺利通过膨胀接头，长轨和短轨对角切掉15°，以便使集电靴可以平滑地从一端过渡到另一端。其性能除保证正常的接触轨膨胀伸缩外，还需无阻碍电流持续通过。膨胀接头采用螺栓固定电流连接器的方式，保证膨胀接头在断轨处的电气连接。

昆明地铁首期工程开通运营后，检查发现有2组膨胀接头烧伤，发生此问题后，对首期工程南、北段膨胀接头进行全线排查，共发现112组膨胀接头有不同程度的烧伤，如图1所示，其中首期南段13组、首期北段99组。

图
1 膨胀接头烧伤

膨胀接头烧伤会导致列车网压波动，影响取流，严重的还会导致膨胀接头处断轨，影响正常行车。因此，如何有效防止膨胀接头烧伤成为急需解决的问题。

2原因分析

2.1膨胀接头受污染

首期工程南、北段使用同一供货商产品，且为同一项目部施工，为何首期北段膨胀接头烧伤情况较多？经分析，首期北段曾因大雨隧道积水，致使膨胀接头被水浸泡，导致膨胀接头受污染，经现场测量，水淹区段烧伤的膨胀接头电阻为正常值的10 倍以上。遭到水淹后，虽然对膨胀接头进行过清理，但是清理与安装电流连接器的时间间隔较长，不排除后期安装电流连接器时接触面可能再次沾染污垢而未清理干净，影响到安装质量，造成导流不畅发生烧蚀。

2.2接触不密贴

部分膨胀接头本体导电铝块有轻微变形，拆开后可明显看到烧蚀熔融物，烧蚀基本上为点蚀，集中在导电铝块上角部位，点蚀位置有轻微凸起或凹陷。膨胀接头烧伤部位集中在电流连接器与焊接铝块接触面之间，所以主要考虑接触质量问题。从外观上看，烧伤部位分布在导电铝块与铝板接触的边沿，拆下螺栓后，导电铝块棱边有凹陷或毛刺，与铝板接触面局部有凹陷。如果导电铝块、铝板接触面不平整，则会出现虚接，电流通过时会引起局部过热造成烧伤。出现凹陷或毛刺，有可能是电流连接器安装之前，膨胀接头本体在运输过程中或安装后，导电铝块磕碰造成变形；同时接触不良的问题也不排除生产时个别产品由于焊接铝块上焊缝未完全清除而导致。

2.3导电油脂涂抹不符合要求

安装电流连接器时使用的导电油脂可能在使用时混入了其它杂质或变质，加之涂抹过厚和不均匀，不能完全发挥作用，影响本体与电流连接器之间的接触质量，导致电阻偏高。本体与电流连接器间导电脂很厚时，测量电阻在正常值的1～5 倍，擦掉原有导电脂，重新涂抹导电脂并安装后，整体电阻恢复正常。

2.4电流连接器螺栓松动

膨胀接头出厂时电流连接器已经安装在膨胀接头本体上，因材料为全铜，考虑防盗或便于施工等因数，施工单位一般是后期补装电流连接器。膨胀接头各部连接螺栓均有严格的力矩要求及安装规范，期间，受工期及施工人员业务技能的影响，部分连接螺栓力矩不达标、螺栓松动，导致膨胀接头与电流连接器接触面烧伤。

3 整改措施

3.1 深度清洁膨胀接头

针对水淹区段膨胀接头，烧伤较严重，通过打磨不能处理的，必须更换膨胀接头。膨胀接头锚固夹板及本体轨腰接缝、电流连接器连接处污物、灰尘较多的，通过打磨能处理的，需完全拆开膨胀接头，仔细清理污物、灰尘，降低电阻值。

3.2做好成品保护

设备在运输及安装过程中，注意做好成品保护，运输过程中单独装箱密封存放，安装过程中严防磕碰损伤，按规范施工，对于存在磕碰的膨胀接头需进行打磨，确认具备使用条件后方可安装。

3.3严格控制导电油脂涂抹施工质量

导电油脂并非良导体，它的导电性是借“隧道效应”来实现的，所以导电油脂不可涂得太厚，否则会影响导电效果。接触轨各部电气连接部分均需涂抹导电油脂，涂抹导电油脂前，需对接触面进行打磨，清除接触面毛刺，将污物、杂质擦拭干净，在接触面涂抹0.05～0.1mm后的导电油脂，以刚能覆盖接触面为宜，确保导电油脂发挥良好的导电性能。

3.4按规范开展施工及维保工作

在膨胀接头安装施工及维保工作中，要重视膨胀接头的检查、维保质量。日常检查工作中，重点对膨胀接头状态进行检查，维修、保养时严格执行膨胀接头各部螺栓紧固力矩标准，确保状态良好。

4 结语

对于昆明地铁出现的膨胀接头烧伤问题，已按本文所采用的整改方案实施，从目前设备运行情况来看，整改后的膨胀接头烧伤情况明显降低，总体效果比较明显。昆明地铁使用接触轨的时间还较短，对于膨胀接头可能出现的故障还未完全掌握，在后续工作中我们将不断总结、完善，确保设备的运行稳定。

参考文献

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