CN202830650U - 电缆埋入式系列电容枕 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于适用于我国ZPW2000系列无绝缘轨道电路补偿电容安装的电缆预埋式电容枕。在不影响轨枕疲劳强度和不改变既有生产工艺的前提下，采用电缆预埋方式将轨道电路补偿电容连接组件预埋在轨枕内，电容拆装更换方便；采用双路连接电缆线将电容和钢轨相连，提高了轨道电路的安全性和可靠性；预埋电缆组件焊接性能和绝缘性能满足使用要求。本实用新型适用于目前铁路既有的Ⅱ型、Ⅲ型（有档肩、无档肩）预应力混凝土轨枕，和Ⅱ型、Ⅲ型桥枕及岔枕。各型结构除电缆连接线长度有所区别外，其它结构一致。

Description

电缆埋入式系列电容枕

技术领域

本发明属于铁路ZPW2000系列轨道电路一种设备，为提高轨道电路传输距离、降低轨道电路传输阻抗，在每80-100米处安装补偿电容，为补偿电容提供安装条件而设置的电容枕。 

背景技术

我国于20世纪90年代初引进法国UM71移频轨道电路，并在此基础上结合我国国情研制了更加适应我国铁路ZPW-2000系列无绝缘移频轨道电路。 

由于钢轨在1700-2600Hz音频信号段呈现电感性阻抗，对轨道电路信号的传输产生较大的影响。为此，需在两钢轨间等距离加设补偿电容，以降低钢轨感抗的影响，提高轨道电路传输长度。其补偿原理可理解为将每补偿段钢轨L与电容C视为串联谐振。 

补偿电容设置方式采用“等间距法”，即将无绝缘轨道电路两端BA间的距离L按补偿电容总量N等分，其步长△=L/N。轨道电路两端按半步长△/2，中间按全步长△设置电容，以获得最佳传输效果。现场情况一般为100米间距设置一个补偿电容。 

补偿电容在轨道上安装方式：前期我国刚引进法国UM71移频轨道电路时，补偿电容直接放置于轨道道床上，电容两端连接电缆线通过塞钉头打在钢轨上，此安装方式由于经常发生被盗和工务施工损害，现场已不再采用。目前现场采用补偿电容安装方式：一种是在轨枕侧端中部预制半圆形电容槽和线槽，预埋安装螺母，电容安装好后用螺栓将SMC材料制成的防护罩紧固，对补偿电容及部分引接线起到防护作用。 

另一种是不采用预制电容枕，将电容直接放置在轨枕顶部，电容安装好后放置于轨枕上通过压板和箍带将SMC材料制成的整体防护罩与螺纹道钉和轨枕相联。 

上述两种安装方式虽然能起到对电容及连接电缆线防护作用，但存在以下问题。第一种电容枕需在轨枕侧端预制电容槽、线槽和预埋电容防护罩安装螺母，预制工作量较大，预埋安装螺母较多且螺母直径较小，容易损坏；同时电容枕两端与钢轨相连的引出电缆线较长，大型养路机械维修线路捣固作业时容易将引出电缆线捣断，也时常发生裸露的电缆线被盗现象（因电缆为多股铜线易被外人盗窃），而一旦电容连接电缆被捣断或剪断整个电容就不能使用，影响轨道电路信号安全；因预埋的安装螺母较多且直径较小，容易损坏，造成补偿电容损伤后更换困难。第二种仅适用于采用螺纹道钉的轨枕，对采用FC型等其它扣件的轨枕均不适用，且防护罩安装在轨枕顶面易受外界异物击打损坏，其电容罩卡箍也容易在道咋挤压下变形失效，从而影响工务线路维修养护作业。 

目前Ⅱ型和Ⅲ型桥枕均没有电容枕，轨道电路补偿电容安装及防护较为困难。 

发明内容

本发明的目的在于提供系列（Ⅱ型轨枕、Ⅲ型轨枕、Ⅱ型和Ⅲ型桥枕）电缆埋入式电容枕，对既有（Ⅱ型、Ⅲ型、Ⅱ型和Ⅲ型桥枕）模具稍做修改后，即可按原工艺预制电容枕，不影响原轨枕静载抗裂和结构疲劳强度及电容绝缘性能，电容更换更为方便；不影响大型养路机械清筛捣鼓作业，电容连接电缆与钢轨双路连接，可靠性更强。本发明具有如下特点： 

（1）轨枕静载抗裂试验满足TB/T1879-2002要求；疲劳试验满足TB/T1878-2002要求。 

（2）在电容枕预制时，只需在轨枕模板相应位置打孔，然后用螺栓将预埋电缆连接组件和防护罩安装螺母拴接固定，不影响原轨枕生产工艺，通用性好。 

（3）电容连接电缆与钢轨双路连接。在电容与钢轨轨腰连接主电缆线被剪断情况下，仍有电容与钢轨扣件备用连接电缆保证电容与钢轨连接，增强了补偿电容连接电缆的安全冗余能力。 

（4）在电容和电缆连接端子经过涂抹绝缘漆及防护罩密封处理，增强了补偿电容安装后防水、防潮性能，相应延长了电容使用寿命。 

（5）电容枕至轨道连接电缆伤损后不再是更换整个补偿电容及连接电缆，仅需对伤损连接电缆进行更换，降低了维修及人工成本。 

（6）电容枕预制的电容槽满足各型补偿电容安装尺寸要求。 

附图说明

图1为电容预埋式三型有档肩电容枕结构示意图（Ⅱ型、Ⅲ型有档肩和无档肩轨枕结构一致）； 

图2为电容预埋式三型电容桥枕结构示意图（Ⅱ型桥、Ⅲ型桥枕结构一致）；

图3为电容预埋式三型有档肩电容枕结构组成图；

图4为电容预埋式三型电容桥枕结构组成图；

图5为预埋电缆连接组件正视图；

图6为预埋电缆组件连接俯视图；

图7为预埋防护罩安装螺母图；

图8为两路与钢轨连接的电容电缆结构示意图；

图9为电容枕与钢轨轨腰连接主电缆结构示意图；

图10为电容枕与钢轨扣件连接备用电缆结构示意图。

具体实施方式

电缆埋入式系列电容枕由预应力混凝土轨枕、预埋电缆连接组件和预埋防护罩安装螺母三部分组成。配件有电容与钢轨轨腰连接主电缆、电容与钢轨扣件连接备用电缆和SMC补偿电容防护罩。 

图1为电容预埋式三型有档肩电容枕结构示意图。具体组成由图3所示。其中1为预埋的轨枕面电缆连接电缆螺母，2为预埋的轨枕侧补偿电容安装螺母，3为预埋的SMC防护罩安装螺母，4为预埋的电容连接电缆。1、2、3焊连为一个组件，每个电容枕预埋两组。5为电容槽。 

图2为电容预埋式三型电容桥枕结构示意图。具体组成如图4所示。其中1为预埋的轨枕面电缆连接电缆螺母，2为预埋的轨枕侧电容安装螺母，3为预埋的SMC防护罩安装螺母，4为预埋的电容连接电缆。1、2、3焊连为一个组件，每个电容枕预埋两组。5为电容槽。[0020] 电容枕生产前，应先准备好预埋电缆连接组件和防护罩安装螺母。组件结构如图5、图6所示。防护罩安装螺母结构如图7所示。 

预埋电缆连接组件中，轨枕面连接螺母、轨枕侧连接螺母和防护罩安装螺母采用304不锈钢加工，具有切削性能好、耐腐蚀、强度高等优点；焊接铜垫主要为增加焊接性能，保证电缆连接导电率。先将轨枕面电缆连接螺母焊接铜垫6卡在轨枕面连接螺母7开槽中，然后与预制长度的连接电缆3穿过轨枕面连接螺母焊接孔和铜垫焊孔后锡焊连接；再将轨枕侧连接螺母焊接铜垫8与轨枕侧连接螺母压在一起，将连接电缆3穿过轨枕侧连接螺母和铜垫焊接孔后与其锡焊连接。焊接后除轨枕面连接螺母顶面和轨枕侧连接螺母顶面裸露外，其它面用热缩套管封装。 

电缆线采用0.4×63镀锡无氧铜丝交合而成，外包双层绝缘阻燃橡胶护套，绝缘层厚度不小于1毫米，护套厚度不小于1.7毫米。成品外径9.5-10.5mm。导体直流电阻＜0.0015毫欧。耐压试验2.5KV5分钟不击穿。电缆线与轨枕面和轨枕侧联结螺母铜垫采用锡焊焊接工艺，焊接应饱满、牢固、光滑。不适用含酸、碱等腐蚀剂的表面处理。焊接处应能承受1000N的拉力，焊接处无松动和断股现象。 

预埋电缆连接组件预制好后，即可进行电容枕的生产。具体工艺如下： 

一、预制预埋电容连接电缆连接组件和防护罩安装螺母。 

二、钢筋定长下料：将整理好的钢筋头送入调直筒内，通过送料辊把钢筋从调直筒内拉出送剪切机导直槽进行定长下料。同一模轨枕钢筋编为一组。 

三、钢筋编组、墩头：钢筋定长下料后，按组运至墩头工作台上，由钢筋的两端分别将锚固板和钢隔浆板按顺序穿入钢筋上，用镦头器墩头。 

四、钢筋组入模：钢筋按组入模，同一根钢筋须在同一水平位置，不得错位。 

五、钢筋张拉：采用穿心式液压千斤顶进行张拉，油压表精度1.0，张拉程序为：检查工装和钢筋位置——加载至指定值——保持载荷60秒——紧螺母——卸载。张拉完成后需检查钢筋位置，如不符合则需放松应力后调整锚固板位置，重新张拉。 

六、安装箍筋。然后在模板固定位置用M10螺栓将两套预埋电缆连接组件和四个防护罩安装螺母拧紧。 

七、混凝土搅拌、灌注、捣固、成型：混凝土灌注后先平整，待平整完成后用插入式振动器捣实。 

八、蒸汽养护：轨枕浇筑捣实完成后，静停4小时后盖上篷布进行蒸汽养护。 

九、放松应力卸载：待混凝土试件强度、弹性模量达到规定数值后即可停止养护，采用应力传感器控制仪进行应力放松。 

十、断筋、脱模、模型清理：拧下电缆连接螺母和防护罩安装螺母固定螺栓，用电焊机将轨枕两端的钢筋烧断，再用吊机装轨枕脱模，脱模后将钢模内残留的混凝土渣清除干净，再将各类溶液均匀的喷在钢模上。 

十一、堆码存放。 

电容枕现场安装运用时，还需准备好补偿电容及其与钢轨的连接配件和电容防护罩。 

图9为电容与钢轨轨腰连接主电缆结构示意图。其中13为线鼻，14为电缆，15为塞钉。线鼻与电缆锡焊连接，塞钉与电缆连接压接。 

图10为电容与钢轨扣件连接备用电缆结构示意图。其中16为电缆与钢轨扣件连接压垫，17为连接电缆，18为轨枕面垫片，三者锡焊或氩弧焊焊连。 

Claims (4)

1.一种用于安装铁路ZPW2000系列轨道电路补偿电容的电缆埋入式系列电容枕，其特征在于：

轨枕面电缆连接螺母(1)、轨枕侧电容安装螺母(2)、电容防护罩安装螺母(3)和电容连接电缆(4)在轨枕浇铸前预埋，浇铸成型后与轨枕牢固成为一体；  

电容安装半圆槽(5)由模板预制，浇铸成型。

2.根据权利要求1所述的电容枕，其特征在于：钢轨端电容连接电缆和钢轨的连接采用双路连接。

3.根据权利要求1所述的电容枕，其特征在于：轨枕面电缆连接螺母(1)由轨枕面连接螺母体(7)和卡在螺母体开槽中的焊接铜垫(6)组成，轨枕侧电容安装螺母(2)由螺母体(9)和外包的焊接铜垫(8)组成，然后与预制长度的电容连接电缆(4)焊连；

焊连后除轨枕面连接螺母顶面和轨枕侧连接螺母顶面裸露外，其它面用热缩套管封装。

4.根据权利要求2所述的电容枕，其特征在于：钢轨端电容连接电缆和钢轨连接采用双路连接，一路连接(10)由线鼻(13)、电缆(14)、塞钉(15)组成，线鼻(13)与电缆(14)焊连，塞钉(15)与电缆(14)压接；二路连接(11)由与钢轨扣件连接压垫(16)、连接电缆(17)和轨枕面垫片(18)组成，钢轨扣件连接压垫(16)、连接电缆(17)、轨枕面垫片(18)三者锡焊或氩弧焊焊连。

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