CN214572994U - 一种基于复合绝缘技术的钢轨防杂散电流系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于复合绝缘技术的钢轨防杂散电流系统，通过对钢轨轨腰护块的结构进行优化设计，在其外表面涂覆有具有高绝缘性的绝缘材料提高其自身的绝缘性能，并在两端设计有连接台肩，可实现在分段拼装时，利用高绝缘弹性连接片对节段之间的纵向缝隙进行密封。高绝缘弹性连接片的使用可以实现对因钢轨、轨腰护块变形引起的缝隙变化的自适应。轨腰护块底部设计的缺口与轨底护套进行连接配合时，可实现二者相互挤压，进而达到二者间缝隙自密封的效果，起到阻水绝缘的效果。在系统各部件装配完成后，对整个系统可能存在物理间隙的位置喷涂高绝缘涂料，实现二次绝缘密封，进一步提升整个系统的绝缘性能和长期使用效果。

Description

一种基于复合绝缘技术的钢轨防杂散电流系统

技术领域

本实用新型涉及轨道工程供电与杂散电流防治领域，尤其涉及一种基于复合绝缘技术的钢轨防杂散电流系统。

背景技术

现代有轨电车采用DC750V供电，通常采用接触网的方式供电。变电所通过接触网或导电轨向列车供电，接触网、机车、钢轨形成回路使牵引电流流回牵引变电所。由于钢轨与道床结构之间无法做到完全绝缘，这样牵引电流流经钢轨时无法全部由钢轨流回到牵引变电所的负极，其中有一部分牵引电流会泄漏到道床结构上，并流入大地。

在地铁工程中，钢轨通常只在扣件处与道床进行固定，该处通过扣件中的橡胶垫板和绝缘轨距块等进行钢轨的绝缘处理，而在其他部位，钢轨处于悬空状态，其余道床之间存在不小于70mm的空气间隙，这种方式增强了钢轨系统的整体对地过渡电阻，降低了杂散电流泄漏的路径和数量。而对于有轨电车的轨道结构，特别是埋入式轨道，整个钢轨处于道床板内部，钢轨与道床之间没有空气间隙存在，因此如不采用特别的处理措施，钢轨与道床间的绝缘性能将大大降低，从而造成大量的电流泄漏形成杂散迷流，这样将对轨道及其周边环境的其他金属构件产生电化学腐蚀，缩短其使用寿命，并可能对某些设备的正常使用造成影响。

针对上述存在的问题，通过调研，本专利提出了一种基于复合绝缘技术的钢轨防杂散电流系统，得到了一种结构简单、整体密封性能良好、绝缘性能优异的有轨电车防杂散电流轨道包裹系统。

实用新型内容

针对上述存在的问题，本实用新型旨在提供一种基于复合绝缘技术的钢轨防杂散电流系统，通过对钢轨进行轨腰及轨底面进行整体性的连续包裹，实现钢轨及扣件系统与道床具有较高的密封绝缘性能，减少了杂散电流流入大地的量，从而对轨道及其周围的其他金属材料达到保护的作用。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案如下：一种基于复合绝缘技术的钢轨防杂散电流系统，包括钢轨，从所述钢轨一侧轨腰纵向连续包裹至其另一侧轨腰有绝缘保护装置，所述绝缘保护装置沿所述钢轨长度间距布设，并且相邻所述绝缘保护装置相接处具有随环境温度在伸缩状态下保持绝缘密封的作用。

优选的，所述绝缘保护装置包括紧贴在所述钢轨两侧轨腰的轨腰护套，在所述钢轨底轨上包裹有轨底护套，其两侧边均通过所述轨腰护套底面密封压紧在所述钢轨侧壁上，相邻所述轨腰护套与相邻轨底护套各自的相接间隙相互对应，并在该对应的相接间隙外设有用于将两者的相接间隙同时密封绝缘、且具有克服该相接间隙随温度变化的弹性连接片。

优选的，所述轨腰护套两侧均设有用于其与相邻的轨腰护套配合所述弹性连接片配合安装的台肩，并且所述台肩的深度大于所述弹性连接片的厚度。

优选的，所述轨腰护套与轨底护套接触部位开设有用于将其本体均压紧在轨底护套和钢轨表面的缺口。

优选的，所述轨底护套内壁设有与钢轨包裹贴合的绝缘密封层。

优选的，所述轨底护套两侧均设置有将其同钢轨压紧在道床上的扣件罩。

优选的，所述轨腰护套为将所述钢轨顶部与底部之间支撑的、且具有工字型结构的轨腰护块。

优选的，所述轨腰护套为将所述钢轨顶部与底部之间支撑的、且具有C型结构的轨腰护槽。

本实用新型的有益效果是：

1、该方法所设计的包裹系统，利用弹性材料的自身变形可实现对轨腰护块纵向缝隙变化的自适应，同时相接触弹性材料的相互挤压变形可实现对水、油等流体的密封阻隔，使得这个系统成为一个具有严格密封的体系。

2、在轨腰护块的外露面采用工厂喷涂，减少了现场施工的工作量，且工厂喷涂环境便于控制，可保证喷涂质量。

3、施工完毕后，针对系统中存在的缝隙，采用喷涂设备将高绝缘涂料喷涂到缝隙中，对缝隙材料进行二次密封。

4、本专利方法利用复合绝缘技术，采用多种形式的绝缘材料对钢轨进行包裹，形成了无缝包裹体系，提高了体系的绝缘性能，增强了系统的防杂散电流能力。

附图说明

图1为本实用新型带有轨腰护块的钢轨防杂散电流整体系统图。

图2为本实用新型钢轨两侧轨腰护块立体结构图。

图3为本实用新型图2轨腰护块用连接片。

图4为本实用新型轨底护套结构图。

图5为本实用新型轨底护套与轨腰护套配合结构图。

图6为本实用新型带有轨腰护槽的钢轨防杂散电流整体系统图。

图7为本实用新型图6钢轨两侧轨腰护槽立体结构图。

图8为本实用新型图6轨腰护槽用连接片。

具体实施方式

为了使本领域的普通技术人员能更好的理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和实施例对本实用新型的技术方案做进一步的描述。

参照附图1～8所示的一种基于复合绝缘技术的钢轨防杂散电流系统，包括钢轨1，从所述钢轨1一侧轨腰纵向连续包裹至其另一侧轨腰有绝缘保护装置。该绝缘保护装置具有将钢轨1底面与侧腰整体连续性的与道床绝缘隔离，从钢轨1本体上杜绝其与道床的接触，具有较高可靠性的绝缘效果，能覆盖性的防止杂散电流与道床的导通，提高行车安全性。为了便于对较长的钢轨1的绝缘实施，所述绝缘保护装置沿所述钢轨1长度间距布设，沿着钢轨纵向通体安装，不与扣件系统产生干涉，其长度依据设计要求而定，能根据实际作业需求沿钢轨1长度方向对其包裹密封绝缘。

由于绝缘保护装置为分段包裹，为了使分段包裹的相接处也具有可靠的密封绝缘作用，相邻所述绝缘保护装置相接处具有随环境温度在伸缩状态下保持绝缘密封的作用。该作用表面是将绝缘保护装置的相接处进行绝缘密封，其主要作用是解决绝缘保护装置同钢轨1受温度的影响下，相接处的接缝宽度变化的问题。提高绝缘保护装置抵抗温度变化引起其本身破裂的能力，使得绝缘保护装置能在克服环境条件下对钢轨1的绝缘性进行可靠的保护。

具体的，所述绝缘保护装置包括紧贴在所述钢轨1两侧轨腰的轨腰护套2。由于钢轨1的特殊结构(类似于工字型结构)，该轨腰护套2一方面是用于对钢轨1整体的强度进行支撑加强，其另一方面是对钢轨1两侧提供绝缘保护。为了提高轨腰护套2的绝缘性能，优选的，在其表面涂覆有防水、绝缘材料涂层，避免内部材料因为长期在潮湿环境下的绝缘性能劣化、及进一步增强了整个轨道系统的表面绝缘性能。为了使钢轨1的轨腰及轨底具有连续性的包裹绝缘作用，在所述钢轨1底轨上包裹有轨底护套3，其两侧边均通过所述轨腰护套2底面密封压紧在所述钢轨1侧壁上，使得轨腰护套2在对钢轨1强度加强支撑的作用下，与轨底护套3形成对钢轨1的连续包裹绝缘作用。

为了保证沿钢轨1长度方向同样具有连续性的绝缘性，相邻所述轨腰护套2与相邻轨底护套3各自的相接间隙相互对应，并在该对应的相接间隙外设有用于将两者的相接间隙同时密封绝缘、且具有克服该相接间隙随温度变化的弹性连接片4。通过该连接片4同时将相邻轨腰护套2的相接间隙，及相邻轨底护套3之间的相接间隙绝缘密封，保持沿钢轨1长度方向同样具有连续的绝缘性。该弹性连接片4具有尺寸薄、易变性的特点，在钢轨1、轨腰护套2和轨底护套3受到温度的影响下，能有效的将变化的相接间隙进行封堵，可以实现对因钢轨1、轨腰护套2变形引起的缝隙变化的自适应，保证轨腰护套2和轨底护套3沿钢轨1方向整体具有较高的严密性及绝缘性，避免由于钢轨纵向缝隙引起的钢轨浸水等，及造成轨道对地过渡电阻降低而引起的杂散电流增大，进而引起的其他问题。

为了便于弹性连接片4与轨腰护套2的定位连接，所述轨腰护套2两侧均设有用于其与相邻的轨腰护套2配合所述弹性连接片4配合安装的台肩21。安装时，将弹性连接片4贴合在相邻的轨腰护套2的台肩21上，通过高绝缘弹性材料层粘贴密封。为了避免轨腰护套2表面高度对扣件系统安装的影响，所述台肩21的深度大于所述弹性连接片4的厚度。这样将使得弹性连接片4粘接后不会超出轨腰护套2的表面高度，进而不会对扣件系统产生安装干涉。

为了提高轨腰护套2、轨底护套3与钢轨1的密封绝缘性，所述轨腰护套2与轨底护套3接触部位开设有用于将其本体均压紧在轨底护套3和钢轨1表面的缺口22。由于轨底护套3包裹在钢轨1上，其具有一定的厚度，使得钢轨1形成凸台(图5A处所示)，因此通过缺口22与该凸台接触，使得轨腰护套2同时能与轨底护套3和钢轨1表面密封接触。优选的，缺口22与凸台为紧配合，使轨腰护套2与轨底护套3相互挤压，进而达到二者间缝隙自密封的效果，起到阻水绝缘的效果，避免了外界水份沿着该底部缝隙进入包裹系统内，在外界和钢轨之间形成导电通路，从而降低钢轨对地的过渡电阻。

进一步为了提高轨底护套3与钢轨1接触表面的密封绝缘性，所述轨底护套3内壁设有与钢轨1包裹贴合的绝缘密封层31。优选的，该绝缘密封层31为弹性材料制成，其能随钢轨1受温度的变化通过自身的弹性收缩作用紧贴在钢轨1表面。在绝缘密封层31与钢轨1轨底接触前，需要对钢轨1进行除锈操作,然后利用粘接剂将绝缘密封层31及轨底护套3粘接在钢轨1上。接着将轨腰护套2粘接到轨腰上，底部与轨底护套3粘接密封。

为了便于铁轨扣件系统的安装，所述轨底护套3两侧均设置有将其同钢轨1压紧在道床上的扣件罩5。由于铁轨扣件系统包含的部件较多，形状各异，与轨底护套3直接接触容易在长时间振动作用下将轨底护套3磨损，因此，设置扣件罩5后，将铁路扣件系统的作用力施加通过扣件罩5施加在轨底护套3和钢轨1上，能有效避免扣件系统对轨底护套3的直接磨损，提升轨底护套3对钢轨1的绝缘保护作用。优选的，扣件罩5底面配合钢轨1为斜面，其顶面为配合扣件系统的平面。

为了在绝缘保护的基础上增强对钢轨1的支撑作用，所述轨腰护套2为将所述钢轨1顶部与底部之间支撑的、且具有工字型结构的轨腰护块2a(其材质优选为硬质绝缘橡胶)，其包括槽状结构的支撑部23、及支撑部23顶部位于钢轨1轨腰一侧设置的连接部24。其中支撑部23用于和钢轨1顶部和底部接触用于对钢轨1本体加强支撑、连接部24用于相邻轨腰护块2a之间的连接(台肩21设于该连接部两侧)。轨底护套3的侧边则被支撑部23底面密封压紧在钢轨1上。轨腰护套2本体具有对铁轨硬化段的钢轨和外部材料之间形成弹性过渡，减少钢轨1振动、变形等对外部材料的影响，减少其损坏，同时也保证路面的完整性。

由于绿化段不存在上述硬化段的问题，因此，所述轨腰护套2为将所述钢轨1顶部与底部之间支撑的、且具有C型结构的轨腰护槽2b。其紧贴在轨腰处对钢轨1进行绝缘保护。

在整个系统各部件装配完成后，对整个系统可能存在物理间隙的位置喷涂高绝缘涂料，实现二次绝缘密封，进一步提升整个系统的绝缘性能和长期使用效果。实现了包裹系统对钢轨的完全包裹，该系统利用具有高绝缘性能的弹性材料对系统中各部件之间原先存在的物理间隙进行了遮盖和填补，使这个包裹系统成为一个完全密封的单元，避免了由于水份接触钢轨引起的钢轨腐蚀，同时也大大增强了钢轨对地过渡电阻，减少了杂散电流流入大地的量，从而对轨道及其周围的其他金属材料达到保护的作用。针对轨腰护块的外露面绝缘设计，可保证在对轨腰护块生产的同时在工厂内完成，既能够节约在施工现场的安装时间，又能够在一个相对更好的喷涂环境中实现绝缘层喷涂，保证了绝缘层的质量，从而可保证其绝缘效果。该系统综合控制方法所提供的包裹系统方案对原有的钢轨表面处理方案并无本质的差别，便于现场施工的实施。

由于有轨电车钢轨，特别是埋入式轨道，为避免钢轨与外界的直接接触，针对扣件之间的钢轨，在其轨底需加设轨底护套，在本专利所提供的方法中，在轨底护套的结构设计上，在其内部增设了具有高绝缘性能的弹性材料层，增大了电流经由钢轨、轨底护套3护套传向外部环境之间的电阻。在各部件安装完毕后，对系统中存在的接触缝隙用高绝缘涂料喷涂在其表面处，从而达到对缝隙进一步密封的目的，从而消除各部件之间的全部物理间隙，有利于提供系统的防杂散电流性能。

通过上述技术方案，该钢轨防杂散电流系统所提出的包裹系统结构密封阻水、绝缘性能更优，且全系统优选以柔性材料为主，既能够实现对钢轨振动的消散，也可实现钢轨与路面结构之间的柔性过渡。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种基于复合绝缘技术的钢轨防杂散电流系统，包括钢轨(1)，从所述钢轨(1)一侧轨腰纵向连续包裹至其另一侧轨腰有绝缘保护装置，所述绝缘保护装置沿所述钢轨(1)长度间距布设，并且相邻所述绝缘保护装置相接处具有随环境温度在伸缩状态下保持绝缘密封的作用。

2.根据权利要求1所述的一种基于复合绝缘技术的钢轨防杂散电流系统，其特征在于：所述绝缘保护装置包括紧贴在所述钢轨(1)两侧轨腰的轨腰护套(2)，在所述钢轨(1)底轨上包裹有轨底护套(3)，其两侧边均通过所述轨腰护套(2)底面密封压紧在所述钢轨(1)侧壁上，相邻所述轨腰护套(2)与相邻轨底护套(3)各自的相接间隙相互对应，并在该对应的相接间隙外设有用于将两者的相接间隙同时密封绝缘、且具有克服该相接间隙随温度变化的弹性连接片(4)。

3.根据权利要求2所述的一种基于复合绝缘技术的钢轨防杂散电流系统，其特征在于：所述轨腰护套(2)两侧均设有用于其与相邻的轨腰护套(2)配合所述弹性连接片(4)配合安装的台肩(21)，并且所述台肩(21)的深度大于所述弹性连接片(4)的厚度。

4.根据权利要求3所述的一种基于复合绝缘技术的钢轨防杂散电流系统，其特征在于：所述轨腰护套(2)与轨底护套(3)接触部位开设有用于将其本体均压紧在轨底护套(3)和钢轨(1)表面的缺口(22)。

5.根据权利要求4所述的一种基于复合绝缘技术的钢轨防杂散电流系统，其特征在于：所述轨底护套(3)内壁设有与钢轨(1)包裹贴合的绝缘密封层(31)。

6.根据权利要求5所述的一种基于复合绝缘技术的钢轨防杂散电流系统，其特征在于：所述轨底护套(3)两侧均设置有将其同钢轨(1)压紧在道床上的扣件罩(5)。

7.根据权利要求6所述的一种基于复合绝缘技术的钢轨防杂散电流系统，其特征在于：所述轨腰护套(2)为将所述钢轨(1)顶部与底部之间支撑的、且具有工字型结构的轨腰护块(2a)。

8.根据权利要求6所述的一种基于复合绝缘技术的钢轨防杂散电流系统，其特征在于：所述轨腰护套(2)为将所述钢轨(1)顶部与底部之间支撑的、且具有C型结构的轨腰护槽(2b)。

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