一种无损式钢轨与回流电缆连接装置的制作方法

1.本发明涉及轨道交通技术领域，更具体的说是涉及一种无损式钢轨与回流电缆连接装置。


背景技术：

2.城市轨道交通的车辆段、停车场和区间正线线路上为保证牵引供电回流线路的连续，需要在钢轨接头处的相邻钢轨上安装电缆线；区间无缝线路接入牵引变电所的回流电缆以及保证钢轨等电位的均流线，电缆亦需与钢轨连接。目前我国城市轨道交通均/回流电缆与钢轨的连接主要采用快速铜热焊接、螺栓连接和低温钎焊三种方式。
3.快速铜热焊接是铝热焊的一种，燃烧反应后使钢轨的局部和电缆线或回流铜排的端头加热至1084℃，即达到铜的熔点，从而形成电缆线或回流铜排与钢轨的焊接，因此钢轨衍生以下焊接应力：钢轨在加热和冷却过程产生热应力；钢轨金属相变而产生不均匀的相变应力(组织应力)；钢轨局部加热使部份金属膨胀和收缩而产生外拘束应力。这种焊接应力的存在对钢轨长期使用潜伏很不利的影响，导致钢轨热影响区内产生硬度约为钢轨母材硬度3倍的马氏体组织，致使钢轨严重脆化，线路在运营一定时间达到钢轨的疲劳期后，在轮轨接触力的作用下，极易在焊接点脆硬组织区域处形成微裂纹，进而发展为钢轨的垂向劈裂，严重影响行车安全。
4.另一种是栓接连接方式，即在轨腰上钻孔，用螺栓固定回流铜排，再在回流铜排上焊接或栓接电缆线。此种连接方式消除了钢轨的焊接伤损，但需在钢轨上进行钻孔，形成新的钢轨伤损源；且栓接点易松动，回流铜排与钢轨的接触面易氧化，从而造成栓接点电阻值增加较大，导致回流不畅，影响牵引功率；且由于城市轨道交通的直流牵引供电的回流电流较大(机车启动工、制动工况下电流达到2ka～3ka)，特别是发生短路故障时电流值更高，如果栓接点电阻值过大，就很有可能发生钢轨烧灼事故。因此，栓接方式大大增加了运营单位的检查和养护维修工作量。
5.低温钎焊是近年来开始应用的回流电缆与钢轨的新型连接方式，综合了螺栓连接和快速铜热焊接的优点。它将铜排与钢轨轨腰采用钎焊连接，并用贯通于铜排和钢轨轨腰的螺栓进行栓接加固，回流电缆再与铜排进行连接的方式。此种方式连接可靠、电阻低、不会造成钢轨的焊接损伤，但仍未能根除在钢轨上打孔的弊端，依然会造成新的钢轨伤损源，且现场施工工艺较为复杂，成本费用相对较高。
6.因此，如何提供电气性能良好、经久耐用、安全可靠的无损式钢轨与回流电缆连接装置是本领域技术人员亟需解决的问题。


技术实现要素：

7.有鉴于此，本发明提供了一种无损式钢轨与回流电缆连接装置，以解决上述背景技术部分所提出的问题，克服了焊接、栓接和低温钎焊连接方式的弊端，本发明将导电的卡具本体卡接在钢轨的轨底上，并在钢轨和卡具本体之间填充导电胶或低熔点导电金属材
料，能够保证连接的牢固性、可靠性和优异的导电性，将回流电缆线牢固的固定在钢轨上，既不损伤钢轨又能将电阻值控制在规定的范围内，是回流电缆与钢轨连接方式的重大革新，具有广阔的发展和应用前景。
8.为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
9.一种无损式钢轨与回流电缆连接装置，包括卡具本体，所述卡具本体通过挂接件卡接在钢轨的轨底上，所述卡具本体卡接在所述钢轨的轨底一侧，所述挂接件一端挂接在所述钢轨的轨底另一侧，另一端与卡具本体栓接，所述卡具本体与所述挂接件可拆卸连接；所述卡具本体包括导电卡具座和导电连接板，所述导电卡具座和所述导电连接板为一体式结构；所述导电卡具座上开设有与钢轨轨底轮廓匹配的轨底卡槽；所述钢轨的轨底侧边嵌入所述轨底卡槽内，并压紧在所述轨底卡槽的内壁上，所述钢轨与所述卡具本体能够导电。
10.优选的，在上述一种无损式钢轨与回流电缆连接装置中，所述轨底卡槽与所述钢轨的轨底上表面之间填充有导电胶或低熔点导电金属材料，有效保证所述钢轨与所述卡具本体的导电性，还能够保证所述钢轨与所述卡具本体连接的稳固性。
11.优选的，在上述一种无损式钢轨与回流电缆连接装置中，所述挂接件为弯钩状螺栓，所述弯钩状螺栓与所述卡具本体栓接。
12.优选的，在上述一种无损式钢轨与回流电缆连接装置中，所述弯钩状螺栓的一端设置有弯钩，所述弯钩挂接在钢轨的轨底上；所述弯钩状螺栓的另一端设置有外螺纹；所述导电卡具座上设置有挂钩孔，所述弯钩状螺栓设置所述外螺纹的一端穿过所述挂钩孔连接有紧固螺母，所述卡具本体通过所述弯钩状螺栓卡接在钢轨的轨底上。
13.优选的，在上述一种无损式钢轨与回流电缆连接装置中，所述弯钩状螺栓设置有两根。
14.优选的，在上述一种无损式钢轨与回流电缆连接装置中，所述导电连接板上电气连接有回流电缆。
15.优选的，在上述一种无损式钢轨与回流电缆连接装置中，所述导电卡具座和所述导电连接板均为导电体；所述钢轨的轨底侧边卡入所述轨底卡槽内时，所述钢轨、所述导电卡具座、所述导电连接板、所述回流电缆能够导电。
16.经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种无损式钢轨与回流电缆连接装置，在安装使用时，在钢轨接头处的相邻钢轨上分别通过挂接件卡装卡具本体，使钢轨的轨底侧边卡入轨底卡槽内，并压紧在轨底卡槽的内壁上，钢轨与卡具本体能够导电；相邻钢轨上两个卡具本体的导电连接板通过回流电缆电气连接，形成良好的导电体，有效保证牵引供电回流线路的连续。
17.本发明克服目前铜热焊接、栓接和低温钎焊方式的弊端，满足安全性、可靠性、耐久性及使用功能的需求，解决困扰城市轨道交通建设和运营单位的难题，对于降低养护维修工作量，保障运营安全具有重大的现实意义。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据
提供的附图获得其他的附图。
19.图1附图为本发明的结构示意图；
20.图2附图为本发明的安装状态的主视图；
21.图3附图为本发明的安装状态的立体图。
具体实施方式
22.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
23.本发明实施例公开了一种无损式钢轨与回流电缆连接装置，本发明将导电的卡具本体卡在钢轨的轨底上，并在钢轨和卡具本体之间填充导电胶或低熔点导电金属材料，能够保证连接的牢固性和导电性，将回流电缆线牢固的固定在钢轨上，既不损伤钢轨又能将电阻值控制在规定的范围内，是回流电缆与钢轨连接方式的重大革新，具有广阔的发展和应用前景。
24.本发明公开了一种无损式钢轨与回流电缆连接装置，包括卡具本体1，卡具本体1通过挂接件卡接在钢轨2的轨底上，卡具本体1卡在钢轨2的轨底一侧，挂接件挂接在钢轨2的轨底另一侧，卡具本体1与挂接件可拆卸连接；卡具本体1包括导电卡具座11和导电连接板12，导电卡具座11和导电连接板12为一体式结构；导电卡具座11上开设有与钢轨2轨底侧边匹配的轨底卡槽13；钢轨2的轨底侧边卡入轨底卡槽13内，并压紧在轨底卡槽13的内壁上，钢轨2与卡具本体1能够导电。
25.为了进一步优化上述技术方案，轨底卡槽13与钢轨2的轨底上表面之间填充有导电胶或低熔点导电金属材料，低熔点导电金属材料为锡；有效保证钢轨2与卡具本体1的导电性，还能够保证钢轨2与卡具本体1连接的稳固性。
26.为了进一步优化上述技术方案，挂接件为弯钩状螺栓3，弯钩状螺栓3与卡具本体1栓接。
27.为了进一步优化上述技术方案，弯钩状螺栓3的一端设置有弯钩，弯钩挂接在钢轨2的轨底上；弯钩状螺栓3的另一端设置有外螺纹；导电卡具座11上设置有挂钩孔14，弯钩状螺栓3设置外螺纹的一端穿过挂钩孔14连接有紧固螺母15，卡具本体1通过弯钩状螺栓3卡接在钢轨2的轨底上。
28.为了进一步优化上述技术方案，弯钩状螺栓3设置有两根。
29.为了进一步优化上述技术方案，导电连接板12上电气连接有回流电缆4。
30.为了进一步优化上述技术方案，导电卡具座11和导电连接板12均为导电体；钢轨2的轨底侧边卡入轨底卡槽13内时，钢轨2、导电卡具座11、导电连接板12、回流电缆4能够导电。
31.为了进一步优化上述技术方案，导电连接板12上设置有连接孔，回流电缆4的一端连接有接线端子16，接线端子16上也开设有连接孔，使用螺栓穿过接线端子16和导电连接板12上的连接孔与螺母连接，将接线端子16压紧在导电连接板12上，使回流电缆4与卡具本体1之间形成导电通路。
32.安装使用方法：
33.在安装使用时，在钢轨2接头处的相邻钢轨2上分别通过挂接件卡装卡具本体1；弯钩状螺栓3一端设置的弯钩挂接在钢轨2的轨底上，弯钩状螺栓3的另一端穿过挂钩孔14连接有紧固螺母15，钢轨2的轨底侧边卡入轨底卡槽13内，并压紧在轨底卡槽13的内壁上，在轨底卡槽13与钢轨2的轨底上表面之间填充有导电胶或低熔点导电金属材料，完成相邻钢轨2上卡具本体1的安装后，相邻钢轨2上两个卡具本体1的导电连接板12通过回流电缆4电气连接，形成良好的导电体，有效保证牵引供电回流线路的连续。
34.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
35.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。