钢轨回流能电死人吗 [地铁四种钢轨回流连接方式的试验研究]
时间：2019-04-20 03:13:35 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘要：地铁钢轨回流通路中，电缆与钢轨的连接方式十分关键。通过对钢轨回流连接方式的有效性试验（落锤、短路电流、载流温升、疲劳、振动、晶相分析和盐雾等试验）和模拟分析（有限元分析），对试验结果进行系统研究分析，对地铁的安全、可靠运营意义重大。
关键词：载流温升；落锤；短路电流；晶相分析；有限元分析；
Abstract: In the rail return current path of the metro, the connection of the cable and rail is of key importance. Through the validity test for the connection of the rail return current (drop weight, short-circuit current, carrier temperature-rise, fatigue, vibration, crystal phase analysis and salt spray test) and simulation analysis (Finite Element Analysis), the traffic safety and reliable operation on the metro is of great significance from a systematic study and analysis for the test results.
Key words: Carrier temperature-rise; Drop weight; Short-circuit current; Crystal phase analysis; Finite element analysis
中图分类号：U231+.3文献标识码：A文章编号：
0概述
目前，国内城市轨道交通除重庆单轨和中低速磁悬浮外均采用钢轨回流制式，电缆与钢轨的连接方式若处理不当，有可能会造成钢轨损伤乃至断轨，或者回流不畅导致牵引力不足。因此，对连接方式的深入试验研究对地铁的安全、可靠运营意义十分重大。
本次试验研究主要针对国内常用的四种钢轨回流连接方式，分别为：
图1单根电缆放热焊接图2铜排放热焊接
图3单根电缆栓接 图4铜排（钴铬硅铜合金）栓接
通过四种连接方式的样品制作、钢轨探伤试验、电阻试验、振动试验、载流温升试验、短路电流试验、疲劳试验、晶相分析试验、落锤试验和盐雾试验，并结合有限元分析工具，对试验结果进行系统研究分析，拟选出工艺简单、安全可靠的连接方式。
1有限元分析试验
单根电缆栓接和铜排栓接两种连接方式均需对钢轨进行钻孔，因此，借助有限元分析软件对钢轨钻孔进行建模、加载、受力计算分析。（1）铜排栓接方式，孔数3个，孔径14mm，孔间距180mm。（2）单根电缆栓接方式，孔数5个，孔径19mm，孔间距200mm。通过有限元分析试验，得出对钢轨钻孔位置优化建议，（1）在不改变孔中心距的前提下，在水平方向上没有最合理的优化位置。（2）在钢轨中心线下方10～12.5mm附近孔边最大拉应力最小，为最合理的开孔的位置。
对钢轨有限元模型进行疲劳寿命估算，钢轨钻孔处的最大拉应力为286 MPa，由于荷载是一种脉动荷载，最小应力为0MPa，则应力幅为 =143MPa，平均应力为 =143MPa，根据公式计算得到相当应力：
=278MPa
