浅析地铁回流铜排与钢轨的连接

邓玉斌

0 概述

地铁采用直流牵引供电方式，其路径为牵引变电所正极—接触网（接触轨）—车辆（负载）—轨道—负极电缆—牵引变电所负极。

该方式是把钢轨作为回流通路，通过负极电缆直接连至牵引变电所负极。回流铜排起着连接钢轨和牵引变电所负极的作用，是软硬材料的分界点，也是变电和接触轨系统的分界点，同时也是减少迷流的重要环节。

1 深圳地铁三号线回流铜排脱焊情况

深圳地铁三号线采用放热焊接方式，将回流铜排直接焊接于钢轨上。

2009年9月，施工单位将高架段双龙到草铺段的回流铜排安装焊接完毕，安装回流铜排的车站有双龙、龙城广场、爱联、荷坳、松柏、六约、丹竹头、布吉共8个车站，每个车站站台左线和右线各有一处，共计16处。到12月，先后发现4处脱焊现象，其中荷坳站左线同一地方脱焊2次、荷坳站右线脱焊1次、爱联站左线脱焊1次，该问题如不处理，将会严重影响牵引供电系统的正常供电。

2 原因分析和危害评估

2.1 回流铜排脱焊的原因和危害

经分析，发现回流铜排脱焊是因为采用刚性连接方式造成的。（1）钢轨在温度发生变化或受到列车（或重型轨道车）动力作用，会产生微小的纵横方向位移，在刚性连接情况下，会对焊点产生巨大的作用力而导致焊点脱焊；（2）在工艺不成熟或操作不规范的情况下会直接导致虚焊。

2.2 轨道损伤的原因和危害

回流铜排与钢轨的焊接采用的是放热焊，放热焊是以铝热化学反应所产生的高温来实现金属间的焊接，由于工艺原因，在钢轨侧热影响区会出现高硬度马氏体组织，使钢轨局部区域脆化，在运营过程中钢轨容易产生伤损。……