一种防杂散电流的轨道扣件结构的制作方法

本发明属于城市轨道交通运行领域，具体涉及一种防杂散电流的轨道扣件结构。

背景技术：

1、地铁牵引以直流方式供电为主，变电所正极通过接触网或第三轨向电机供电，以走行轨作为回流线连通到变电所负极。当牵引电流流经钢轨时会引起钢轨电位的变化，从而导致其与道床之间形成电位差。虽然轨道工程对钢轨支撑处的扣件系统进行了绝缘处理，但是因所使用的材料和结构的关系，其对地无法做到完全绝缘，且随着时间的推移上述扣件系统的绝缘性能将持续劣化。根据欧姆定律，上述两方面的原因会导致部分牵引电流进入道床形成杂散电流。

2、杂散电流会对轨道周围的金属构件产生强烈的电化学腐蚀作用，进而引起周围结构的损坏，严重时会导致隧道、轨道线路周围建筑桩基等结构发生安全问题，如钢筋锈蚀引起承载力下降引起的隧道坍塌、桩基失稳，以及对于周围埋地金属管道腐蚀引起的泄露、穿孔等问题。

3、目前，可以通过提高钢轨扣件对地电阻率的方式来实现杂散电流的防护，减少杂散电流的危害。目前技术中可减少表面污染物堆积以及防止内部导电通路被灰尘、油水等污染物贯通。其可利于快速施工，但是不能很好的解决地铁复杂环境下各种液体的附着问题。另一些技术中使铁垫板本体侧边外周包覆有一圈绝缘层，采用上述结构的铁垫板，通过在铁垫板本体侧边外周上包覆一圈绝缘层来提高铁垫板边缘部位的爬电距离，从而提高铁垫板边缘的绝缘性，防止铁垫板与轨枕之间形成电流回路。然而该技术至考虑了扣件与轨枕之间的绝缘防护措施，一旦绝缘圈层遭受破坏，扣件整体的防护效果锐减。还有技术通过在道钉的螺杆上半段套绝缘套筒来提高扣件的对地电阻率。然而该技术也只是单一的在螺旋道钉处进行绝缘处理，整体防护性能比较弱。

技术实现思路

1、针对现有技术的以上缺陷或改进需求中的一种或者多种，本发明提供了一种防杂散电流的轨道扣件结构，能够从多方面防杂散电流，防护性能较好。

2、为实现上述目的，本发明提供一种防杂散电流的轨道扣件结构，用于钢轨，包括由上至下依次设置的t型螺栓、弹条、铁垫板、轨下垫板、绝缘垫板、弹性垫板、调高垫板、绝缘套筒和与所述绝缘套筒匹配连接的锚固螺栓，

3、所述轨下垫板横向上的两侧设置有沟槽；

4、所述铁垫板表面采用绝缘涂料喷涂；

5、所述绝缘垫板包括第一本体部、立直部和防污部；所述立直部垂直于所述第一本体部四周设置，所述防污部设于所述立直部未连接于所述第一本体部的一端，所述第一本体部对应所述锚固螺栓开设有连接孔以使所述锚固螺栓从所述绝缘垫板中穿过；

6、还包括密封垫圈，所述密封垫圈设置于所述连接孔周围。如此，减小了液体对扣件的污染，从而减小了杂散电流的泄露。

7、作为本发明的进一步改进，所述立直部开设有排水孔。如此，流体可以沿着边沿排出，避免了液体累积成面形成导电连续体。

8、作为本发明的进一步改进，所述轨下垫板包括第二本体部和防溅部，所述防溅部设置于所述第二本体部两侧并与所述第二本体部形成所述沟槽。如此，能够进一步对液体进行收集并避免形成导电通路。

9、作为本发明的进一步改进，所述防污部与所述第一本体部之间的垂直距离为9mm～11mm，所述防污部厚度为6mm～8mm。如此，具有更好地防污效果和防杂散电流效果。

10、作为本发明的进一步改进，所述防污部远离所述立直部的一侧与所述立直部呈四十五度夹角设置且该侧朝向所述第一本体部。如此，防污部与绝缘垫板四周直立面之间形成尖角阻断区域，进一步阻断电流的沿面泄漏。

11、作为本发明的进一步改进，所述铁垫板表面绝缘涂料的喷涂厚度为0.5mm～1.5mm。如此，使得绝缘性能更加良好。

12、作为本发明的进一步改进，所述铁垫板的绝缘涂料预制喷涂。如此，避免了在现场涂刷过程中对焊接处涂层的破坏以及受到现场环境的限制影响施工进度的问题。

13、作为本发明的进一步改进，所述绝缘涂料采用纳米陶瓷高强耐磨绝缘涂料。如此，在保证绝缘效果的基础上也具有较高的抗压性能和耐磨性能，使用时效果良好。

14、作为本发明的进一步改进，所述轨下垫板与所述铁垫板之间横向上的距离大于等于20mm。如此，在使得连接更好地同时也具有较大的爬电距离，绝缘性能良好。

15、作为本发明的进一步改进，所述密封垫圈由绝缘弹性体材料制成。如此，进一步提高绝缘性能且保证密封性能和使用效果。

16、上述改进技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

17、总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有的有益效果包括：

18、(1)本发明的防杂散电流的轨道扣件结构，通过在轨下垫板两侧设置沟槽，能够进行排污且不易堆积，从而使轨下垫板与道床之间不易形成导电通路。铁垫板表面采用绝缘涂料喷涂使得绝缘性能更加良好。绝缘垫板将整个铁垫板与下部轨道结构进行了隔离，增加了扣件结构的绝缘性能。防污部与绝缘垫板四周直立面之间形成尖角阻断区域，阻断电流的沿面泄漏。

19、(2)本发明的防杂散电流的轨道扣件结构，对于轨下垫板的承力部分不改变其结构特点，而是从增大爬电距离的角度，在其侧面采用设置沟槽对于液体流动和固体污染物的堆积进行阻隔，使之不易在此处产生连续性流动或堆积导通。这样，当有液体污染物从钢轨向下流动时，其中大部分会被两侧的沟槽进行收集，然后利用沟槽的坡度将液体从轨下垫板的两端排出到道床上，这样在轨下垫板与道床之间更难形成导电通路。

20、(3)本发明的防杂散电流的轨道扣件结构，绝缘垫板将整个铁垫板与下部轨道结构进行了隔离，增加了扣件结构的绝缘性能。防污部与绝缘垫板四周直立面之间形成尖角阻断区域，阻断电流的沿面泄漏，并且绝缘垫板底部设计排流孔，流体可以沿着边沿排出，避免了液体累积成面形成导电连续体。

21、(4)本发明的防杂散电流的轨道扣件结构，在绝缘垫板连接孔处增加了由具有弹性变形能力的硅基纳米材料制成的密封垫圈，对连接孔处各零件形成的物理间隙利用硅基纳米高绝缘涂料进行涂刷、填充，使得其中的水不会通过缝隙泄漏到道床上。连接孔处各零件之间的缝隙容易积累污物和液体，通过对连接孔处各零件的间隙进行硅基纳米高绝缘涂料涂刷和填充可以有效减小连接孔处杂散电流的泄露。

22、(5)本发明中的防杂散电流的轨道扣件结构，采用自上而下、收集排流、喷涂处理等方法增大了钢轨扣件结构的对地电阻，减小了液体对扣件的污染，从而减小了杂散电流的泄露。并且，通过上述设置可有效增大扣件结构的爬电距离，进而可实现对钢轨到道床之间的导电通路的绝缘增强，具体表现为使用该扣件结构的路段具有更高的钢轨对地过渡电阻，钢轨的电流泄漏量更少。

技术特征：

1.一种防杂散电流的轨道扣件结构，包括由上至下依次设置的铁垫板、轨下垫板和绝缘垫板，其特征在于，

2.根据权利要求1所述的防杂散电流的轨道扣件结构，其特征在于，所述立直部开设有排水孔。

3.根据权利要求1所述的防杂散电流的轨道扣件结构，其特征在于，所述轨下垫板包括第二本体部和防溅部，所述防溅部设置于所述第二本体部两侧并与所述第二本体部形成所述沟槽。

4.根据权利要求1所述的防杂散电流的轨道扣件结构，其特征在于，所述绝缘涂料采用纳米陶瓷高强耐磨绝缘涂料。

5.根据权利要求1所述的防杂散电流的轨道扣件结构，其特征在于，所述防污部远离所述立直部的一侧与所述立直部呈四十五度夹角设置且该侧朝向所述第一本体部。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的防杂散电流的轨道扣件结构，其特征在于，所述铁垫板表面绝缘涂料的喷涂厚度为0.5mm～1.5mm。

7.根据权利要求1～5中任一项所述的防杂散电流的轨道扣件结构，其特征在于，所述铁垫板的绝缘涂料预制喷涂。

8.根据权利要求1～5中任一项所述的防杂散电流的轨道扣件结构，其特征在于，所述防污部与所述第一本体部之间的垂直距离为9mm～11mm，所述防污部厚度为6mm～8mm。

9.根据权利要求1～5中任一项所述的防杂散电流的轨道扣件结构，其特征在于，所述轨下垫板与所述铁垫板之间横向上的距离大于等于20mm。

10.根据权利要求1～5中任一项所述的防杂散电流的轨道扣件结构，其特征在于，所述密封垫圈由绝缘弹性体材料制成。

技术总结本发明公开了一种防杂散电流的轨道扣件结构，属于城市轨道交通运行领域，包括由上至下依次设置的T型螺栓、弹条、铁垫板、轨下垫板、绝缘垫板、调高垫板、弹性垫板、绝缘套筒和与所述绝缘套筒匹配连接的锚固螺栓，轨下垫板横向上的两侧设置有沟槽。铁垫板表面采用绝缘涂料喷涂。绝缘垫板包括第一本体部、立直部和防污部。立直部垂直于第一本体部四周设置，第一本体部对应锚固螺栓开设有连接孔以使锚固螺栓从绝缘垫板中穿过。还包括密封垫圈，密封垫圈设置于连接孔周围。本发明的防杂散电流的轨道扣件结构，采用自上而下、收集排流、喷涂处理等方法增大了钢轨扣件结构的对地电阻，减小了液体对扣件的污染，从而减小了杂散电流的泄露。技术研发人员：李秋义,杨舟,郑洪,张超永,孙立,张世杰,林超,张子龙,肖治群,叶松,张政,张泽,陈天宇受保护的技术使用者：中铁第四勘察设计院集团有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/13