一种轨道交通杂散电流吸收装置的制作方法

本实用新型涉及轨道交通领域，尤其涉及一种轨道交通杂散电流吸收装置。

背景技术：

目前，尚没有采用高温超导电体做为地下铁道杂散电流吸收防护装置。以往地铁设计部门大都采用传统的技术标准和设计规范对杂散电流进行控制，但受到施工工艺、方法和环境条件的限制，加之现行技术标准的缺陷，采用传统的方法控制治理和吸收杂散电流很难取得良好的实际效果，同时运营管理部门采用基于传统电路“电压导流法”的装置与方法，由于杂散电流本身的场特性，传统电路几乎不能改变电流场的分布，因此取得的效果非常有限，特别是对于大型复杂的车站、隧道、桥梁和重要设备的杂散电流束防护，传统装置往往束手无策，不能解决问题。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足提供一种轨道交通杂散电流吸收装置，本轨道交通杂散电流吸收装置解决当前轨道交通中大型复杂车站、隧道、桥梁等构建筑或重要设备杂散电流有效防护问题，避免如建筑物和构筑物或重要设备中的金属结构遭受到严重电化学腐蚀而发生重大损失或产生危险事故。

为实现上述技术目的，本实用新型采取的技术方案为：

一种轨道交通杂散电流吸收装置，包括低温容器罐和电流吸收管，所述低温容器罐有两个，所述电流吸收管的两端分别与两个低温容器罐连接；

所述低温容器罐从外到内依次包括中空圆柱状的低温容器罐壳体、绝热保温层、绝缘缓冲层和内核层，所述内核层的内部充满有低温液体介质，所述内核层的内侧顶部固定有支撑架，所述支撑架的侧面设有挂孔，所述支撑架连接有过渡连接器，所述过渡连接器连接有导电棒的一端，所述导电棒的另一端依次穿过内核层、绝缘缓冲层、绝热保温层和低温容器罐壳体从而连接有位于低温容器罐壳体外部的触指盘，所述触指盘的上面连接有触指，所述内核层的后下部设有下孔口，所述下孔口连接有补偿管的一端，所述补偿管的另一端依次穿过绝缘缓冲层、绝热保温层和低温容器罐壳体从而使补偿管的另一端位于低温容器罐壳体的外部，所述补偿管通过锥形口连接有法兰盘，所述法兰盘的中部设有法兰口，所述法兰盘通过法兰盘螺栓连接有法兰管道，所述法兰管道依次通过法兰口和锥形口从而与补偿管连通，所述法兰管道的中部设有制冷机组，所述制冷机组用于不断产生冷源并对低温液体介质加压循环；

所述电流吸收管从外到内依次包括外护层管、屏蔽层、绝热保温管、耐压管、绝缘过渡管、过渡层管道和导电吸收管，所述导电吸收管为中空结构，所述导电吸收管的一端穿过一个低温容器罐的侧面从而穿挂在一个低温容器罐内部的支撑架的挂孔上，所述导电吸收管的另一端穿过另一个低温容器罐的侧面从而穿挂在另一个低温容器罐内部的支撑架的挂孔上，所述导电吸收管的两端均设有导流孔，所述过渡层管道的两端分别与两个低温容器罐内的内核层连通，所述导电吸收管和过渡层管道的内部均充满低温液体介质。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述绝热保温层采用压力粘结的方式固附在低温容器罐壳体的内表面，所述绝缘缓冲层粘接在绝热保温层的内表面，所述内核层粘接在所述绝缘缓冲层的内表面，所述内核层位于低温容器罐内部的中部，所述支撑架焊接在内核层的内侧顶部，所述过渡连接器与支撑架采用焊接的方式连接，所述触指盘与触指采用焊接的方式连接。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述低温容器罐壳体采用钢制材料，所述绝热保温层采用有机高分子材料，所述绝缘缓冲层采用耐低温绝缘材料，所述内核层为空腔圆柱状且采用耐低温不锈钢材料，所述支撑架采用金属材质，所述支撑架的表面喷涂有复合金属氧化物且复合金属氧化物的外表面镀有银，所述过渡连接器的外表面为光滑圆柱面，所述过渡连接器采用金属材质且所述过渡连接器的表面镀有银，所述导电棒采用金属材质且导电棒的表面镀有银，所述触指盘和触指均采用金属材质且触指盘和触指的表面均镀有银。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，还包括插头护口，所述插头护口焊接在低温容器罐壳体的顶部，所述触指盘和触指均位于插头护口的空腔内。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述插头护口呈圆柱空腔状，所述插头护口采用钢质材料。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，还包括法兰外护口，所述法兰外护口的顶部与低温容器罐壳体的底部采用焊接的方式连接，所述补偿管位于法兰外护口的内部。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述法兰管道包括保温绝热钢管，所述保温绝热钢管的一端通过法兰与一个低温容器罐上的法兰盘的法兰盘螺栓连接从而实现保温绝热钢管与一个低温容器罐上的补偿管连通，所述保温绝热钢管的另一端通过法兰与另一个低温容器罐上的法兰盘的法兰盘螺栓连接从而实现保温绝热钢管与另一个低温容器罐上的补偿管连通，所述保温绝热钢管的两端均安装有低温控制阀门，所述制冷机组设置在保温绝热钢管的中部，所述低温控制阀门用于控制保温绝热钢管中低温液体介质的流速和压力。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，还包括牵引钢轨，一个所述低温容器罐上的触指依次通过电缆插座、电缆和连接器从而与牵引钢轨上的一位置电气连接，另一个所述低温容器罐上的触指依次通过电缆插座、电缆和连接器从而与牵引钢轨上的另一位置电气连接。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述导电吸收管为金属材料制成的管状物，所述导电吸收管的内表面和外表面均喷涂有复合金属氧化物且所述复合金属氧化物的外层还镀有银，所述过渡层管道为中空结构且采用耐低温高分子材料，所述导电吸收管位于过渡层管道的中心位置，所述绝缘过渡管采用有机绝缘材料，所述绝缘过渡管紧密压贴在过渡层管道的外表面，所述耐压管为中空结构且采用耐低温不锈钢材料，所述耐压管紧密压贴在绝缘过渡管的外表面，所述绝热保温管为中空结构且采用有机高分子材料，所述耐压管内嵌在所述绝热保温管的内部，所述屏蔽层采用金属材料，所述屏蔽层压贴在绝热保温管的外表面，所述外护层管采用塑料材质或金属材质，所述外护层管压贴在屏蔽层的外表面，所述绝缘过渡管、耐压管、绝热保温管、屏蔽层、外护层管的两端均与两个低温容器罐的低温容器罐壳体密封连接。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述补偿管采用耐低温不锈钢材质。

本实用新型与现有技术相比，具有以下有益效果：

本实用新型用于轨道交通大型复杂车站、隧道、路基、桥梁等建筑物或构筑物杂散电流的防护，本实用新型的低温液体介质在两个低温容器罐、电流吸收管和保温绝热钢管内循环流动，本实用新型的低温控制阀门用来控制保温绝热钢管中低温液体介质的流速和压力，制冷机组用于不断产生冷源并使低温液体介质加压循环，使低温容器罐和电流吸收管的热损耗得到补偿，保证电流吸收管处于低温环境，导电吸收管与支撑架表面喷涂一种复合金属氧化物，在低温环境下（具体温度均根据复合金属氧化物的具体材质进行设定，复合金属氧化物虽属于高温超导体,但是一般在零下一百多度产生零电阻特性, 通过制冷机组进行调节），复合金属氧化物具有超导性，会失去电阻特性，形成电流“黑洞”，当列车驶入两个低温容器罐之间的牵引钢轨时，此时牵引钢轨中的牵引电流将全部通过连接器、电缆、电缆插座、一个低温容器罐的触指、触指盘、导电棒、过渡连接器、支撑架、导电吸收管流回另一只低温容器罐与牵引钢轨的另一接轨点，即流入牵引钢轨的电流就只会沿牵引钢轨最短距离被全部被吸入电流吸收管，在两个低温容器罐之间的区域空间的电流场重新分布，在两个低温容器罐之间不会形成负极区，此区域内除电流吸收管外空间区域没有电流场分布，从而对该区域内的重要金属结构和设备起到了保护作用。本实用新型可根据具体保护对象（即牵引钢轨）选择一组或多组同时使用。本实用新型结构合理，杂散电流吸收旁路完整，主导电回路连接可靠，热补偿方法简便，现场安装方便且容易维护，可根据防护对象特点多组串联或并联灵活使用，用以扩大保护范围和区域，非常适合于轨道交通大型复杂车站、隧道、桥梁等要设备对地下铁道杂散电流的控制和治理，可从根本上解决杂散电流危害性问题。

附图说明

图1是本实用新型的低温容器罐和电流吸收管平面结构剖视图。

图2是本实用新型的在图1中A—A向的剖视图。

图3是本实用新型的整体结构示意图。

具体实施方式

下面根据图1、图2和图3对本实用新型的具体实施方式作出进一步说明：

参见图3，一种轨道交通杂散电流吸收装置，包括低温容器罐33和电流吸收管34，所述低温容器罐33有两个，所述电流吸收管34的两端分别与两个低温容器罐33连接；参见图1，所述低温容器罐33从外到内依次包括中空圆柱状的低温容器罐壳体1、绝热保温层15、绝缘缓冲层16和内核层17，正常工作状态时，内核层17的内部充满低温液体介质，内核层17的内侧顶部固定有支撑架9，参见图2，支撑架9包括耳板结构9-1且耳板结构9-1的中间设有挂孔9-2，支撑架9连接过渡连接器10的底部，过渡连接器10的顶部连接导电棒5的一端，导电棒5的另一端依次穿过内核层17、绝缘缓冲层16、绝热保温层15和低温容器罐壳体1从而连接有位于低温容器罐壳体1外部的触指盘13，触指盘13的上面连接触指12，内核层17的后下部设有下孔口4，下孔口4连接补偿管8的一端，补偿管8的另一端依次穿过绝缘缓冲层16、绝热保温层15和低温容器罐壳体1从而使补偿管8的另一端位于低温容器罐壳体1的外部，补偿管8通过锥形口14连接有法兰盘6，法兰盘6的中部设有法兰口7，法兰口7用于流体补偿循环，法兰盘6通过法兰盘螺栓18连接有法兰管道，法兰盘螺栓18用于外部法兰管道的连接紧固；法兰管道依次通过法兰口7和锥形口14从而与补偿管8连通，法兰管道的中部设有制冷机组32，制冷机组32用于不断产生冷源并对低温液体介质加压循环，本实施例的制冷机组32具有外部电源供电；电流吸收管34从外到内依次包括外护层管19、屏蔽层20、绝热保温管21、耐压管22、绝缘过渡管23、过渡层管道24和导电吸收管2，导电吸收管2为中空结构，导电吸收管2的一端穿过一个低温容器罐33的侧面从而穿挂在一个低温容器罐33内部的支撑架9的挂孔9-2上，导电吸收管2的另一端穿过另一个低温容器罐33的侧面从而穿挂在另一个低温容器罐33内部的支撑架9的挂孔9-2上，导电吸收管2的两端均设有导流孔3，用来保证内核层17内的低温液体介质（例如液体氮）充满导电吸收管2，过渡层管道24的两端分别与两个低温容器罐33内的内核层17连通，正常工况下，导电吸收管2和过渡层管道24的内部均充满低温液体介质，过渡层管道24的低温液体介质进一步保证导电吸收管2始终处于低温环境下。

本实施例中，绝热保温层15采用压力粘结的方式固附在低温容器罐壳体1的内表面，绝缘缓冲层16粘接在绝热保温层15的内表面，内核层17粘接在绝缘缓冲层16的内表面，内核层17位于低温容器罐33内部的中部，支撑架9焊接在内核层17的内侧顶部，支撑架9与过渡连接器10在过渡连接器10的圆柱面上焊接，触指盘13与触指12采用焊接的方式连接。

本实施例中，所述低温容器罐壳体1采用钢制材料，所述绝热保温层15采用有机高分子材料，绝热保温层15作用是能够有效保温，减小热损耗，绝缘缓冲层16采用耐低温绝缘材料，绝缘缓冲层16保证低温容器罐33内导电体对低温容器罐33外绝缘，内核层17为空腔圆柱状且采用耐低温不锈钢材料，支撑架9采用金属材质，支撑架9的表面喷涂有复合金属氧化物且复合金属氧化物的外表面镀有银，以增强导电性能，过渡连接器10的外表面为光滑圆柱面，过渡连接器10采用金属材质且过渡连接器10的表面镀有银，以增强导电性能，导电棒5采用金属材质且所述导电棒5的表面镀有银，以增强导电性能，触指盘13和触指12均采用金属材质且触指盘13和触指12的表面均镀有银，以增强导电性能。

本实施例中，还包括插头护口11，插头护口11与低温容器罐壳体1的顶部焊接于一体，触指盘13和触指12均位于插头护口11的空腔内。

本实施例中，插头护口11呈圆柱空腔状，插头护口11采用钢质材料。

本实施例中，还包括法兰外护口35，法兰外护口35的顶部与低温容器罐壳体1的底部采用焊接的方式连接，补偿管8位于法兰外护口35的内部，法兰外护口35用于固定和保护补偿管8，法兰外护口35的底部、补偿管8的底部和法兰盘6之间合围形成锥形口14。

本实施例中，参见图3，法兰管道包括保温绝热钢管31，保温绝热钢管31的一端通过法兰29与一个低温容器罐33上的法兰盘6的法兰盘螺栓18连接从而实现保温绝热钢管31的一端与一个低温容器罐33上的补偿管8连通，保温绝热钢管31的另一端通过法兰29与另一个低温容器罐33上的法兰盘6的法兰盘螺栓18连接从而实现保温绝热钢管31的另一端与另一个低温容器罐33上的补偿管8连通，保温绝热钢管31的两侧均安装有低温控制阀门30，制冷机组32设置在保温绝热钢管31的中部，低温控制阀门30用于控制保温绝热钢管31中低温液体介质的流速和压力，由外部的制冷机组32通过保温绝热钢管31和法兰29向两个低温容器罐33内输入用于循环补偿的低温液体介质。

本实施例中，还包括牵引钢轨25，一个低温容器罐33上的触指12依次通过电缆插座28、电缆26和连接器27从而与牵引钢轨25上的一位置电气连接，另一个低温容器罐33上的触指12依次通过电缆插座28、电缆26和连接器27从而与牵引钢轨25上的另一位置电气连接，因此，两个低温容器罐33的支撑架9由过渡连接器10、导电棒5、触指盘13、触指12与牵引钢轨25的两个不同位置实现电气连接。

本实施例中，导电吸收管2为金属材料制成的管状物，导电吸收管2的内表面和外表面均喷涂有复合金属氧化物（如Bi）且复合金属氧化物的外层还镀有银层保护，在低温环境下，导电吸收管2呈现零电阻特性，过渡层管道24为中空结构且采用耐低温高分子材料，导电吸收管2位于过渡层管道24的中心位置，绝缘过渡管23采用有机绝缘材料，保证导电吸收管2与外部的电气绝缘，保证整个装置对地绝缘，绝缘过渡管23紧密压贴在过渡层管道24的外表面，耐压管22为中空结构且采用耐低温不锈钢材料，耐压管22紧密压贴在绝缘过渡管23的外表面，耐压管22对导电吸收管2起到机械保护作用，同时保证过渡层管道24中的低温液体介质不致渗漏蒸发，并耐受低温液体介质蒸汽压力，绝热保温管21为中空结构且采用有机高分子材料，由绝热保温材料制成，进一步减小整个装置的热损耗，耐压管22内嵌在绝热保温管21的内部，屏蔽层20采用金属材料，屏蔽层20压贴在绝热保温管21的外表面，屏蔽层20用于防止导电吸收管2工作时产生的磁场泄漏外部，外护层管19可以采用塑料材质（如聚氯乙烯），外护层管19压贴在屏蔽层20的外表面，外护层管19用于保护屏蔽层20、绝热保温管21、耐压管22免受水分和空气及灰尘的侵蚀；或者外护层管19也可以采用金属材料，保证系统的安全稳定和耐腐蚀性，所述绝缘过渡管23、耐压管22、绝热保温管21、屏蔽层20、外护层管19的两端均与两个低温容器罐的低温容器罐壳体1密封连接。

本实施例中，补偿管8采用耐低温不锈钢材质。

本实施例在使用的时候，一个低温容器罐33的触指12通过外部电缆插座28、电缆26、连接器27与牵引钢轨电气连接，另一只低温容器罐33的触指12以相同的方式通过外部电缆插座28、电缆26、连接器27与牵引钢轨在另一处相连，电流吸收管34与与牵引钢轨平行并联，两个低温容器罐33的法兰盘6通过连接法兰29分别与保温绝热钢管31的两端相连，低温控制阀门30用来控制保温绝热钢管31中低温液体介质的流速和压力，制冷机组32用于不断产生冷源并使低温液体介质加压循环，使低温容器罐33和电流吸收管34的热损耗得到补偿，保证电流吸收管34处于低温环境（温度一般保持零下149度左右），复合金属氧化物在此温度下具有超导性，此时导电吸收管2与支撑架9具有无电阻特性，此时牵引钢轨中的牵引电流将全部通过连接器27、电缆26、外部电缆插座28、一个低温容器罐33的触指12、触指盘13、导电棒5、过渡连接器10、支撑架9、导电吸收管2流回另一只低温容器罐33与牵引钢轨的另一接轨点，即牵引钢轨中的电流沿最近路径全部进入导电吸收管2，在两个低温容器罐33之间的区域空间的电流场重新分布，在两个低温容器罐33之间不会形成负极区，除导电吸收管2以外空间区域不再有电流场分布，此区域内的大型复杂车站、隧道、桥梁或重要设备的金属结构，就不会处在杂散电流场中，电化学腐蚀就不会发生，从而起到了保护作用，本实施例的两个低温容器罐33对外连接法兰29可串接入保温绝热钢管31和外部的制冷机组32，通过不断制冷循环补偿装置的热量损耗，保证电流吸收管34始终处于低温环境。

本实用新型的保护范围包括但不限于以上实施方式，本实用新型的保护范围以权利要求书为准，任何对本技术做出的本领域的技术人员容易想到的替换、变形、改进均落入本实用新型的保护范围。