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摘要:动车组列车是很多种系统和零部件组成的复杂的机电一体化设备,仅电气设备就有上百种,动车组连接器就是极为常用的电气设备之一,也是动车组列车极为重要的电气设备。本文主要以我国某型动车组为基准,研究分析了动车组连接器的常见故障极其预防措施,保障动车组列车的安全可靠的运行。作者希望本文能够对专业从业者有所帮助,同时供大家探讨研究。
关键词:动车组连接器;常见故障;预防措施
1.引言
连接器是一种连接装置,是两个电路或者元件之间的导体,同时该导体还具有快速连接和快速分离的功能。动车组电气连接器是动车组列车上极其重要的电气零部件,担负着连接动车组各车辆间主电路、辅助电路的重要任务,同时很多信号传输的任务也由连接器承担。任何一个电气连接器故障都有可能导致动车组运行故障,进而影响行车安全。因此,开展动车组连接器故障研究具有十分重要的意义。
2.连接器结构及原理
动车组连接器的结构是多种多样的,但主要结构分为两大部分,分别为连接器插头和连接器插座。电连接器通过插针与插孔之间的相互接触传输电信号,实现电路之间的连接。电连接器的接触接触件表面件通常会有镀金属层工艺,致使其接触界面一般都存在凸丘。当这种表面相互接触时,微观上看,只有少数的几个点有实际接触,电流只能通过这些金属之间的直接接触点进行传输。
3.连接器常见故障
造成动车组连接器故障的原因有很多种,包括连接器本身的设计结构和组装工艺等,同时列车的运行环境也是连接器故障的重要因素。在动车组连接器制造、组装、连接作业等过程中均可能出现各种问题,从而引起多种故障形式。常见的动车组连接器故障主要有四种:接触不良故障、绝缘不良故障、固定不良故障、密封不良故障。
3.1接触不良故障
动车组连接器主要通过接触件完成导电,因此,接触件是动车组连接器的核心部件。连接器接触件供方质量不良、设计结构不合理、工人操作方法错误以及制造工艺不合理等,最终都会造成连接器接触不良故障,进而引起连接导通不良故障。
3.2绝缘不良故障
动车组连接器绝缘体是保障连接器内部接触件之间或接触件与壳体之间绝缘的主要零部件,同时还担负着内部接触件的固定作用。绝缘体必须具备优良的电绝缘性能和物理性能。在连接器生产和使用过程中,由于绝缘体存在尘埃或金属颗粒等易导电污染物,以及絕缘材料的老化等原因,都会造成连接器绝缘体被击穿、绝缘电阻低,以至漏电导通等绝缘不良现象。在电气连接器技术标准中,一般都规定了连接器在不同环境下的绝缘电阻考核指标。通过绝缘电阻检验可以确定其绝缘性能是否符合电路设计的要求,能否经受高温、潮湿等特定的环境应力,以及能否满足有关技术条件的其他规定。
3.3固定不良故障
壳体是动车组连接器的外壳,壳体除了具有安装和固定功能,还在动车组连接器插合过程中为内部的接触件提供精确的定位和保护。如果连接器接触件设计结构不合理,或者工人操作方法错误,又或者制造工艺不合理等,都会造成连接器固定不良,引起连接器各零部件之间的不正常分离,进而影响安装固定和接触的可靠性,甚至会造成系统电能传输和信号控制中断的严重后果。
3.4密封不良故障
动车组电气连接器的密封包括连接器结构性密封和工艺防护性密封两种形式。造成密封不良故障的原因有很多,包括设计结构不合理、材料缺陷以及组装工艺不良等,都会导致连接器防水防尘功能降低。
4.连接器常见故障的预防
供方产品质量不良是接触不良故障和绝缘不良故障的重要原因,因此连接器配件采购时应严格管控供方质量,应按相关标准及规定程序批准的图样与技术文件进行严格验收,包括产品首件鉴定、抽样专检和库检,核查供应商提供的有关产品试验报告等。并且对接触件、壳体等重要零部件进行重点检查。
动车组连接器安装和连接完成后,需对线路进行导通检测,严格对照图纸、接线表、芯线号,避免漏检、错检。对于一些用于重点部位的转接连接器,带电线电缆的连接器组件,应在组装前和安装后分别进行导通测试。通过线路的导通检测,保证电路回路贯穿导通的同时,验证了连接器的接触状态。
将一定的电压值施加在连接器上,通过检测连接器通电部位与非通电部位之间的电流来判断连接器的绝缘性能是否符合规定值。连接器制造厂家一般会对其产品进行出厂前的检测,但是不同部位的动车组连接器通常有特定的要求,例如部分连接器需要检测其各个插针之间的绝缘值,同时还要检测各个插针与接地针之间的绝缘值,同时要求在常温、高温、湿热等状态下进行绝缘检测,检测结果应该符合标准规定数值。动车组用连接器的接触电阻、温升电阻、恒定湿热环境下的绝缘电阻均有相应的技术要求,要求生产商严格按照技术协议试验大纲的要求进行试验,并满足相应的技术要求。
对于固定不良故障的预防方法主要有两种,分别为互换性检查和振动冲击试验。通过互换性检查,可以发现是否有由于制造尺寸不规范、装配不到位、存在多余物等原因造成无法连接或锁紧的部件。通过振动冲击试验,可以验证连接器的机械性能,连接器紧固件的锁紧性能是否良好等。规范动车组连接器密封作业工艺和必要的密封检测是预防连接器密封不良故障的有效方法。
电连接器在动车组上使用一段时间之后,要根据固定的周期对连接器的性能进行复查。电连接器的插孔是弹性元件,长期使用并承受接触压力,会出现应力松弛弹性疲劳现象,应力松弛会导致接触压力减小;此外振动、温度等环境的影响,连接器接触电阻随时间增大,此时需要有适当的检修策略与状态修周期,在到达失效前有地获得连接器状态。因此有必要制定严格的用后复查流程,遵循严谨的检查方法,使用有效的检查手段,对连接器的电接触性能进行详细的测试,如目视检查壳体有无松动、电压电流传感模块获取电阻值等手段。确立明确的失效标准,当检测到连接器的性能已趋于失效时应及时维修或者更换连接器,从而保证连接器工作的安全与稳定。
5.结束语
随着技术的进步和发展,动车组列车已经在轨道交通的舞台上大放异彩。为保障我国高速动车组的安全稳定运行、提升列车运营速度、提高列车长期服役性能,有必要对动车组连接器常见故障展开系统的研究,从而使我国轨道交通车辆设计制造水平得到大幅度提高。
参考文献:
[1]杨红萍,马洁,孙忠选.温度应力下动车组连接器加速试验与寿命预测[J].电力机车与城轨车辆,2019,42(02):1-4+37.
[2]康瑛,范红云,王莹,张雪松.CRH3型高速动车组接线及连接器制作工艺方法研究[J].轨道交通装备与技术,2014(04):8-10.
关键词:动车组连接器;常见故障;预防措施
1.引言
连接器是一种连接装置,是两个电路或者元件之间的导体,同时该导体还具有快速连接和快速分离的功能。动车组电气连接器是动车组列车上极其重要的电气零部件,担负着连接动车组各车辆间主电路、辅助电路的重要任务,同时很多信号传输的任务也由连接器承担。任何一个电气连接器故障都有可能导致动车组运行故障,进而影响行车安全。因此,开展动车组连接器故障研究具有十分重要的意义。
2.连接器结构及原理
动车组连接器的结构是多种多样的,但主要结构分为两大部分,分别为连接器插头和连接器插座。电连接器通过插针与插孔之间的相互接触传输电信号,实现电路之间的连接。电连接器的接触接触件表面件通常会有镀金属层工艺,致使其接触界面一般都存在凸丘。当这种表面相互接触时,微观上看,只有少数的几个点有实际接触,电流只能通过这些金属之间的直接接触点进行传输。
3.连接器常见故障
造成动车组连接器故障的原因有很多种,包括连接器本身的设计结构和组装工艺等,同时列车的运行环境也是连接器故障的重要因素。在动车组连接器制造、组装、连接作业等过程中均可能出现各种问题,从而引起多种故障形式。常见的动车组连接器故障主要有四种:接触不良故障、绝缘不良故障、固定不良故障、密封不良故障。
3.1接触不良故障
动车组连接器主要通过接触件完成导电,因此,接触件是动车组连接器的核心部件。连接器接触件供方质量不良、设计结构不合理、工人操作方法错误以及制造工艺不合理等,最终都会造成连接器接触不良故障,进而引起连接导通不良故障。
3.2绝缘不良故障
动车组连接器绝缘体是保障连接器内部接触件之间或接触件与壳体之间绝缘的主要零部件,同时还担负着内部接触件的固定作用。绝缘体必须具备优良的电绝缘性能和物理性能。在连接器生产和使用过程中,由于绝缘体存在尘埃或金属颗粒等易导电污染物,以及絕缘材料的老化等原因,都会造成连接器绝缘体被击穿、绝缘电阻低,以至漏电导通等绝缘不良现象。在电气连接器技术标准中,一般都规定了连接器在不同环境下的绝缘电阻考核指标。通过绝缘电阻检验可以确定其绝缘性能是否符合电路设计的要求,能否经受高温、潮湿等特定的环境应力,以及能否满足有关技术条件的其他规定。
3.3固定不良故障
壳体是动车组连接器的外壳,壳体除了具有安装和固定功能,还在动车组连接器插合过程中为内部的接触件提供精确的定位和保护。如果连接器接触件设计结构不合理,或者工人操作方法错误,又或者制造工艺不合理等,都会造成连接器固定不良,引起连接器各零部件之间的不正常分离,进而影响安装固定和接触的可靠性,甚至会造成系统电能传输和信号控制中断的严重后果。
3.4密封不良故障
动车组电气连接器的密封包括连接器结构性密封和工艺防护性密封两种形式。造成密封不良故障的原因有很多,包括设计结构不合理、材料缺陷以及组装工艺不良等,都会导致连接器防水防尘功能降低。
4.连接器常见故障的预防
供方产品质量不良是接触不良故障和绝缘不良故障的重要原因,因此连接器配件采购时应严格管控供方质量,应按相关标准及规定程序批准的图样与技术文件进行严格验收,包括产品首件鉴定、抽样专检和库检,核查供应商提供的有关产品试验报告等。并且对接触件、壳体等重要零部件进行重点检查。
动车组连接器安装和连接完成后,需对线路进行导通检测,严格对照图纸、接线表、芯线号,避免漏检、错检。对于一些用于重点部位的转接连接器,带电线电缆的连接器组件,应在组装前和安装后分别进行导通测试。通过线路的导通检测,保证电路回路贯穿导通的同时,验证了连接器的接触状态。
将一定的电压值施加在连接器上,通过检测连接器通电部位与非通电部位之间的电流来判断连接器的绝缘性能是否符合规定值。连接器制造厂家一般会对其产品进行出厂前的检测,但是不同部位的动车组连接器通常有特定的要求,例如部分连接器需要检测其各个插针之间的绝缘值,同时还要检测各个插针与接地针之间的绝缘值,同时要求在常温、高温、湿热等状态下进行绝缘检测,检测结果应该符合标准规定数值。动车组用连接器的接触电阻、温升电阻、恒定湿热环境下的绝缘电阻均有相应的技术要求,要求生产商严格按照技术协议试验大纲的要求进行试验,并满足相应的技术要求。
对于固定不良故障的预防方法主要有两种,分别为互换性检查和振动冲击试验。通过互换性检查,可以发现是否有由于制造尺寸不规范、装配不到位、存在多余物等原因造成无法连接或锁紧的部件。通过振动冲击试验,可以验证连接器的机械性能,连接器紧固件的锁紧性能是否良好等。规范动车组连接器密封作业工艺和必要的密封检测是预防连接器密封不良故障的有效方法。
电连接器在动车组上使用一段时间之后,要根据固定的周期对连接器的性能进行复查。电连接器的插孔是弹性元件,长期使用并承受接触压力,会出现应力松弛弹性疲劳现象,应力松弛会导致接触压力减小;此外振动、温度等环境的影响,连接器接触电阻随时间增大,此时需要有适当的检修策略与状态修周期,在到达失效前有地获得连接器状态。因此有必要制定严格的用后复查流程,遵循严谨的检查方法,使用有效的检查手段,对连接器的电接触性能进行详细的测试,如目视检查壳体有无松动、电压电流传感模块获取电阻值等手段。确立明确的失效标准,当检测到连接器的性能已趋于失效时应及时维修或者更换连接器,从而保证连接器工作的安全与稳定。
5.结束语
随着技术的进步和发展,动车组列车已经在轨道交通的舞台上大放异彩。为保障我国高速动车组的安全稳定运行、提升列车运营速度、提高列车长期服役性能,有必要对动车组连接器常见故障展开系统的研究,从而使我国轨道交通车辆设计制造水平得到大幅度提高。
参考文献:
[1]杨红萍,马洁,孙忠选.温度应力下动车组连接器加速试验与寿命预测[J].电力机车与城轨车辆,2019,42(02):1-4+37.
[2]康瑛,范红云,王莹,张雪松.CRH3型高速动车组接线及连接器制作工艺方法研究[J].轨道交通装备与技术,2014(04):8-10.