动车组电气连接器常见失效模式分析 程东旭

发表时间:2021/7/8   来源:《基层建设》2021年第11期   作者:程东旭 王健
[导读] 摘要:电力动车组由于行驶速度快,行驶环境差,电气连接器的使用性能受到很大的挑战,比如剧烈的振动、冲击。
        中车长春轨道客车股份有限公司  吉林长春  130000
        摘要:电力动车组由于行驶速度快,行驶环境差,电气连接器的使用性能受到很大的挑战,比如剧烈的振动、冲击。所以,电气连接器首先要具备良好的密封性、有效的紧固机构、足够的绝缘性等,为了能够提前发现问题,需要制定完善的检查流程,能够做到定期检查,保证使用稳定性。
        关键词:动车组;电气连接器;失效模式
        引言:动车组的正常稳定运行,需要依靠高质量的电力连接器。然而电力连接器在动车实际运行过程中,会因为各种原因出现多种失效故障。而通过对动车组运行过程中实际出现的电气连接器故障进行统计归类和分析,能够得到大量的经验和教训,为今后的连接器的应用改进提供了大量经验和教训。针对诸多失效模式,需要在应对模式上对产品结构设计、工艺方法控制以及质量监控上采取针对性措施,通过对连接器的有效改进来促进动车组的稳定高效运行。
        一、常见的电气连接器失效模式
        (一)接触不良的问题
        电气连接器最重要的部分是接触件,因为它能导电。接触件可以将电缆所携带的电信号进行传递。如果接触件的结构设计不符合要求,进行安装时操作手法不对,制造的质量达不到标准都会造成接触不良的问题。当然还有在生产电气连接器时,其中的电缆芯断裂,出现压接钳虚压、导线线径和压接孔尺寸不匹配都会导致电气连接器接触件接触不良的问题,而出现失效现象。所以对于电气连接器的接触件就有相应的导电性和稳定性要求。
        (二)绝缘不良的问题
        电气连接器也有自己的绝缘体,既能固定内部连接器,又能让内部各种接触器相互绝缘。因此对于绝缘体的绝缘效果就有相应的要求另外对它的物理性能展现也有相应标准。现实当中,因为所处环境的关系,以及绝缘体老化的问题,都会对绝缘体的性能造成很大影响,导致绝缘不良的问题。
        (三)固定不良的问题
        电气连接器主要以外罩壳体的形式被固定安装在相应设备上,当然了,壳体外罩除了帮助连接器的固定之外,也对连接器内部的接触件等进行了很好的保护作用。因此在制作过程中,对它的结构设计要求,以及制作技术要求就比较高,不合格的话很容易造成固定不良的问题。再进一步说,对接下来电信号的传输都会造成很大的困扰。
        (四)密封不良的问题
        对于电气连接器密封性的问题,主要针对的是两个方面。一个方面是结构性密封的情况,另外一个是工艺防护性质的密封情况。如果说电气连接器结构设计就有问题,零部件的组装上面没有达到标准要求,整个制造也满足不了质量需要。这些问题都会让整个电气连接器防水、防尘的性能大打折扣,也就是出现密封性不良的情况。从而影响到电气连接器的使用效果。
        二、发生连接器失效事件解析
        (一)连接部位未锁紧
        2010年,某列动车组出现主变压器油流停止故障,经检查发现4、5车之间过桥线线号为704Z连接器松动脱落,导致APU3无输入电压。打开连接器,连接器内部有烧灼痕迹,该连接器是YH400型高压连接器,从故障现场分析,主要原因是由于连接器锁紧机构没有锁紧,导致内部损坏。
        (二)密封不良
        2015年某动车组在高速行驶过程中,2号车牵引变流器发出“短接1”故障,复位无法消除故障,对2号车进行全面的检查,对该车的动力装置以及其他设备分别进行了绝缘测试,发现4轴牵引电机侧连接器插针与外壳之间短路。

同时在连接器插头绝缘体上有水珠,连接器插头、插座的插针出现变色、电蚀情况,对接触器插头进行了拆解检查,发现连接器U相插针烧损最为严重,其压接部位的热缩管已烧损,插头内部绝缘体在U相的边缘部位出现碳化现象,发现是由于某电机制造厂家在电机国产化阶段采用了外径较小的电缆,导致了与连接器橡胶堆匹配不良,造成连接器组装后无法保证其密封性能。在外界有雨水、积雪(积雪的危害要大于雨水)的情况下,会造成连接器插头进水。
        三、预防失效模式的重要手段
        (一)预防接触不良问题的措施和方法
        首先对于制造接触件材料的选择要进行严格的把控,要对相应的原材料进行调查,抽查,鉴定,以保证原材料的质量。接下来在电气连接器安装完毕之后,可以进行相应的导电情况的实验测试。特别是一些装有转接连接器的部位要作为一个重点进行测试,通过这样的方式来检验电路是不是畅通,导电效果如何。另外在进行零部件的组装和装配的过程中,一定要严格按照相应的标准和要求来执行,保证工艺的质量水平。
        (二)预防绝缘不良问题的措施和方法
        此外在绝缘失效的预防途径上,主要需要做好两个方面。一是对绝缘材料进行检查,往往电气连接器的材质会对整体的绝缘性能产生直接影响。动车组对于电气连接器的材料有着很高的技术和质量要求,比如一些连接器的非金属材料都必须符合无毒并且低烟的要求。并且在盐雾试验以后,连接器的金属防护层侵蚀面积最好要占到整体金属防护层面积的30%以下。并且在对绝缘材料进行检查的过程中,还需要注意对一些非金属材料做出严格要求。一般来讲非金属材料不能有明显的泛白、胀大以及起泡等缺点。确保绝缘材料质量合格,并且符合技术要求,才能完成绝缘失效的应对工作。二是要对绝缘电阻进行检查,在检查过程中首先需要对连接器来施加一定的电压值,对所漏电流的具体值进行测量,并且根据这些固定值来对连接器绝缘性是否合格进行一种正确的判定。总之只有在电气连接器出厂之前对电阻进行检查,对动车组不同部位连接器的绝缘电阻做出不同的要求,才能在电气连接器实际换工作中对一些绝缘失效模式做出有效改善。
        (三)预防固定不良问题的措施和方法
        在动车组中,它有这样一个要求,被安装在不同设备上的电气连接器可以进行互换使用。而这样的一种特性可以帮助进行固定不良问题的检测,对那些互换过程中无法满足实际使用需要,达不到标准的可以进行排除更换。另外可以采取的措施是进行振动实验的测试,利用振动实验的测试,对电气连接器的组件进行检测,考察一下它们的机械性能是否良好,整个电气连接器的固定性能是不是符合现实的需要。
        (四)预防密封性不良问题的措施和方法
        因为电气连接器密封性不良问题主要有两个方面,因此对于它的解决方法和措施也要从两个方向来考虑。
        对于工艺防护性密封情况,它的性能的体现和安装的具体位置以及设备结构有很发的关联。因此可以从动车组每一个部位所处的安装环境,具体的连接设备的结构特点出发,进行相关作业的技术要求以及施工工艺的规范,保证工艺性防护的密封问题。
        而对于结构性密封的情况,可以对每一个电气连接器进行密封性的检测工作,比如防水实验。进行具体的检测工作时,检测环境必须达到标准要求,实验方法也要按照相关技术要求来执行。不能根据自己的主观判断来进行相应的实验测试,通过这样的方式来保证结构上面的密封性,保证整个电气连接器的可靠性以及安全性。
        结束语:
        综上所述,要保证动车安全的行驶,就必须保证每一个环节的质量和安全。因此对于动车组系统中的电气连接器就有更高的质量要求和可靠性的需要。避免出现过多的失效问题而引发动车行驶的安全隐患。所以每一个环节都不能错过,针对现实当中电气连接器有可能出现的问题进行具体的分析和解决,保证其安全性和可靠性,完善动车组系统,保证动车安全行驶。
        参考文献:
        [1]雷秀梅. 轨道车辆用电气连接器典型失效模式分析[J]. 科技资讯, 2018, 016(028):92-93.
        [2]史学广, 岳川, 杨盼奎. 动车组电连接器电接触失效研究[J]. 科技创新导报, 2018, 015(018):114-116.
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