城轨车辆车端电气连接技术研究

城轨车辆车端电气连接技术研究

王立鹏

中车唐山机车车辆有限公司 河北省唐山市 064000

摘要：车端电气连接系统主要用于车辆的联挂，属于车辆间运动部件，保证车辆安全可靠的运行，直接影响列车编组和解编的难易程度。本文分别对车下车端电气连接系统和车顶车端电气连接系统进行了研究。描述了车端接线箱的结构和安装方式，车辆编组和解编方案。两种系统没有优劣之分只是用于不同的接线环境。并对未来车端电气连接系统设计将出现的挑战和机遇进行了展望。

关键字：车端、电气连接、接线箱

一、车端电气连接技术研究意义。

车端电气连接系统主要用于车辆的联挂，实现电力和控制信号在车辆间的导通和传输，保证车辆安全可靠的运行。车端电气连接系统主要实现车辆间的电气连接，按照安装位置可分为车顶和车下。车端电气连接系统属于车辆间运动部件，在车辆运行过程中，会受线路条件、运行速度的影响，对车辆间电气连接系统的稳定性要求较高。设计环境的多样性与多变性就决定了车端跨接方案设计的多样性。但万变不离其宗，车端跨及技术设计具有多变性的同时也有一定的规律性，本文对目前城轨车辆车端跨接方案设计中存在的通性和个性进行了研究和总结。

二、车端电气连接系统组成

车端电气连接系统主要包括车端接线箱、连接器、跨接电缆、连接器收藏座、电缆防磨组件等部件。车端接线箱安装在车体上，连接器安装在车端接线箱上，跨接电缆通过连接器连通列车。在一些比较老的城轨车辆中可能不设置接线箱连接器通过法兰与车体直接连接。随着智能化在轨道车辆应用的推广，列车间的跨接线也不断增加，越来越多的设计师选择连接器通过车端接线箱箱与车体进行连接。

车端接线箱，依据电压等级可分为高压接线箱和低压接线箱，其中高压接线箱主要通过DC1500V\DC750V和AC380V电压等级的电缆，低压接线箱主要通过DC110V、控制、网络、信号类电缆。车端高、低压接线箱按照模块化设计，保证接线箱外形结构尺寸、安装接口尺寸、内部端子排布置保持一致，方便设备安装、布线和后期的维护与检修。接线箱箱体采用焊接形式箱体内部有端子排、螺栓接线柱、内部配线及扎线杆。箱体内部设有接地点，可以实现导线屏蔽层的接地处理。在接线箱安装时箱体上面和底架接触面之间增加密封胶垫，安装完毕后在四周涂抹密封胶，车端接线箱的密封及外壳防护性能满足IEC 60529有关规定，确保不低于IP66的要求，连接器防护等级达到IP68。

3. 典型电气连接设计案例

3.1车下车端电气连接系统

目前城轨车辆车辆中A型地铁、B型地铁和六轴地铁车项目车端d电气连接设计采用车下车端电气连接系统。以B型地铁为例，车端低压跨接方案为双侧可拆卸型，车端高压跨接方案为单侧可拆卸型，通过在各车底架下面设置车端高、低压接线箱，接线箱均设有吊耳，通过螺栓、螺母、滑块、垫片和弹片吊装在车体底架的C型槽。车端接线箱外设置软管接头、连接器底座和插头，车端跨接电缆从连接器插座引出，接到连接器插头，通过波纹管进行完全保护，引入到下一辆车端连接器上，实现车端跨接电缆的跨接。考虑车下空间，一般会通过分线箱在M2车的车下进行换向，如图1所示

图
1.B型地铁项目跨接方案图

车辆解编时，跨接部分的高压连接器主要操作为两个方面：

1）车端插座部分：在取下插头对后，插座上安装防护盖；

2）插头部分：在取下插头后，插头套上防水塑料泡沫袋，袋口用尼龙扎带扎紧，然后将插头挂到车端处设置的收藏架上。

3.2车顶车端电气连接系统

C型低地板有轨电车项目车端跨接设计采用了车顶车端电气连接系统.车端跨接通过在各车车顶设置车端接线箱，车端接线箱通过车体上焊接的法兰安装在车体车顶上，同时箱子底部设有吊耳，通过螺栓、螺母、滑块、垫片和弹片固定在在车体车顶的C型槽。车端接线箱外设置软管接头、连接器底座和插头，车端跨接电缆从连接器引出，通过波纹管进行完全保护，接到连接器插头，引入到下一辆车端连接器插座上，实现车端跨接电缆的跨接。高低压电缆换向发生在列车中间，例如，4辆编组的车辆换向在2车和3车之间如图2所示。

图
2.C型地铁项目跨接方案图

解编时，将各车之间的连接器插头从车端接线箱上的连接器插座取下，即可实现双端可拆卸形式的车辆解编。车辆解编时，主要操作为以下两个方面：

1）车端插座部分：在取下连接器插头后，插座上装防护盖；

2）插头部分：在取下插头后，将连接器插头在车端做好防护备用。

连接器防护盖用于车辆解编，以及工业设备暂时停用等期间对电气连接的防护。

车顶车端电气连接系统也有单端拆卸的设计方案。这种情况下需要在不可拆卸端车端接线箱设置收藏座，编组状态时防护盖装在收藏座上，解编时将原来安装在收藏座上的防护盖取下安装在插座上，将插头端安装在收藏座上。

四、总结与展望

车端电气连接系统是列车编组和解编的重要组成部分，直接影响列车编组和解编的难易程度。目前，城市轨道车辆设计中跨接方案设计主要存在车顶和车下两种设计思路。车端电气连接系统中最值得一提的就是车端接线箱，接线箱内接线越来越多，但留给接线箱的空间却非常有限，每个项目的接线箱都不尽相同，甚至有的可以说是奇形怪状，这给设计师们带来了极大的挑战。随着城市接轨道车辆智能化的不断推广，车辆间的连接与通讯也日益增多这就导致了跨接线缆越来越粗，连接器越来越多。如何利用有限的空间容纳越来越多的跨接连接逐渐成为设计师们未来要攻关的问题。

参考文献：

1. 董浩,王利,景美丽. 一种新型车端跨接装置在六轴地铁车上的应用,中车唐山机车车辆有限公司.

2. 冀恩祥,宋炭,代明匣.高速动车组车端电气布线研究[B]唐山轨道客车有限责任公司研发中心 ,1009-4067(2013)15-87-01.