新型动车组电气连接器开发项目风险管理应用研究 

新型动车组电气连接器开发项目风险管理应用研究 

张宏涛 ,李志宏 ,贾兴强

中车唐山机车车辆有限公司  河北省唐山市  064000

摘要：在社会不断发展和进步的今天，科学技术促进了铁路的高速发展，动车是新时期新出现的一种交通工具，其质量的稳定性和可靠性以及运行的安全性和顺畅性为人民群众的生活带来了很大的方便。而且动车车组连接器对动车运行及生产起到了至关重要的作用，连接器出现问题不仅会影响到动车正常工作，还会给动车造成不必要的隐患，所以应该定期进行检查并加以消除，对电器连接器进行良好的维护，保持动车正常工作。

关键词：动车组；电气连接器；失效

前言：所述电气连接器为将两电路相连的导体或者两传输元件装设而成，以提供电路系统内能够迅速或者容易地分开的接口。电气连接器结构性能和可靠性受到产品设计结构，材质质量，装配工艺，装配环境以及附件之间选型匹配等诸多因素影响，所以在产品制造，装配工艺和连接作业过程中都会产生各种各样的问题，进而导致失效形式多种多样。在同一时刻，动车组安全运营，事关国计民生和广大旅客人身安全，所至对连接器性能提出了更为苛刻的要求。迄今为止，国内外对于高速动车组电磁兼容性研究仅限于电磁兼容现象的单纯分析，试验和评价。以高速铁路系统整体（包括其外在复杂电磁环境）为研究目标，从理论上对高速动车组电磁兼容性进行较全面地分析与研究，对于高速铁路发展具有十分重要的指导意义不一样。

一、电气连接器概述

连接器技术发展十分迅速，当前根据具体连接方式主要有端子连接，插接式和端子压接3类。国内动车组现使用较多，为“公母针”插接式连接。插针压接于导线上的压接式还有部分插针是与导线焊合为一体的，该插接式具有单位面积内插针密集、充分利用插接空间、缩小电器元件尺寸、减少损坏概率等优点。此外，适用于露天防水型连接器可以更加有效地保证连接器可靠性能。该“公母针”插接式接头适用于动车组各种不同功能线缆通道的接线，能同时满足信号传输反馈，防尘防水和电源接线等各种功用，达到动车组快速接线和脱开的目的，且检修方便迅速，符合高速铁路系统自动化和智能化概念。充分保障动车组电气系统可靠工作，确保行车精确和安全。车组电气连接器功能是搭建线路隔离不同线路间的桥梁，能让电流流通让线路达到预期功能，也能控制回路连接及供电路线衔接以达到动车组电气设备快速直线衔接，达到设计模块化以推动车组正常工作。动车车组电器连接器能改变设备工作流程为动车便于检修，例如当某车节车厢发生故障时，安装电器连接器部件能迅速更换而不会对其他车组电气设备造成影响，也增加产品设计灵活性。电气连接器可以确保动车车组内的多种信号同时接通，互不干扰。

二、高速动车组电磁兼容性问题的重要性

高铁需要高速动车组车辆，牵引供电和轨道。单从高速动车组本身来看，由于大功率电力电子器件应用越来越广泛，自动化程度越来越高，车载电子设备无论在数量上还是在复杂程度上均达到空前的高度，车内及车外电磁环境越来越复杂恶劣。与此相对应，高速动车组电气和电子系统间相互干扰即电磁兼容性问题也就成为确保动车组安全行驶的一个重要影响因素，不管是从主牵引控制上还是网络通信上，均对高速动车组电磁兼容性有较高要求。

高速动车组车载电子设备正向着数字化，高频，高速，高灵敏度，多功能，小型化等方面发展，使得这些现代电子设备生成及受电磁干扰的概率大大增加，不可避免地会使关联的电气及电子设备受系统之间电磁干扰影响不一，同时对高速动车组电磁兼容性（EMC）要求越来越高。

三、电气连接器典型故障分析及预防处理

（一）接触不良

接触件是电气连接器导电部分的核心组成部分，用于向与之匹配的连接器相对应的接触件传输连接器所接电缆发出的电信号。接触件自身结构设计不合理或安装操作失误、生产制造过程中工艺不佳均可导致接触件接触处与端接处接触不良。

另外，电气连接器生产制造中连接器电缆线芯折断、压接钳不当使用导致虚压、压接孔和导线线径不符等问题均可导致连接器接触处接触不良继而导致连接导通失效。所以接触件一定要有稳定、可靠的接触保持力以及优良的导电性。

对上述原因，做了相应措施予以防止和消除：结构设计要合理，要充分考虑运行工况，多加论证以确保设计性能；工艺标准要完善，生产装配监管要强化，连接器核心部件要认真按技术标准生产，不得引起虚接；交接时应检查针位，排线及捆扎情况，验证连接状况、外观及其他情况；耐压试验要检测绝缘阻值；运输中保护器件要避免振动碰撞。

（二）接头绝缘差

确保电气连接器绝缘性能绝缘体的功能是使连接器内的绝缘件与内、外绝缘要求件保持良好绝缘，还起着固定、定位插针与其他接触件连接。连接器绝缘不良是由以下几个因素引起的：生产使用时外界尘埃或者金属物及其他导电物质的进入、绝缘材料不合标准要求、绝缘材料老化、引起击穿、使用时磨损等等。确保连接器优良绝缘性能的相应措施有以下几个方面：严把标准绝缘材料关，从根本上确保绝缘性。动车组对于所用连接器在材料上都有着严格的技术要求。如车端接头技术要求中规定接头非金属材料必须满足阻燃，低烟，无毒，不含卤素物，经盐雾试验接头金属防护层腐蚀面积小于金属防护层腐蚀面积，非金属材料没有明显泛白，膨胀，起泡，皱裂和麻坑缺陷。要求供货商严格执行技术要求、改进制造工艺、避免因不适当组装而磨损损坏、首件鉴定中提供有关材料试验报告。二是操作时，定期进行检查，测其绝缘阻值并及时进行修理或替换，以确保操作的安全性。绝缘电阻的测试方法如下：对接头施加一特定电压值并测量接头导通点和非导通点漏电流大小以判断接头绝缘性能合格与否。

（三）固定不良

连接器通过壳体与装置安装固定。壳体是电连接器之外罩，功能除提供定位与固定外，于连接器插接时对内部接触件提取准确定位与防护。因设计结构失当，或者制造工艺质量不过关等原因均可导致固定不良，致使插头与插座，绝缘体与壳体不正常脱离，从而影响安装固定及接触可靠性，甚至可能导致系统电能传输中断及信号控制等严重后果。防范处理措施推荐：在生产装配时，严格把关，保证壳体紧固是插拔准确度第一支撑；对连接器核心部件进行检查校核，标定插针和插座对接准确性、各零件是否稳固、检查导通性能。

（四）密封状况差

电器连接器密封性能包括两方面，一是连接器本身的结构性密封，二是工艺性密封。从这两个角度分析了密封不良的成因：一是连接器自身设计结构密封不合理以及密封中存在结构性缺陷等问题，这些问题导致在实际应用中出现了密封不严和外界污染物流入连接器内而影响连接器性能，二是所选密封材料存在缺陷或装配工艺不合适等问题，致使密封效果没有达到预期要求，外界污染物流入。密封对连接器电气性能和机械性能有很大影响，密封不好，会使电路受阻，从而使电源或者信号传递受到干扰，也会使连接器寿命降低。保证密封性能好，有两项措施：第一，连接器结构设计时，要充分考虑密封要求；第二，密封材料选用尤为重要，严把材料指标与制造工艺。

结语：

动车正常运行离不开电气连接器，电气连接器既提供电流流通功能又提供信号功能，如果电气连接器发生故障就会对动车正常运行产生直接影响。所以我们应该明确动车车组连接器常见的故障原因和处理办法，并不断完善对装备的检查和预防机制，便于故障排除后能够快速判断并回复到机车正常工作状态，促进动铁路运输业蓬勃发展。

参考文献：

[1]文强，董力群.动车组电气连接器常见失效模式分析[J].电子质量，2014（2）：27-29.

[2]邱岳.动车组电气连接器与相关问题研究[J].科技展望，2017，27（4）.