高速动车组列车电气布线方案优化研究

高速动车组列车电气布线方案优化研究

刘宗明 郭茂峰 慕春雨

中车青岛四方机车车辆股份有限公司  山东省   青岛市  266111

摘要：经过十几年的“消化吸收”，我国的高铁技术已经从“正向设计”到“自主创新”。而在此期间，高速铁路的生产，也是一个长期积累知识与技术的过程。在设计及制作阶段，不断地总结经验，以提升效益及产品品质。在此基础上，提出了一种新的解决方案，该方案不仅可以使预先设计的方案更加合理，而且还可以使产品在生产和加工中得到更好的应用，从而达到降低产品成本的目的。长期以来，我国高速列车在平面布置与制造过程中，均有可供改进的余地。

关键词：高速动车；电气布线；优化

1高速动车组车端电气布线重要性

随着高速动车技术的不断完善和提升，其技术设计工作以及生产制造的组织水平将会明显地提升我国公交产业的整体实践发展水平，同时也为广大人民群众在日常生活中真正参与的交通实践活动提供了稳定而充分的便利条件。在国内普遍使用的高速列车，电气设备是高速列车内部装备系统中最主要的元件。如何对高速列车装备的电气工艺元件进行合理的接线管理，是保障高速列车装备长期稳定服役的关键。基于以上的研究背景，对高速列车尾端的电气线路进行了简单的介绍。

2轻量化的接线结构设计

2.1材料选择

不同的物质有不同的密度，按单位重量计算，碳钢与不锈钢是一样重的，不锈钢材和碳素钢材比铝重三倍左右。因此，在允许的强度下，最好使用铝材料。在铝材强度不够的情况下，为了提高铝材的强度，可适当增大铝材的厚度。在某些严酷的户外环境下，还可对铝材表面涂上一层防锈涂料。在选材和结构设计的基础上，在满足使用要求的前提下，可开出部分工艺减重孔，达到降低零件质量的目的。

2.2最优配线构件

在布线设计中，为了实现布线技术，常常需要分别设置线槽。而在实际中，线槽的安装要涉及到内部及通风管道的各类梁体及安装结构，不但构造复杂，而且很容易对空间产生干扰。因此，我们可以从整体角度出发，将一种结构与车身相连接，在其上铺设缆线，并将部分内部构件（例如顶壁面板）和空气管道安装于其上。这样不但能减少线路的重量，而且还能使整个汽车的重量大大降低。

2.3车顶设备的过电压确定

对于普通高铁车辆装备来说，OV4为受电弓与主断路器（或避雷器）之间的线路，OV3为主断路器（或避雷器）与牵引变压器原绕组之间的线路。如果避雷器装在主断路器前面，那么只有弓段的电压是0V4，而其他的高电压元件在避雷器后面都是0V3。

2.4技术参数

在电气控制柜的技术参数方面，主要规定了回路电源的额定电压波动范围。回路电源的额定电压为控制柜的电源电压，电压波动范围为额定电压值的0.75至1.25倍。由于电气综合控制柜中包含了控制功能模块，且电气综合控制箱采用3NAC380V电源具有应急电源控制功能，因此电气综合控制箱内对PLC、触摸屏电源参数、充电模块、整流模块电源参数的规定比电气柜多。

3具体优化方案研究

3.1设计返线表及核线表

在正规化列车投入运营后，我们发现了列车的接线方式等方面存在的问题。因此，提出了一条比较合理的生产工艺路线，并提出了相应的运行方案。

以往的施工都是按照布线表来布线，顶棚和底架回线，以及顶棚和地面的布线。当所有电线都到位时，要按照核能电线表来检查全车的电线。而底架的返回线，则不需要考虑保留的长度（在之前，天花板上的线槽和底架布线，都有保留的空间），可以直接检测出安全带的终点，但是，需要多利用布线表格，以及大量的布线表格，这就导致了一条真正的返回线，需要耗费大量的时间，这就导致了大量的人力物力的浪费。采用新设计的下框式回线表，实现了对同一部位的线束的快速分拣，从而极大地提高了产量。

用于核线的核线表的束流分类法，是按照束流起始点的编号由高到低的顺序进行的。然而，在实际的引出过程中，引出的位置较多，因为引出端的引出点的位置不同，引出点的点位较多，因此引出点位比较困难。为此，提出了一种新型的核线表，并对其进行了改进。在布线时，只要将同一狭缝出口的全部线束编号与同一位置代码的线束编号对照即可。如果导线的数目精确一致，则该导线在此为正确。有了这个核线表，布线的工作时间可以减少超过一半。

3.2动车组列车车内布线工艺流程的优化

在常规的高速列车布线作业中，一般都是先在地上铺设线槽，再在地上、顶棚上铺设回线，这种布置不可避免地会造成操作者间的相互影响。比如，在天花板上铺设电线，就需要一架梯子。而地面上的电线沟槽及电线束均位于楼梯下方，楼梯对地面操作员的作业造成很大的阻碍；同时，梯子也会对地面的电线产生损伤，并对地面产生冲击。所以，必须改善施工流程，先布置顶棚，再布置地下管线及其它电线。本项目提出了一种新的施工方法，该方法既能提高工人的工作效率，又能有效地利用人工资源，减少线束在布线时的损毁，又能有效地提升产品质量，提升生产效率。

3.3动车组列车车内布线方式及线束路径的优化

传统的接线方法是在获得线束后，从接线表中找到线束线路、电压电平、插座位置和备用长度，确保插座的备用长度，然后将线束放置在相应的电路槽中。线束路径包括天花板线槽、垂直线槽和地板线槽。预留插座不完全统一，包括天花板线槽、垂直线槽、地板线槽、终端接线孔。一根电线需要用许多带子绑起来，而且操作过程很慢。此外，由于线束保护的固定位置不均匀，无法保证任何起点的线束固定尺寸的准确性，在某些情况下，甚至可能需要返工进行处理。

为了解决这一问题，提出了将保留线的预留位置，从而彻底解决了这一问题，并提出了一种新的解决方案，并且可以进行预布线，这样不但可以提高布线的效率，减少制作时间，还可以确保预留使用的面积，改善连接的品质。

3.4优化线槽过渡处布线

标准动车组的电控系统比较复杂，涉及到的电控线路较多。线束所占的面积较大，而车辆内部的接线面积较小。

如9号列车底板线槽BR2两端导线多出，造成 B、C两种电压水平导线相交，造成导线过高。在铺装过程中，必须多次重新布置，并松开吊带，这样做的效果并不好。在高速动车铺设完成后，线路沟道将受到严重的挤压，使线路绝缘性能下降，严重影响高速动车的运行安全。而地面受压又会影响到信号的传播，使信号衰减加剧，甚至使设备失效。为此，人们多次对其进行重新设计，甚至还对其进行了更换。通过改变高速动车身底板的线槽排列方式，可以有效地解决这一问题。

造成BR2底板线槽两端线高的原因有二：①布线束数多；②布线槽两端的电压等级布线束 B、C相交。有很多的电线是不能被替换的，所以尽量避免电线的交叉。根据现场实际情况，不能进行BRLBR3线束插槽的更换。电线进入控制室时，为了防止电线的穿插，把B, C, C, B, A的电压等级调整到R2，使电线的穿插在地面的容许范围之内。

结束语：

综上所述，随着高速动车EMC技术与保护措施的不断完善与普及，EMC设计策略与抗干扰措施的提出，将为各种类型的高度动车电子系统EMC性能的进一步提升打下坚实的基础，从而推动电力线路的发展。

参考文献：

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