鄧艷俊,姜紅
(南車青島四方機車車輛股份有限公司 技術工程部,山東 青島 266111)
CRH2 型動車組車端高壓連接器由連接器插頭及連接器插座組成,是連接動車組各車輛間主電路、輔助電路的重要部件,其型號為YH400 型連接器,具體型號種類及樣式如表1 及圖1、圖2 所示。

表1 YH400 型連接器型號

圖1 連接器外觀

圖2 連接器座外觀
CRH2 型動車組四、五級檢修時車端高壓連接器的檢修要求如下:
1)清理車端高壓連接器表面灰塵,各部位無破損,連接器絕緣良好。配線無老化、燒損,配線和車體、零件之間無相對摩擦。
2)車端高壓電氣連接器插頭、插座連接及分離時球鎖動作須順暢;插針缺失、縮針、斷裂、銹蝕、燒損時修復或更換;車端跨接連接線及其插頭安裝緊固,接觸良好。動車組在五級檢修時,按照檢修規程要求更換連接器密封槽內O 型圈。
在CRH2 型動車組四、五級檢修過程中,車端高壓連接器插針經常出現變色及磨損現象(見圖3),檢修規程及相關文件對于此類問題均無具體要求,如果全部更換插針,則需剪斷舊插針壓線部位,容易造成電纜長度不足,還需重新布線,造成大量的人力、物力損失。

圖3 連接器座插針變色情況
經過與連接器廠家共同研究,縱合考慮連接器插針額定電流、實際工作電流等多方面因素,制定檢修標準如下:
插針表面存在氧化現象時,處理方法是:1)檢查插針表面有氧化變黃,可不做處理,繼續使用;2)檢查插針表面氧化層有黑色斑點形成,需要用擦銀布擦拭插針表面,去除氧化層。
插針工作表面存在凸點或凹點的情況時,處理方法是:1)插針工作表面不允許有凸點,如果有凸點,應當更換插針;2)插針工作表面產生凹點面積不超過插頭插針與插座插針對接面的5%(表2),都在檢修正常范圍以內,可正常使用。
插針表面有電蝕時,即插針表面有類似電焊打過的凹凸不平的現象,應當更換插針。
標準實施后,車端連接器插針變色、磨損問題的檢修工作有了明確的依據,在保證產品的安全性和使用性的前提下,降低了連接器插針的更換率,避免了因更換插針導致電纜長度不足的問題,節約了大量的人力、物力資源,保證了檢修工作的順利進行,提高了車端高壓連接器檢修的技術水平。

表2 各型號對應的插頭插針與插座插針對接面 mm2
3.2.1 原因分析
分析CRH2 型動車組曾發生的主電路接地和3 次側接地等故障,經落實部分故障原因為YH400 系列連接器縮針,或過橋線護套相對導體向遠離連接器方向位移而導致過橋線導體與連接器外殼短路。
對接狀態下連接器插針不會在連接器內部產生應力,公針與母針對接完成后,連接器插頭和插座由機械結構自行鎖定,不會產生軸向應力。在動車組的運行過程中,過橋線因自重存在下墜力,并因通過彎道而產生曲撓沖擊力和擺動沖擊力,使電纜產生向遠離連接器方向的軸向應力。可以判斷出,該應力會集中存在于連接器對過橋線的夾持處(見圖4)。

圖4 過橋線固定情況示意圖
當電纜夾對過橋線夾持力不足于抵消沖擊力時,過橋線護套將會相對導體外移插針卡環可以在一定的程度上阻止插針和電纜導體后移,如此應力會集中于電纜護套,產生擼拽電纜護套的力。當電纜護套相對導體位移并與插針根部之間的距離超過30.5mm 時,電纜導體部分將暴露在絕緣臺之外,此時極有可能產生電纜導體與連接器外殼放電短路(故障情形見圖5、圖6)。
電纜夾對過橋線夾持力不足時,過橋線護套與插針根部之間距離增大,列車過橋線的沖擊力會部分傳遞給卡環。此時插針卡環和絕緣臺將承受軸向應力,在長期的應力疲勞中,卡壞因磨損而導致縮針,隨即引起3 次側接地或主電路接地的故障(故障情形見圖7、圖8)。

圖5 連接器插頭燒損

圖6 連接器插頭分解后細況

圖7 連接器插頭縮針尾部

圖8 連接器插頭縮針正面
3.2.2 解決措施
1)增加對過橋線護套位移尺寸的檢查,在超過3 mm時,對連接器進行分解檢查并進行加固作業,抑制拉脫位移。此項工作結合二級檢修進行,目的是保證運營過程中連接器不發生拉脫位移。2)在過橋線與連接器尾夾夾持部位增加熱縮管,以增加過橋線與連接器尾夾的過盈配合夾持力。此項工作結合三、四、五級檢修進行,目的是保證過橋線與連接器尾夾的過盈配合夾持力。
解決措施實施后,徹底消除了過橋線護套相對導體向遠離連接器方向位移的隱患,保障了動車組的運行安全。
作為連接動車組各車輛間主電路、輔助電路的重要部件,車端高壓連接器的檢修質量直接影響動車組的運行安全,本文所探討的相關故障及處理經驗對后期CRH2 型動車組車端高壓連接器的檢修及新造工作具有一定的借鑒意義。
[1]TB/T 2761-1996 機車用電連接器基本技術條件[S].
[2]IEC 60512-3-1-2003 鐵路車輛的絕緣試驗 試驗3a:絕緣電阻[S].
[3]NFF61-030 電氣連接器——概要[S].