軌道車輛用電氣連接器典型失效模式分析

雷秀梅

摘 要：在軌道車輛用電氣系統中，電氣連接器作為核心構件，在保證電氣工作順利進程，提升軌道車輛運行安全與穩定上，發揮著至關重要的作用。基于此，本文從軌道車輛用電氣連接器的相關概述入手，在電氣連接器應用情況歸納與總結的基礎上，就幾種典型失效表現進行了分析，并聯合實際，提出軌道車輛用電氣連接器失效控制方法，以供參考。

關鍵詞：軌道車輛 電氣連接器 失效表現

中圖分類號：TM503.5 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）10（a）-0092-02

電氣連接器（Electrical connector）是連接有源器件的重要器件，在軌道車輛控制系統中承擔電流傳輸或信號傳輸、信號控制等使命，具有易維修、便改進、應用靈活等特征，目前已被廣泛應用于航空航天、軌道交通、電力工程等領域中。連接器一旦失效，將會影響車輛整體的質量和運行安全，基于此，對電氣連接器及其存在的典型失效現象進行分析，明確失效的形成原因，實現對連接器失效問題的科學改進與有效控制，促進其作用的充分發揮就很有必要。以下以軌道車輛用電氣連接器為例來進行分析。

1 軌道車輛用電氣連接器的相關概述

軌道車輛中所應用的電氣連接器依據其連接導線的作用可分以下兩種：（1）接通電路中孤立不通或者是被阻斷的電路，實現電路電流的有效流通；（2）保證預定電流或者是信號在系統中的有效傳輸，滿足軌道交通車輛運行電氣工作需求。依據形態劃分，可分為圓形電氣連接器、矩形電氣連接器兩種類型；依據連接結構進行劃分，大致可分為卡扣式電氣連接器、推拉電氣連接器、螺紋電氣連接器、聯鎖扣電氣連接器、直插電氣連接器等類型[1]。雖然電氣連接器類型不同，其內部結構設計原理、生產應用材料、特征等也存在差異性。但是，在軌道車輛中，電氣連接器的結構組成可依據“接插件系統”“鎖緊機構系統”“絕緣體”“外殼保護”“尾端附件系統”的方式進行劃分[2]。其中接插件（contact）為電氣連接器核心部件，包括插孔、插針、端子等，在進行導向連接中發揮者至關重要的作用，對自身導電性、安裝穩定性要求較高；鎖緊機構（retaining mechanism）是保障電氣連接器機械結構穩定的關鍵因素，通過鎖定與鎖緊構件以提升電氣連接器整體安裝的穩定；絕緣體（dielectric）是保證接插件與電氣連接器殼體之間絕緣的重要措施，側重于保障接插件位置排序的準確與科學；殼體（mono block）對連接器內部結構的保護裝置，部分連接器的絕緣體具備殼體功能，故該類連接器在應用過程中可不與殼體配套使用。

2 軌道車輛用電氣連接器的典型失效模式

接觸不良、絕緣不足、密封不嚴、安裝不良等是軌道車輛用電氣連接器存在的幾種比較典型的失效模式。具體分析如下。

2.1 電氣連接器應用失效之“接觸不良”

“接觸不良”一般表現為接插件的相關接觸存在不良現象。由第一段的連接器概述可知，接插件是電氣連接器的重要組成部分，接插件電氣性能、機械性能的高低直接影響電氣連接器應用效果。因此，接插件機械加工與設計要求、設計規范不相符；接插件生產制造材料應用不達標；接插件安裝不合理；接插件的壓接不正確時，就有可能引發電氣連接器產生“接觸不良”的失效問題，影響電氣連接器應用質量與安全。

2.2 電氣連接器應用失效之“絕緣不足”

“絕緣不足”一般指電氣連接器的絕緣體對地絕緣不足。由于軌道車輛運行環境相對復雜、惡劣，因此在應用電氣連接器時，為降低工作環境對絕緣體的影響，如灰塵堆積、油脂侵染、有害氣態吸附、污染物濡染等，軌道車輛對電氣連接器絕緣體材料、性能與工藝的要求較高[3]。當絕緣體的應用無法滿足實際要求時，將出現絕緣腐蝕、短路、線路擊穿、漏電等不良現象，最終導致電氣連接器失效。

2.3 電氣連接器應用失效之“密封不嚴”

結構性密封與工藝防護性密封是軌道車輛電氣連接器應用的重要密封形式、通常情況下，需根據軌道車輛外部運行環境、軌道車輛不同位置接線要求、電力設備布線情況，做好密封工作，避免密封不良導致連接器內部結構破損問題，使電氣連接器失效。

2.4 電氣連接器應用失效之“安裝不良”

“安裝不良”一般可分為兩種：一種是連接器安裝緊固不良，電氣連接器安裝質量與電氣連接器作用的發揮存在直接影響，保證安裝位置的準確性、安裝操作的規范性、安裝方法應用的科學性，至關重要。對此，在進行電氣連接器安裝時，應明確認知電氣連接器結構設計原理，掌握電氣連接器工作環境要求，明確其結構特征，從而確定安裝位置與方法。例如，在工作環境相對惡劣的條件下，應盡可能進行電氣連接器橫向安裝。另一種“安裝不良”為連接器鎖緊不良，主要表現在鎖緊機構不良，它將導致軌道車輛電氣連接器分離解體、運行斷電等問題。通常情況下，當軌道車輛插頭鎖緊不到位或電機電源插頭鎖閉松動時，容易在車輛振動下使連接分離，導致部件斷裂或破損。對此，在進行電氣連接器安裝時，要特別注意連接器是否鎖緊到位。

3 軌道車輛用電氣連接器失效控制方法

3.1 軌道車輛用電氣連接器失效舉例

某鐵路局所應用的HXD1D型機車，在運行時常出現6A視頻子系統視頻畫面時斷時續問題。經檢修維護工作人員檢查發現，視頻子系統中所應用的電氣連接器存在插針錯位、絕緣體損壞、連接器安裝位置偏移等問題。

3.2 軌道車輛用電氣連接器的失效檢測與控制

為探尋電氣連接器失效原因，可采用如下方法進行檢查。

（1）利用智能導通檢測儀進行連接器通斷與導通回路電阻監測，通過檢測片段是否存在短路、斷路、配線失誤問題。

（2）遵循國家有關規定，進行電氣連接器組件中地絕緣體保持力檢驗、電纜拉脫力檢驗、接插件安裝位置檢驗，進行檢驗結果與指標標準對比分析，判斷是否存在固定不良、接觸不良等問題。

（3）利用絕緣耐壓檢測工具等進行連接器絕緣耐壓檢測，用以及時發現與控制絕緣不良失效問題。

為保證軌道車輛用電氣連接器失效問題的有效控制，相關工作人員應從連接器選型與安裝兩個層面入手，進行連接器應用質量的強化。在選型過程中，需對連接器規格、類型、性能、電氣參數、安全參數、接卸參數、操作規范、安裝形式、連接形式等具有全面了解與掌握，并根據連接器使用要求與軌道車輛用電氣連接器工作環境進行連接器的科學選擇與應用。在安裝過程中，需對影響電氣性能、機械性能、安全性能的因素具有全面了解，并根據實際需求進行電氣連接器結構的科學設計，應用正確裝配方法進行組裝，做好裝配檢驗工作。

4 結語

軌道車輛運行過程中，由于其運行環境存在的復雜性特征，有可能影響電氣連接器使用質量，產生電氣連接器失效問題，從而為軌道車輛的安全與穩定運行帶來不利影響。對此，在當前軌道交通工程項目大規模發展，軌道交通車輛運行要求不斷提升的背景下，應加強對軌道車輛用電氣連接器失效模式的研究，明確連接器結構與連接器失效問題的關系，在保證連接器選用科學性的基礎上，實現對連接器失效的有效控制。

參考文獻

[1] 顏杰.國產化城市軌道車輛車鉤連接器的改進[J].機械制造，2017，55（11）：80-82.

[2] 邵志和，劉貴，王秋華，等.IEC 62847機車車輛電連接器國際標準的技術分析與研究[J].機車電傳動，2017（2）：1-4，8.

[3] 段桂環，陳寧.軌道交通電連接器國內環境試驗標準分析[J].環境技術，2016，34（6）：69-73.