電力機車線纜半成品制作及改善優化

(中車株洲電力機車有限公司，湖南 株洲 412001)

0 引言

HXD1(深度國產化)電力機車是中國中車株洲電力機車有限公司與德國西門子合作，引進消化技術，并深度國產化的新一代交流傳動貨運電力機車。HXD1(深度國產化)電力機車由于其優異的動力特性和穩定可靠的安全性深受客戶青睞，目前，該車型主要運行在國內的大秦鐵路、大包鐵路等。

顧名思義，電力機車是完全依賴電氣線路供電才能運行的機車。機車線纜作為電力機車電力傳輸和信息傳輸的載體，其性能直接影響著電力機車安全可靠的運行。因此，性能優良的機車線纜是制作高質量電力機車的必要條件。

線纜長度對于控制機車制造成本是一個重要因素，線纜長度過長一方面直接增加了原材料的使用，使得機車投入成本升高；另一方面在下線的時候線纜裁剪過長對于后續人員作業帶來了很大困難，增加了工作量和勞動強度，降低作業效率。線纜過短則不能達到設計要求或者在機車運行過程中容易被扯斷繼而影響電力機車的行車安全。

目前，線纜在下線制作過程中通常是采取比較保守的策略，即下線的長度比實際所需要長，留有一定裕度。現機車中采用的裕度值過于寬泛，線纜浪費比較嚴重，同時也增加了作業人員的工作難度和勞動強度，降低電力機車的制造效率，這些最終轉化為了電力機車的制造成本增加上。過寬的裕度值使得線纜在電力機車裝配完畢后盤繞過多影響信號傳輸效率，綁扎多余的線纜也影響電力機車布線美觀。

由此可見，電力機車線纜制作工藝進行優化對降低制造成本提高公司經濟效益有積極的作用。尋求一套行之有效解決方案對線纜制作工藝進行優化成為迫切的需要。

1 線纜半成品制作概述

1.1 電力機車線纜簡介

電力機車電路線纜按功能劃分可分為主電路線纜、輔助電路線纜、控制電路線纜以及各類接地線纜。

主電路線纜主要用于傳輸電力能源，包括高壓受電電路線纜、主變壓器電路線纜、主變流器電路線纜以及牽引電機電路線纜。簡而言之，主電路線纜與機車運行直接相關。

輔助電路線纜主要為機車的各種輔助設備供電。如為牽引風機、屏柜風扇、油泵水泵空氣壓縮供電，以及屏柜加熱、暖風機、空調等取暖設備的供電，還包括車上供電插座、空氣壓縮機電機等處的供電。輔助電路線纜并不直接參與機車運行或者牽引，而是為對主電路設備的正常運行提供輔助服務，調節和改善機車輔助設備的工作環境溫度，使其能夠長期穩定可靠高效運行。

控制電路線纜主要實現機車上各種設備的控制信號傳遞。控制電路線纜還為車上的部分簡單設備如車上照明燈等進行閉合或斷開控制。此外，電力機車上一些數字模塊模擬模塊等信息采集模塊以及由給類控制器控制的設備提供電源，通常這類設備的所需電壓值比較小。

接地線纜主要有以下兩方面的作用：一是在電路中器安全保護作用，在漏電的情況下，用電人員和接電線并聯，由于接地線電阻小，電流經過它迅速流入大地，使用電人員避免觸電；二是防止電磁輻射干擾。

機車線纜線型由材料、耐壓等級和標稱橫截面積三部分組成組成。

1.2 線纜半成品制作工藝流程及要求

1.2.1 線纜制作流程

線纜制作工藝流程包括了下線、剝線、套線號和熱縮套管、壓接接線頭、吹線號套管和熱縮套管等步驟，如圖1所示。

圖1 線纜制作流程圖

1.2.2 線纜制作注意事項

線纜在制作過程中應當按照工藝文件要求執行，保證線纜制作合格，見表1所示。

2 線纜制作現狀分析

本文對線纜現現狀分析主要針對線纜制作對機車成本的影響上。目前，機車線纜制作過程預留的裕度過大加大了廢線的產出，另外預留線纜裕度大在設備接線過程中增加了作業人員作業的難度和工作量這就延長了生產周期，導致機車制作成本上升。針對這個情況，本文對線纜制作過程產生的廢線做了數據統計。見表2所示。

表1 線纜制作注意事項

線纜制作過程中，裕度值過大現象主要出現在輔助電路線纜和控制電路線纜上。由于主電路線纜在機車上用量相對較少、分布也比較集中，在下線之前容易測量，所以工藝文件上給出線纜長度比較準確，在接線工序中基本不需要再裁剪。主電纜線纜在機車制制造過程中產生的廢線數量極少。然而輔助電路線纜和控制電路線纜在機車上分布廣泛而且用量巨大，另外這兩種線纜基本都是與機車上的各類輔助設備和控制設備相連，各種設備在裝配到機車上之前，無法測量到接入線纜長度的準確值，通常是跟根據經驗并加大預留兩端線纜的裕度，保證線纜可用不至于報廢。線纜的長度拋量過大，一方面增加了線纜的用量導致線纜成本升高；另一方面過長的線纜給接線的作業人員增加了難度，原本1個工時可以完成工作量，由于線纜過長，現在1個工時的工作需要花1.5個工時甚至更長。降低了作業的效率，最終是導致電力機車制作成本增加。線纜拋量過大主要是由工藝人員定長時，依據三段定長法給出線纜兩端與設備相連處的長度。

表2 典型工序廢線統計表

目前生產的HXD1(深度國產化)電力機車上使用的各類接地線纜有360根，總長度超過了120 m。接地線主要有這幾種線型：6軟銅絞線TJRX3、10軟銅絞線TJRX3、16軟銅絞線TJRX3、25軟銅絞線TJRX3、50軟銅絞線TJRX3、TJRX3-120、TJRX3-185。各線型在機車上使用的數量和長度不盡相同，同一線型也有不同長度值。

機車上由于使用的接地線線型和數量很多，如果制作過程出現異常，效率低下將會影響機車組裝。接地線制作現在是根據工藝文件中的代號編碼逐一裁剪制作，這樣雖然保證了不會遺漏，但是嚴重影響效率，尤其是目前生產任務異常繁重情況下，接地線制作效率有待提高。

3 改善方案

針對目前電力機車線纜制作情況，由于線纜裕度過于寬泛，需要作出合理改善優化，依據“122”定額管理原則，對線纜實際使用定額進行及時的修訂，在保證質量的前提下，盡可能降低機車制造成本。

3.1 針對線纜制作過程中線纜浪費情況的改善優化

1)采用三段定長法計算中央線槽中的線纜長度，并到現場進行核實計算長度，預留一定裕度。

2)設備兩端線纜長度首次采用三段定長法預留一定裕度(初次可以寬泛點)。

3)待首臺車下線布線接線完畢，再度數據進行審核，并進行比較分析，對裕度值進行優化，如此反復，將優化后的結果再運用到后續車輛上。

4)重復上面步驟3～5次，得到最優結果。

3.2 針對接地線制作過程中效率低下情況的改善優化

1)將接地線的同一線型歸列出來，并把相同長度的接地線整理到一處。

2)對同一線型同一長度的接地線統一一起制作。

3)相同長度的接地線先裁剪出單根線的整數倍長度，然后再裁剪成工藝要求的單根線長，并壓接接線頭。

4)對制作好的接地線按要求吹縮對應的標記線號并轉運。

4 結語

線纜制作不僅直接影響機車的質量，還對機車生產成本有重要影響。因此需要在生產過程中不斷地優化和規范，不僅要對制造過程進行嚴格的控制，還要不斷地優化相關的工藝文件，在保證產品質量的前提下，盡可能地降低生產成本使企業產生良好的經濟效益。

本文根據現場調研，針對機車生產過程中，線纜浪費現象比較嚴重以及接地線制作效率低下，對此提出了相應的改善優化方案，對提高生產效率、降低制造成本有一定實際指導意義。