电力动车组用电气连接器失效模式、案例分析及预防措施

1、电力动车组用电气连接器失效模式、案例分析及预防措施摘 要本文介绍了电力动车组生产过程及运营中出 现的几种典型的连接器失效模式，针对实际案例分析了连接 器几种典型的失效模式。最后提出了常见的几种预防电气连 接器失效的措施。关键词 电力动车组 失效模式 电气连接器中图分类号： U266 文献标识码： A 文章编号： 1009-914X （2018）17-0105-02AbstractThis paper introduces several typical failure mode of connectors in ？ manufacturing process for EMU ，and in v

2、iew of the actual case to analysis connector of several typical failure mode.At last ， the paper put forward some preventive measures to prevent electrical connector to be failure mode.Key wordsEMU Failure mode Connector1. 引言?气连接器是电气领域经常用到的连接转换部件，是一 种为电线和电缆端头（或设备件）提供快速接通和分断的电 气装置，担负电能传送、信号传递的功能，使电路实

3、现预定 的传输电流或控制信号的功能。其在轨道交通、航天等领域的中应用十分广泛。电气连接器在电力动车组上应用十分广泛，各个系统使 用了不同型号、不同规格的电气连接器，种类有GTC、 QE、HARTING 尼龙连接器（二芯/三芯/六芯/十二芯等）、YH400 型等。同时由于设计、 生产制造工艺及运营路况等各种原因， 也存在较为突出的连接失效问题。若车辆在正线运营的情况下发生电气连接器失效，势必 造成动力、控制、各类信号系统出现故障，直接影响电力动 车组的在线运营。因此分析其典型的失效模式，据此制定合 理化的预防措施尤为重要。2. 电气连接器的典型失效模式电气连接器的失效模式有很多，根据电力动车组在

4、生产 过程中及正线运营中的故障反馈，从使用角度，总结概括出 以下几种典型失效模式。2.1 接触不良接触不良，是指连接器用的接触件即插针对没有达到预 期导通或信号传递性能，造成信号的时断时续、电流或电压 不稳定的故障。2.2 组装不良电气连接器的组装工序是非常重要的工序，该工序直接 影响电气连接器的连接性能。从生产实践及车辆的功能调试 试验分析得知，插针、绝缘体、壳体三者任何一项没有组装到位都有可能出现连接器失效。2.3 压接或焊接不良连接器插针采用冷压接工艺或者是锡焊接工艺，在施工 作业中，可能出现各种不良，出现品质较差的产品，造成电 线导体与插针连接状态不稳定不合理。压接或焊接不良多发在组装

5、制造过程中，出现该种情况 的主要原因是压接工具与使用端子（连接器插针）不匹配。2.4 绝缘不良绝缘不良主要是指由于连接器内部的绝缘体开裂、破损 等没有起到绝缘作用或绝缘性能降低，造成的连接器失效。绝缘体的设计机构及材料是影响是绝缘性能的主要因 素。另外，由于组装及使用环境等因素的影响，绝缘体受不 平衡应力、表面或内部存在杂质、油脂、水汽、焊剂、化学 类污染物等，均可能造成短路、漏电、击穿、绝缘电阻低、 腐蚀等绝缘不良的现象。2.5 连接及锁紧机构不良电气连接器的连接及锁紧机构是连接器机械性能的重 要保证，直接关系到连接器结合状态电气连接的可靠性以及 频繁连接时操作的便捷性和适宜性。2.6 密封

6、不良此种失效模式主要是指连接器内部进水或水蒸气、电介 质等导电物质，造成线路短路，而至连接器烧损的一种连接器故障，主要是由于连接器密封不良造成另外还有安装结构不良和选型配套不良等失效模式。三.典型连接器失效分析3.1 固定失效2010 年配属某局某列动车组出现主变压器油流停止故障，经检查确认，发现 4、5车之间过桥线线号为 704Z连接 器松动脱落，导致 APU3 无输入电压。打开连接器，连接器 内部有烧灼痕迹，如图 1、 2 所示分析：该连接器是 YH400 型高压连接器，从故障现场分 析，连接器锁紧机构没有松弛、晃动，固定性较差，次问题 属于典型的锁紧机构和固定不良造成。连接器锁紧机构存在

7、 缺陷，在长期运行环境中导致不能有效锁紧，固定不良导致 题发生。3.2 配套选型不良2010 年某动车组在运行过程中 7 号车牵引变流器报 “接 地T故障，经司机操作 RS复位无效后，将7号车动力切除 后维持运行。对该车四台牵引电机分别进行了绝缘测试，发 现 4 轴牵引电机侧连接器插针与外壳之间短路。同时在连接 器插头绝缘体上有水珠， 连接器插头、 插座的插针出现变色、 电蚀情况，具体如下图 3、 4 所示。分析：器插头进行了拆解检查，发现连接器 U 相插针烧损最为严重，其压接部位的热缩管已烧损，插头内部绝缘体 在 U 相的边缘部位出现碳化现象，如图 5 所示由于某电机制造厂家在电机国产化阶段

8、采用了外径较 小的电缆，导致了与连接器橡胶堆匹配不良，造成连接器组 装后无法保证其密封性能。在外界有雨水、积雪（积雪的危 害要大于雨水）的情况下，会造成连接器插头进水。根据产品及设计需求，牵引电机用电线电缆变更型号规 格，新型低烟无卤电缆外径较原电缆细，但牵引电机生产厂 家未相应调整电缆及连接器的配型关系，虽然连接器为防水 型连接器，且防水等级较高，但由于连接器绝缘体与电缆不 配套，造成密封不良。同时，对于运行环境较为恶劣的转向 架区域，未采用额外的防水密封作业，造成电气电机连接器 内部进水（图 6）。该故障属于典型的匹配选型与密封不良。首先设计要求 与连接器选型尺寸不符，线缆与连接器绝缘体不

9、匹配为主要 原因；其次未按照要求进行密封防水作业。四.几种连接失效控制措施及检验方法根据以上对电气连接器失效模式的分析，对连接器设计、 生产制造、选型及使用以下几种措施：4.1 选型方面连接器选型必须综合考虑设计参数要求（电气参数、机械参数、安全参数等） 、性能、规格（尺寸参数） 、以及是否应用在特殊的环境中，是否符合相应的技术标准，有无可参 考的应用先例等，操作安装方式、插合锁紧方式和接触端接 方式等内容。分析各种连接器的设计可靠性和工艺制作水平， 选择稳定、可靠的连接器。4.2 合理使用、正确操作 电气连接器的合理、正确使用是保证其电气性能及可靠 性的重要环节，对电气性能和机械性能的质量和

10、数量影响很 大。电气连接器的正确正确操作包括插针与电缆的匹配、安 装位置、组装过程、密封作业、锁紧机构等。4.3 检测方法 电气连接器需要进行检测、检验合格后，才能保证运营 的安全。 目前检验方法主要有导通回路电阻检测、 瞬断检测、 单孔分离力检查、拉脱力和保持力检查、绝缘耐压检测、目 视检查等方式。四.结束语 电力动车组长期运营在高速的条件下，环境恶劣，电气 连接器受到的振动、冲击较大，车外电气连接器饱受受雨雪 天气，温差较大，尤其在兰新线运行的高寒动车组，常年经 受风沙等恶劣天气。因此，电力动车组用电气连接器必须有 良好的密封性、锁紧机构、良好的绝缘性等，同时建立建立 预防机制， 定期进行检查检测， 保障可靠地优良的电气性能。参考文献1