HXD2系列機車整車布線研究

孫鳳霞

（中國北車集團大同電力機車有限責任公司產品開發部，山西 大同037038）

0 引言

電力機車布線是指機車各個電氣設備之間按電路要求用電纜連接起來所形成的完整系統，能使各個電氣設備按邏輯控制，保證機車按指令工作。整車布線作為機車實現功能的傳輸載體，在機車設計、生產中均占據著舉足輕重的地位，整車布線設計的合理與否直接影響著機車安全性、可靠性，影響著機車的質量。現場機車布線是一個繁瑣而又耗時的工作，機車整車線纜有成千上萬根，稍有不慎就會出現漏布或布錯的可能。

隨著大功率交流傳動電力機車的廣泛應用，激烈競爭的市場對產品的質量保證能力和交付能力要求越來越苛刻，這就使得對線纜加工和敷設技術的要求也越來越高，因此研究電力機車整車布線具有十分重要的意義，其有利于提高工作效率，生產出高品質的機車，而這正是機車制造行業不懈追求的目標。

1 HXD2系列機車整車布線結構特點

HXD2系列機車結構設計采用國際上先進的以功能體系為基礎的模塊化設計方法，設備布置采用中間走廊、兩側設備斜對稱的布置方式。整車布線設計根據機車設備布置及功能進行模塊劃分，沿布線路徑通過布線接口處的對接來實現通訊，遵循從頂向下、模塊化設計原則，先布線設計，規定其主、輔、控各線纜的布線路徑，再按功能分隔，設計出各個布線模塊的布線接口。布線路徑如圖1所示。

HXD2系列機車整車布線按模塊劃分主要包括：中央布線、高處布線、司機室布線、車下布線、車體—轉向架電氣連接、頂蓋布線、導流罩布線及司機室頂棚布線。

中央布線是對主電路與輔助電路相關電纜布線，主要是指高壓電纜布線，電纜沿著中央線槽到各電器屏柜的下面或各設備接線處，通過接線端子排與各個柜體實現通訊；高處布線主要體現控制電路相關電纜，電纜沿高處布線線槽到各電器屏柜上部及頂蓋等各個布線模塊，通過連接器與柜體及布線模塊對接，實現各個柜體及布線模塊之間通訊；車體—轉向架電氣連接部分主要體現牽引電機、回流、接地及速度溫度傳感器相關電纜；司機室布線、車下布線及其他布線主要是對安裝于司機室、車下等位置的電氣設備進行布線連接，電纜沿焊接的扎線板到達指定的布線位置，通過連接器與高處布線電纜對接，盡可能實現模塊化安裝及模塊化預布線。

圖" 布線路徑

2 HXD2系列機車整車布線的關鍵技術

2.1 預布線技術

機車預布線技術是機車整體設計理念和先進工業化施工工藝設計技術相結合的一種技術，根據設備的安裝位置將布線電路結構化、模塊化，實現機車預布線，從產品設計到工藝、工裝等各個環節環環相扣，全面考慮。HXD2系列機車整車布線通過連接器對插或接線端子排連接的形式與柜體及各個布線模塊之間通訊，最大化地實現了機車預布線。

2.1.1 高處預布線

將高處布線線槽根據預布線圖紙擺放在布線工裝上，用連接板把各線槽連接起來，通過緊固件對線槽定位，根據布線工裝標出的柜體及設備的位置，布線圖紙文件實現車下預布線、屏蔽處理、連接器制作等操作。高處預布線示意圖如圖2所示。

圖- 高處預布線示意圖

2.1.2 中央預布線

中央線槽及端部線槽按中央預布線圖紙要求擺放在中央預布線工裝上，線槽上有定位孔，與工裝上的定位銷相匹配，將中央預布線線槽放置在正確的位置，并用鉚釘將中央線槽兩兩鉚接，根據中央預布線圖紙、文件實現車下預布線、接線端子壓接及連接器制作等操作。

中央預布線圖紙同高處預布線類似，亦是采用CATIA三維軟件制圖，對各個線槽、電氣設備及相關布線附件準確定位，便于車間施工。

2.2 電磁兼容技術

2.2.1 電力機車電磁兼容設計的基本原則

（1）電纜分離：不同類別的電纜應盡可能分離布置。

（2）回流導體：電路中的饋電電纜和回流電纜應盡可能靠在一起布置，尤其是在電源電纜發射干擾和敏感信號的情況下。

（3）導電結構的使用：電纜的安裝應盡可能靠近車輛的導電結構（金屬車身板、金屬電纜導管、金屬套管等通過導電方式與車身連接的部分），最大限度地利用從金屬表面反射的反向電場，以消除電纜產生的電場。

（4）屏蔽與接地：信號電纜應進行屏蔽，以提高抗干擾性。屏蔽接地時，應在盡可能大的面積上進行。一般來說，電纜屏蔽網應盡可能頻繁地接地，至少應在兩端接地。

2.2.2 電磁兼容在HXD2系列機車布線中的應用

在HXD2系列機車的實際布線中，嚴格按照電磁兼容設計原則執行，整個布線設計預布線效果好，功能分隔清晰，接地布局合理，電磁兼容效果非常好。

（1）電纜分離布置：不同電壓等級的線纜在線槽中按規定分開布置，隔開一定的距離，需要的地方加金屬屏蔽管防護，并可靠接地，如：根據電磁兼容分類將布線分為高處布線及中央布線；高處布線中又將控制線及天線、數據線等分線槽布置；中央布線中有低壓控制電纜經過的路徑都通過金屬屏蔽管或金屬屏蔽護套防護，并與地可靠連接以實現電磁兼容。

（2）導電結構的使用：電纜布于布線線槽內，布線線槽通過焊接支架安裝于車體處；布線線槽采用鋁制線槽，各線槽間用編織線互連，就近多點接地，并涂電接觸油脂。

（3）屏蔽接地及數據總線：控制線路同一線束的幾個屏蔽線通過橋接方式連接，再接到插頭、插座的相同點位，使屏蔽連續，并在過渡端子排或途經位置將其屏蔽層通過接地端子接到大面積的安裝板上，插座外殼就近通過安裝處的接地座接地。

數據總線盡量不打斷，不可避免時，采用專用網絡連接器過渡連接，屏蔽層通過連接器的尾夾進行大面積接地，連接設備端通過就近接地座接地。

3 先進工藝方法的應用

在HXD2系列機車整車布線裝配中，應用到許多創新、先進的工藝方法。如：制作機車預布線工裝，工裝由線槽支架和支撐桌子組成，不同車型可以通過調整相應桌子的位置、更換部分桌子／桌面支架／接線板或調整相應的桌面支架、接線板位置等來滿足預布線需求；制作主變壓器到主變流柜電纜壓接端子工裝，以調整電纜兩端接線端子方向，實現車下預布線及壓接端子；制作內重聯61芯連接器緊固線纜用工裝，以保證連接器尾部與線纜密封良好。

先進工藝方法的應用，滿足了布線設計初衷，方便了工人操作，更有效地促進了生產效率的提高。

4 以維修為導向的設計

HXD2系列機車整車布線的集中化、模塊化，便于檢修維護操作。高壓線纜通過端子排與各柜體之間進行布線對接，線纜基本集中在機車中間走廊的下方；控制電纜分布于機車兩側及前端高處線槽中，各個布線模塊之間及各個布線模塊與柜體之間的布線接口采用連接器；從車下到高處布線及各柜體之間連通需要打斷分線的電纜都集中在中央端子排、轉向架端子排；機車之間互通的線束集中在重聯端子排。操作人員通過上述集中布線位置，可進行快捷方便的操作，判斷故障點。

5 結語

HXD2系列機車已大量交付于用戶，在各個機務段擔任著重載運輸牽引任務，從機務段運用反饋的信息來看，整車布線牢靠，能夠保證各個電氣設備按邏輯控制，實現其控制指令。

HXD2系列機車整車布線體現了合理的結構、先進的技術及工藝方法。通過對HXD2系列機車布線進一步研究學習，可以在后續機車布線上借鑒這些設計優點，提升國內機車布線的設計理念，總結出更合理、更科學的布線方法。

［1］BS EN50343－2014 鐵路設備 鐵路車輛 電纜線路安裝規則［S］.

［2］張曙光.HXD2型電力機車［M］.北京：中國鐵道出版社，2009.

［3］張厚.電磁兼容原理［M］.西安：西北工業大學出版社，2009.