CRH5A型動車組連接器五級修使用壽命研究

薛勝先

摘要：本文通過對CRH5A型動車組不同部位、不同類型共891個連接器共891進行外觀檢查、耐電壓試驗、絕緣電阻試驗、接觸電阻試驗和保持力試驗，驗證了進入五級修的動車組連接器僅有少數連接器性能下降。對于性能下降的連接器，通過修復或更換配件可以繼續使用。

關鍵詞：動車組、連接器、五級修、壽命

中圖分類號： U269 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）06（c）-0000-00

1.引言

CRH5A型動車組自2007年投入運營以來，已經運營有九年之久。根據CRH5A型動車組的檢修周期要求，第一單動車組自2015年開始進入五級修檢修，五級修為CRH5A型動車組最高級別的檢修，所有部件均需要下車檢修。根據統計，CRH5A型動車組共有不同種類的連接器三千余個，在首列動車組五級修時，為了確保檢修質量，動車組的連接器全部被更新，但這樣不但產生了較高的成本，而且檢修工作量較大。因此，為了減少CRH5A型動車組五級修的檢修成本和檢修工作量，本文對五級修的連接器進行了壽命研究，通過試驗驗證進入五級修的動車組連接器能否繼續使用。

2.試驗內容

為了對CRH5A型動車組電連接器使用壽命進行充分的研究，本文挑選了CRH5A型動車組不同部位、不同類型的連接器共891個進行試驗。本文的試驗項點為外觀檢查、耐電壓試驗、絕緣電阻試驗、接觸電阻試驗和保持力試驗，以對連接器的機械性能和電氣性能進行驗證。

2.1 外觀檢查

檢查連接器的外殼，對外殼漆層脫落情況、外殼裂紋、密封件老化、接觸體氧化以及連接器內部污染的情況進行統計，

2.2 耐電壓試驗

為了確保電連接器在動車組運行時在額定電壓下工作無異常，且能承受由于浪涌、轉換或其他原因產生的瞬時過電壓，本文針對電連接器進行了耐電壓試驗。

耐電壓試驗加壓點為相鄰兩個接觸體之間和靠近電連接器外殼的接觸體與外殼之間，對加壓點施加50Hz的交流電壓，且波形為正弦波，施加電壓的增加速率不超過500V/s，持續時間為（60±5）s，施加的電壓大小根據不同品牌、不同類型的連接器而定。若測試后，電連接器未出現飛弧或擊穿現象，且漏電電流不超過2mA，則視為試驗合格。

2.3 絕緣電阻試驗

當對絕緣材料施加一定的電壓時，絕緣材料會產生漏電流，所施加的電壓與漏電流的比值為絕緣電阻。絕緣電阻是衡量材料絕緣性能的指標，漏電流越小，絕緣電阻越大，材料的絕緣性能越好。

文本的絕緣電阻試驗在相鄰兩個接觸體之間和靠近電連接器外殼的接觸體與外殼之間施加電壓，施加電壓的大小根據不同品牌、不同種類的電連接器而決定。在標準大氣壓下，對電連接器各測試點施加（60±5）s的電壓，之后測量絕緣電阻，絕緣電阻不小于各個電連接器的規定值視為試驗合格。

2.4 接觸電阻試驗

電連接器經過長期使用之后，由于接觸體表面可能會產生氧化膜、銹蝕或接觸壓力發生變化，均可能導致電連接器接觸對之間的接觸電阻發生變化。若接觸電阻過大，會導致電連接器持續發熱，對列車運行造成安全隱患。因此，本文通過接觸電阻試驗驗證電連接器的接觸電阻性能。

在進行接觸電阻試驗時，首先將接觸對對接在一起，在接觸對兩端施加電流可調的電源，調整電流值至試驗規定值，然后用電壓表測量接觸對的壓降，電壓表穩定后讀取數值，若測量壓降不大于1mV，再對接觸對通以大小相等、方向相反的電流，讀取接觸對的壓降，計算兩次讀數平均值，以抵消熱勢能的影響。最后，計算出電連接器接觸對的接觸電阻。

2.5 保持力試驗

電連接器經過數年的使用，絕緣體和接觸體會有不同程度的老化，當老化到達一定程度，會導致絕緣體安裝板或接觸體卡爪失效，進而導致縮針現象，嚴重影響動車組的運行安全。

首先給每個測試接觸體施加2N的初始力，然后增加力的大小，增加速度不超過10N/s，，增加到指定值后保持10s，具體施加力的大小根據不同品牌、不同種類的電連接器而決定。對接觸體施加力后無縮針現象視為試驗合格。

3.試驗結果及分析

3.1 外觀檢查

經過外觀檢查，漆層脫落、裂紋、密封件老化、接觸體氧化、內部污染嚴重的連接器分別占比例為3.7%、1.0%、2.8%、22.0%、4.1%。

從以上結果可以看出，外殼漆層脫落和出現裂紋的情況并不多，對于漆層脫落的外殼，可以做補漆或重新噴漆處理，處理后外殼可以繼續使用。對于有裂紋的外殼，需要更新。密封件老化比例雖然只有2.8%，但由于其為橡膠材料制成，所以可以判斷已經進入老化期，進入該階段以后，其老化曲線激增，所以需要更換所有的密封件。接觸體氧化比例較高，將氧化的接觸體更新，連接器可以繼續使用。內部污染嚴重的連接器僅占4.1%，對所有的連接器進行清潔，方可繼續使用。

3.2耐電壓試驗

所有連接器均通過耐壓試驗，證明連接器耐壓性能良好。

3.3絕緣電阻試驗

所有連接器均通過絕緣電阻試驗，證明連接器絕緣性能良好。

3.4 接觸電阻試驗

接觸電阻不合格的連接器數量為21個，占全部測試產品的2.4%。

通過對接觸電阻不合格的連接器進行檢查分析，不合格的產品均為VEAM連接器，其共同特點為接觸形式為線簧孔。不合格的原因為線簧絲存在折斷現象。由于VEAM28-16連接器不合格比例為100%，所以需更新此類連接器。對于其他連接器，可以通過目視檢查線簧絲是否存在折斷現象，若存在此現象，則更新連接器。

3.5保持力試驗

保持力試驗不合格的連接器數量為21個，占全部測試產品的2.3%。

通過對保持力試驗不合格的連接器進行檢查分析，保持力試驗不合格集中發生在TYCO連接器。保持力不合格的原因是絕緣體卡座受損或插針卡簧受力變形。

由于保持力試驗不合格發生在TYCO連接器，因此在后續五級修動車組需要使用保持力測試筆對全車的TYCO連接器進行保持力測試，測試不合格更新相應的接觸體或插針即可。

4.結論

通過以上試驗結果及分析，可以得出，CRH5A型動車組在五級修時僅有少數連接器性能下降。對于性能下降的連接器，通過進行狀態檢查、清潔、修復漆膜、更新密封件、更新VEAM28-16連接器及部分偶換件后，可以繼續使用。因此，對于進入五級修檢修的動車組，不必將全列所有的連接器更新，這樣不僅減少了維修成本，而且可以減少五級修的檢修工作量。

參考文獻

1.GJB1217-91 電連接器試驗方法

2.董錫明.高速列車維修及其保障技術[M].北京：人民鐵道出版社，2008.

3.文強，董力群.動車組電氣連接器常見失效模式分析[J].電子質量，2014（2）.

4.盧一鵬.RAMS 技術在動車組電氣連接器中的應用[J].機電一體化，2014（2）.