車端電氣連接器（KE-206連接器）檢修期優化分析

楊紅萍，宋鴻，許兵，王建軍，黃勝坡，楊盼奎

（1.中車青島四方機車車輛股份有限公司，山東 青島 266000；2.浙江永貴電器股份有限公司，浙江 臺州 318000）

1 概述

目前動車組運行到四級修時，原修程要求對車鉤電連接器進行解編檢修，而四級修時，車鉤電連接器并無必換件需要進行更換，現階段CRH2/CRH380A(L)型系列動車組有幾百列運行在全國各個線路上，每年涉及到至少150列動車組進行四級修，每列車需3名熟練工人耗時1.5天進行解編檢修，共約675人/天的作業量，其解編工作增加了檢修過程人員、時間壓力，浪費檢修資料。因此，通過對已達到五級檢修期的車鉤電連接器的技術參數的測試并分析，確定已達到五級檢修期的車鉤電連接器各項性能均符合產品設計要求，從而認為達到四級檢修期的車鉤電連接器性能指標仍是符合產品使用要求，可在動車組四級檢修期不對車鉤電連接器進行解編檢修，節省檢修成本，并確保連接器能安全運行到五級修。

2 測試

2.1 測試方法

從已達到五級檢修期的動車組2601車次上選取一套車鉤電連接器（其中插頭生產流水號為0683，插座生產流水號為0689，生產日期為2011年），對車鉤電連接器進行解編下車處理，交于中國賽寶（四川）實驗室按新造產品的型式試驗大綱進行試驗測試。

2.2 測試結果及分析

通過按試驗大綱進行測試，測試結果（見中國賽寶（四川）實驗室，編號2017-897A）均符合新造產品的各項參數要求。從檢修周期圖可以看出，四級檢修開始時間早于五級檢修時間，即3年左右開始進行四級檢修。而使用五級修的車鉤電連接器（即240±10萬公里或6年）進行測試試驗，其運營時間更長，所得到的結果具有說服力，車鉤電連接器隨動車組運行約6年時間后，產品的各項性能仍能滿足動車組使用要求，產品正常使用時間到五級檢修期時，仍留有冗余，更能證明車鉤電連接器使用至四級修時，車鉤電連接器性能完全能滿足動車組正常使用。

3 RAMS分析

RAMS是可靠性、可用性、可維修性和安全性的英文首字母的縮寫。以RAMS分析作為產品可靠性理論數據基礎。

3.1 四級修解編可靠性分析

根據GJB/Z299C-2006對連接器的MTBF的定義可知：

式中：λP——工作失效率，10-6/h；

λb——基本失效率，10-6/h，

πE——環境系數；

πQ——質量系數；

πP——接觸件系數；

πK——插拔系數；

πC——插孔結構系數。

根據表格選各參數。

（1）λb=0.0739，絕緣體的材料為PC聚碳酸酯，絕緣安裝板材料分類為II類，基本失效率中T溫度選擇60℃，所以選定λb為0.0739。

（2）πE=3.8，安裝在列車車廂間的車鉤下，環境類別屬于地面平穩移動，選值為3.8。

（3）πQ=1，選B2，值為1。

（4）πP=1.716，連接器實際使用171個接觸件，根據公式計算：

其中：n為實際使用的接觸件數。

（5）πK=1.5，安裝在車廂間車鉤下，按36個月檢修拆編一次即連接器分離插拔一次，即36（月）×30（天）×12（1天運行時間）≈12960小時，即約12960小時插拔1次，插拔速率為1000/12960=0.077次/103時，選1.5。

（6）πC=0.3，本集成的接觸形式為針孔式，選0.3。

按式 2：λP=λbπEπQπPπKπC

=0.0739×3.8×1×70.1×1.5×0.3

=8.86

按式1：MTBF=106/λP=106/8.86=1.13×105

由上述計算可知：本集成的平均無故障時間MTBF為1.13×105小時 ，大于8.4×104小時的要求，符合要求。

從以上RAMS計算可看出，插拔頻率也是影響產品可靠性的影響因素，插拔次數越頻繁，產品可靠性越低。如取消四級修解編動作，車鉤電連接器在五級修時，進行解編動作，插拔頻率將由36個月間隔變為72個月間隔。

3.2 取消四級修解編可靠性分析

參數除了插拔系數，其余參數為一致，分析如下：

πK=1

安裝在車廂間車鉤下，按72個月連接器分離插拔一次，即72×30×12≈25920小時，即約25920小時插拔1次，插拔速率為1000/12960=0.038次/103時，選1。

按式 2：λP=0.0739×3.8×1×70.1×1×0.3=5.9

按式1：MTBF=106/λP=106/5.9=1.69×105

通過以上計算看出，車鉤電連接器插拔頻率對產品可靠性影響也很大，取消四級修解編的產品可靠性較保留四級修解編的可靠性高出近50%。故從可靠性方面來看，取消四級修解編是有利于車鉤電連接器的持續正常工作。

4 性能對比

通過對比新造產品與五級修產品試驗數據，檢查產品性能是否下降或下降程度，以此推斷連接器后續壽命情況。

4.1 單腳分離力與接觸電阻對比

插孔接觸型式為劈槽彈性套式和冠簧式，均為環形結構，不會產生接觸片脫落現象。但插孔為彈性零件，當插針插入時，插孔因變形而產生彈力。插孔長期變形，會產生蠕變變形，其變形量相應減少，彈力下降，從而導致單腳分離力與接觸電阻下降。

（1）單腳分離力。

12#接觸對（樣品數20對）。

新造產品平均值：5.57N；檢修產品平均值：5.57N。

4#接觸對（樣品數4對）。

新造產品平均值：12N；檢修產品平均值：12.65N。

0#接觸對（樣品數8對）。

新造產品平均值：21.9N；檢修產品平均值：21.875N。

（2）接觸電阻。

12#接觸對（樣品數20對）。

新造產品平均值：0.6735mΩ；檢修產品平均值：0.657mΩ。

4#接觸對（樣品數4對）。

新造產品平均值：0.0775mΩ；檢修產品平均值：0.08mΩ。

0#接觸對（樣品數8對）。

新造產品平均值：0.08mΩ；檢修產品平均值：0.08375mΩ。

4.2 光纖插損

光信號是由50/125纖芯進行傳輸的，而纖芯非常脆弱，直徑僅有0.05mm，4根光纜線芯是浮動安裝在殼體內的，由光纜中的加強鋼絲繩固定在絕緣體上，這樣纖芯不會受來自絕緣體的力，同時也不會受殼體外的力。但因光纜線芯是浮動安裝的，動車組運行中的振動、沖擊會使光纜線芯發生顫動。

新造產品平均值：0.164dB；檢修產品平均值：0.181dB。

4.3 絕緣電阻

絕緣電阻關系到連接器絕緣防護性能。

新造產品平均值：(0.68～3.3)×105MΩ；檢修產品平均值：(0.68～3.3)×105MΩ。

4.4 小結

從上述4項主要的性能對比看，新造產品與檢修產品變化不大，其變化可以看做試驗樣品差異，其產品性能未因為使用時間而出現性能顯著下降的情況。

5 結語

綜上所述，無論從已裝車產品測試性能結果還是可靠性理論計算，取消車鉤電連接器的四級修解編動作是完全有利于產品性能和降低檢修成本，能依舊保持良好的性能安全運行到下次五級修，取消四級修動車組不解編檢修車鉤電連接器是具備可行性的。