地鐵牽引系統用電機引出線方式設計改進

趙 方， 趙英豪

（中車永濟電機有限公司， 陜西 西安 710016）

引言

地鐵牽引系統是用牽引電機將電能轉換為機械能的設備，因此必須通過引出線將電能從外部電源引入電機內部，從而實現能量轉換。引出線的運行可靠性，直接影響電機功能的實現。工廠以往項目中，出現過多次引出線燒損，導致牽引電機落車現象[1]。本文對公司兩種具有代表性的引出線結構方式進行分析。

1 對比分析

牽引電機引出線結構按照外觀主要分為：無接線盒方式、帶接線盒方式。圖1和圖2為工廠較典型兩種電機結構。

圖1 無接線盒引出線結構

圖2 帶接線盒引出線結構

1）無接線盒引出線結構。電機引出線從電機內部焊接引出，直接聯接到車體側電連接器。引出線不分段。優點：一體式聯接，減少電氣連接點，減少了故障隱患點；無接線盒，節約了生產成本，也降低了電機重量。缺點：電纜更換不方便；電纜緊固不方便。

2）帶接線盒引出線結構。電機引出線從電機內部焊接引出，先固定在接線盒里（如圖3所示），再連接電纜到車體電連接器。引出線分為兩段，兩端聯接通常采用螺栓緊固。優點：接線盒至車體電連接器的電纜一旦受損，更換方便。缺點：三項電纜連接銅排中間無絕緣隔擋，容易爬電；接線盒防護等級低，容易進入水汽，進而引起電氣燒損，一旦電氣燒損，電機則需落車解體處理[2]；需設計接線盒，增加了電機空間尺寸以及重量、成本。

圖3 接線盒內引出線固定

經過對兩種引出線方式的優缺點進行比較：無接線盒引出線方式對于保證運行中電氣傳輸可靠性具有明顯優勢，缺點主要是電纜更換不方便。

有接線盒引出線方式對于因電纜問題引起的故障排除有明顯優勢，缺點主要是絕緣性能差、接線盒防護等級低有電氣燒損故障風險[3]。

2 優化措施

1）針對無接線盒引出線方式更換不方便問題。首先，采取措施，降低電纜受損幾率，加強防護。其次，改進結構，使之具備不落車更換可操作性?？赏ㄟ^以下手段對其進行改進。

2）采用帶護套的電纜。該電纜覆有絕緣層和護套層，護套層具有優良的機械保護功能。對于僅傷及護套層，絕緣層完好的電纜，可進行在線包扎修復。

3）降低電纜固定受損故障。由于固定電纜經常采用硬質材料裝夾固定，固定過程中容易造成電纜擠壓損傷。要求對于電纜固定點使用熱縮管防護后再固定，可對電纜進行有效防護。

4）引出線不落車更換結構（如圖4所示）。

圖4 引出線不落車更換結構

綜上，引出線從電機內部引出后，通過釬焊連接外電纜。一旦電纜出現重大損傷需要更換，將釬焊點熔開更換，更換后對焊接點重新進行絕緣處理。電機可實現不落車更換電纜。

引出線與外電纜焊接完成包好絕緣后，使用固定夾緊固電纜，防止因振動引起焊點疲勞斷裂。

針對有接線盒引出線方式因絕緣性能差、接線盒防護等級低有電氣燒損故障風險。首先，采取措施，提高接線盒防護等級，加強防護。其次，改進結構，使三相電纜及引出線之間有絕緣防護。可通過以下手段對其進行改進。

1）加大接線盒和接線盒蓋的密封截面積，提高防護等級。減少冷凝水進入。

2）接線盒底板增加冷凝水排除孔。杜絕冷凝水的留存。

3）三相引出線和三相電纜之間采用絕緣材料的固定板隔離，防止爬電。

圖5 提高絕緣、防護等級后結構

3 運行驗證

目前，公司無接線盒引出線結構方式廣泛應用于CRH2動車組牽引電機，地鐵牽引電機。所配屬列車運行于京滬高鐵、鄭西高鐵以及西安1、2號線、上海6、8號線、北京13號線等線路。

CRH2牽引電機已經過360萬km運行考核，運行中從未出現過電纜破損及燒損故障。在電機的高級檢修中，電機電纜更換率＜1‰。

公司有接線盒引出線結構方式廣泛應用于城際地鐵牽引電機，所配屬列車運行于南寧1、2號線、重慶5號線、重慶環線、沈陽10號線、徐州1號線、西安機場線等線路。

南寧1號線已經過30萬km運行考核，運行中從未出現過爬電及燒損故障。

4 結語

隨著市場競爭加劇化，牽引電機可靠性越來越收到重視。牽引電機結構設計需考慮空間、成本、應用工況、工藝性、可靠性、可維護性等各方面因素，選擇最適合方案。

[1]陳世坤.電機設計：第2版[M].北京：機械工業出版社，2012.

[2]閻治安，崔新藝，蘇少平.電機學：第2版[M].西安：西安交通大學出版社，2008.

[3]機械工程手冊編輯委員會.機械工程手冊：第2版[M].北京：機械工業出版社，1997.