CRH5型動車組電氣柜接線端子狀態檢測方案優化

李書豪 屈 昕

(中車長春軌道客車股份有限公司檢修運維事業部， 130062， 長春//第一作者， 助理工程師)

為保證高速動車組產品質量，提高車輛安全性，在車輛調試階段，需要結合車輛現實狀態及運行中發生的各種故障，制定相應的應對方案，對車輛狀態進行全方位監測，以保證車輛安全可靠運行[1-2]。

高速動車組列車電氣柜內空氣開關、繼電器等電氣元件是車輛各部分電路運行的基礎，是車輛安全穩定行駛的必要保障，對車內電氣柜的工作狀態檢測起著至關重要的作用[3-4]。本文針對高速動車組列車電氣柜內接線端子狀態開展優化檢測研究，以期準確定位故障點，消除安全隱患，提升產品質量。

1 存在問題

車輛運行過程中，由于存在端子壓接不良、安裝不到位、縮針、彎針等接觸不良情況，會造成接線端子局部接觸電阻過大。如果線路電流很大，當接觸電阻過大時，會產生大量的熱量，使接線端子金屬變色甚至融化，破壞絕緣層，嚴重時導致發生火災。尤其是高速運行的動車組列車電氣柜內接觸器、空開等電氣元件，多次發生過此類故障，嚴重影響列車運行安全。如CRH5型動車組客室空調控制板電加熱器接觸器K8、K9，由于接線端子虛接問題，造成接觸電阻增大，在天氣寒冷情況下，當客室空調加熱器全部啟動時，接線處會發生過流打火現象。

目前的修程要求：在高級修的裝配階段，需通過目視檢查電氣柜內各接線端子的接線狀態；在調試階段，采用鉗形電流表對電氣柜內線路電流進行測量。但由于外界環境、接觸電阻等因素的不確定性，以及產生的熱量隨時間成正比增大，造成端子溫度(產生過流打火的直接因素)無法準確檢測[5]。

2 檢測方案優化

為了更好地監控電氣柜內各接觸器、空開等電氣部件配線的安裝及工作狀態，降低由于虛接等原因造成電流過大等風險，需要對目前檢測方案進行優化。本文提出的檢測方案優化可以對電氣柜內各電氣元件以及接線端子在持續工作狀態下的溫度進行準確測量，迅速并準確識別出溫度異常點，便于故障排查，以保證電氣柜內各電氣元件工作溫度保持在許可范圍內。

2.1 溫度監測優化

為直觀地監測電氣柜內接線端子的接線狀態，需要采集正常工作狀態下的端子溫度，優化后的檢測方案采用紅外熱成像儀實現接線端子溫度采集。紅外熱成像儀采用集成的可見光和紅外雙光譜視覺傳感器，同時采集被測區域的高清紅外熱圖和可見光圖像，并應用雙光譜融合定位技術，快速定位溫升異常點，快速掃描每節車廂整個電氣柜的溫度分布范圍。紅外熱成像儀具備最高溫度點識別功能，可快速識別溫度故障點，方便故障排查。

2.2 端子結構優化

目前，車輛電氣柜內電氣元件采取U型端子結構，接觸面積小，容易發生接線松動。將U型端子改為筒形端子，可增大接觸面積，降低接觸電阻。同時，對端子按照不同型號和參數進行扭矩值校準，同時進行影像化錄制存檔。在此基礎上，確定端子正常工作狀態下溫度值標準，以更好制定優化方案。

根據端子材質和技術參數，結合5組現車實測數據(見表1)，確定接線端子正常工作狀態下溫度值應小于70 ℃。另外，按照大數據理論可知，同一列車相同電氣元件接線端子溫度差異應該穩定在某一數值上下，因此，確定同一列車相同電氣元件接線端子溫度不能超過其平均值的20%。

表1 5組現車接線端子最高溫度實測值

2.3 優化后檢測流程

優化后檢測方案的流程如圖1所示。檢測過程如下：在車輛檢修裝配階段，對各接線端子進行扭矩校驗，并錄制影像；進入調試階段后，在電氣柜內待測電氣元件持續工作1 h后，采用紅外熱成像儀對電氣柜內各接線端子進行溫度采集，并填寫記錄單；對采集到的溫度值進行核驗，一旦出現溫度值高于70 ℃或超出平均值20%的情況，則對相應端子重新調校或更換，然后再進行檢測直至符合標準。

3 結果驗證

采用優化后的檢測方案，對2018年上半年22組高級修車輛進行了電氣柜內接線端子檢測，包括端子結構改造及紅外熱成像儀溫度檢測，并將每列車電氣柜內各接線端子截屏存檔，對溫度值進行數據分析，作為后續優化標準的依據。

圖1 優化后的檢測方案流程

通過此方案的執行，可良好地監控每列車電氣柜內的接線端子工作狀態，更好地觀測檢修車輛出廠前狀態，大幅度降低了車輛電氣柜電氣元件故障率，提高了列車運行安全性。

4 結語

通過對高速動車組車輛電氣柜接線端子狀態檢測方案的優化，可大幅度降低車輛電氣柜內接線端子故障率，提升了檢修運維工作的產品質量。在此方案基礎上，還可在車輛電氣柜內增加固定式紅外熱成像儀，并與多功能車輛總線(MVB)和絞線式列車總線(WTB)連接，將監控數據通過主處理單元(MPU)實時傳送到主監視器(TS屏)和診斷監視器(TD屏)，實時顯示車輛電氣柜內接線端子溫度，使監控人員可以在列車運行過程中第一時間了解車輛運行狀態，及時發現和處理異常情況，實時消除隱患，保障行車安全。