CRH5A型动车组连接器五级修使用寿命研究

薛胜先

摘要：本文通过对CRH5A型动车组不同部位、不同类型共891个连接器共891进行外观检查、耐电压试验、绝缘电阻试验、接触电阻试验和保持力试验，验证了进入五级修的动车组连接器仅有少数连接器性能下降。对于性能下降的连接器，通过修复或更换配件可以继续使用。

关键词：动车组、连接器、五级修、寿命

中图分类号： U269 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）06（c）-0000-00

1.引言

CRH5A型动车组自2007年投入运营以来，已经运营有九年之久。根据CRH5A型动车组的检修周期要求，第一单动车组自2015年开始进入五级修检修，五级修为CRH5A型动车组最高级别的检修，所有部件均需要下车检修。根据统计，CRH5A型动车组共有不同种类的连接器三千余个，在首列动车组五级修时，为了确保检修质量，动车组的连接器全部被更新，但这样不但产生了较高的成本，而且检修工作量较大。因此，为了减少CRH5A型动车组五级修的检修成本和检修工作量，本文对五级修的连接器进行了寿命研究，通过试验验证进入五级修的动车组连接器能否继续使用。

2.试验内容

为了对CRH5A型动车组电连接器使用寿命进行充分的研究，本文挑选了CRH5A型动车组不同部位、不同类型的连接器共891个进行试验。本文的试验项点为外观检查、耐电压试验、绝缘电阻试验、接触电阻试验和保持力试验，以对连接器的机械性能和电气性能进行验证。

2.1 外观检查

检查连接器的外壳，对外壳漆层脱落情况、外壳裂纹、密封件老化、接触体氧化以及连接器内部污染的情况进行统计，

2.2 耐电压试验

为了确保电连接器在动车组运行时在额定电压下工作无异常，且能承受由于浪涌、转换或其他原因产生的瞬时过电压，本文针对电连接器进行了耐电压试验。

耐电压试验加压点为相邻两个接触体之间和靠近电连接器外壳的接触体与外壳之间，对加压点施加50Hz的交流电压，且波形为正弦波，施加电压的增加速率不超过500V/s，持续时间为（60±5）s，施加的电压大小根据不同品牌、不同类型的连接器而定。若测试后，电连接器未出现飞弧或击穿现象，且漏电电流不超过2mA，则视为试验合格。

2.3 绝缘电阻试验

当对绝缘材料施加一定的电压时，绝缘材料会产生漏电流，所施加的电压与漏电流的比值为绝缘电阻。绝缘电阻是衡量材料绝缘性能的指标，漏电流越小，绝缘电阻越大，材料的绝缘性能越好。

文本的绝缘电阻试验在相邻两个接触体之间和靠近电连接器外壳的接触体与外壳之间施加电压，施加电压的大小根据不同品牌、不同种类的电连接器而决定。在标准大气压下，对电连接器各测试点施加（60±5）s的电压，之后测量绝缘电阻，绝缘电阻不小于各个电连接器的规定值视为试验合格。

2.4 接触电阻试验

电连接器经过长期使用之后，由于接触体表面可能会产生氧化膜、锈蚀或接触压力发生变化，均可能导致电连接器接触对之间的接触电阻发生变化。若接触电阻过大，会导致电连接器持续发热，对列车运行造成安全隐患。因此，本文通过接触电阻试验验证电连接器的接触电阻性能。

在进行接触电阻试验时，首先将接触对对接在一起，在接触对两端施加电流可调的电源，调整电流值至试验规定值，然后用电压表测量接触对的压降，电压表稳定后读取数值，若测量压降不大于1mV，再对接触对通以大小相等、方向相反的电流，读取接触对的压降，计算两次读数平均值，以抵消热势能的影响。最后，计算出电连接器接触对的接触电阻。

2.5 保持力试验

电连接器经过数年的使用，绝缘体和接触体会有不同程度的老化，当老化到达一定程度，会导致绝缘体安装板或接触体卡爪失效，进而导致缩针现象，严重影响动车组的运行安全。

首先给每个测试接触体施加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，具体施加力的大小根据不同品牌、不同种类的电连接器而决定。对接触体施加力后无缩针现象视为试验合格。

3.试验结果及分析

3.1 外观检查

经过外观检查，漆层脱落、裂纹、密封件老化、接触体氧化、内部污染严重的连接器分别占比例为3.7%、1.0%、2.8%、22.0%、4.1%。

从以上结果可以看出，外壳漆层脱落和出现裂纹的情况并不多，对于漆层脱落的外壳，可以做补漆或重新喷漆处理，处理后外壳可以继续使用。对于有裂纹的外壳，需要更新。密封件老化比例虽然只有2.8%，但由于其为橡胶材料制成，所以可以判断已经进入老化期，进入该阶段以后，其老化曲线激增，所以需要更换所有的密封件。接触体氧化比例较高，将氧化的接触体更新，连接器可以继续使用。内部污染严重的连接器仅占4.1%，对所有的连接器进行清洁，方可继续使用。

3.2耐电压试验

所有连接器均通过耐压试验，证明连接器耐压性能良好。

3.3绝缘电阻试验

所有连接器均通过绝缘电阻试验，证明连接器绝缘性能良好。

3.4 接触电阻试验

接触电阻不合格的连接器数量为21个，占全部测试产品的2.4%。

通过对接触电阻不合格的连接器进行检查分析，不合格的产品均为VEAM连接器，其共同特点为接触形式为线簧孔。不合格的原因为线簧丝存在折断现象。由于VEAM28-16连接器不合格比例为100%，所以需更新此类连接器。对于其他连接器，可以通过目视检查线簧丝是否存在折断现象，若存在此现象，则更新连接器。

3.5保持力试验

保持力试验不合格的连接器数量为21个，占全部测试产品的2.3%。

通过对保持力试验不合格的连接器进行检查分析，保持力试验不合格集中发生在TYCO连接器。保持力不合格的原因是绝缘体卡座受损或插针卡簧受力变形。

由于保持力试验不合格发生在TYCO连接器，因此在后续五级修动车组需要使用保持力测试笔对全车的TYCO连接器进行保持力测试，测试不合格更新相应的接触体或插针即可。

4.结论

通过以上试验结果及分析，可以得出，CRH5A型动车组在五级修时仅有少数连接器性能下降。对于性能下降的连接器，通过进行状态检查、清洁、修复漆膜、更新密封件、更新VEAM28-16连接器及部分偶换件后，可以继续使用。因此，对于进入五级修检修的动车组，不必将全列所有的连接器更新，这样不仅减少了维修成本，而且可以减少五级修的检修工作量。

参考文献

1.GJB1217-91 电连接器试验方法

2.董锡明.高速列车维修及其保障技术[M].北京：人民铁道出版社，2008.

3.文强，董力群.动车组电气连接器常见失效模式分析[J].电子质量，2014（2）.

4.卢一鹏.RAMS 技术在动车组电气连接器中的应用[J].机电一体化，2014（2）.