动车组电器柜内部设备布线一致性

动车组电器柜内部设备 布线一致性

李方顺 杨雷 刘树光

长春轨道客车股份有限公司 吉林长春 130062

摘 要 为保证布线的一致性, 动车组正常运行。本文归纳出线束布线应遵循的四项原则,并结合时速200公里头车司机室内实际结构，合理运用四项基本原则编制出一套线缆线束互连的技术方面的规范性文件, 解决动车组连接器固定及连接器固定后线束处理施工一致性的问题。

关键词 四项原则 动车组 布线 一致性

前言

时速200公里动车组电缆线束总类多而杂,很难通过特定的公式计算，来得到最佳的布线方案。怎样合理布置电器柜内部电子设备线束及电缆,已成为结构设计所不容忽视的问题。因此,需要从标准化产品设计及设计与生产结合的角度,总结一套线缆线束互连的技术方面的规范性文件,为高速动车组车辆电工提供标准化的技术文档,以保证批量化生产时动车组时车内线束布线的一致性和规范性。

一、电缆布线一致性为何无法保证

动车组车内电器柜电子设备的电气系统，在电气性能要求越来越高电缆布线施工的差异越来越小，但仍无法保证电缆布线的一致性。外观上布线的不同导致同一类设备的电磁兼容性能差别很大，影响设备的整机性能。保证动车组正常运行时速200公里生产中多列车布线的一致性至关重要。对于机械类零件，不同操作者在加工零件时，是按照零件图（或装配图）施工，图纸上明确标注了零件的尺寸、公差等,加工机械类零件时，无论是高级工还是中级工，无论是先进的加工中心还是普通机床，只要按图施工，产品都是一致的；电子设备的电缆布线，同样的制造部门经常是不同时期的产品布线不同，不同操作者加工的产品布线不同。时速200公里动车组布线工序,特别是头车MC1/MC2车司机室内线束布线,连接器插头固定,连接器插头固定后线束处理等工序沿用阿尔斯通电子设备电气总装设计，通常只有一份接线图和接线表，简单的电器柜功能图,难以满足实际施工的需要,施工时线束区域分散,线束及连接器种类繁多导致连接器恢复位置不明确,连接器线束固定位置不明确,等诸多问题导致走线路径不统一,生产效率低,无法确保多列动车生产标准的一致性。

二、保证布线一致性从何入手

时速200公里布线时存在以上的问题只有通过总结导线之间关系、电缆的空间布局规律结合电缆的布置、电缆的敷设明确电缆和线束、明确电缆布线、明确施工工艺, 总结一套线缆线束布线的技术方面的规范性文件,保证布线的一致性和规范性,才能提高生产效率和产品质量。

1. 明确电缆线束；即明确电缆和线束是由哪些导线和连接器等组成，明确电缆和线束的合线结构，工人根据此内容确定制造电缆和线束的必要数据。

2. 明确电缆布线；即明确电缆和线束在设备内的分布、安装位置、相互关系等，工人根据此内容确定电缆和线束的具体位置、合理布局。

3. 明确施工工艺；即明确电缆和线束的制作、装配等施工方法和操作流程，工人根据这些工艺方法来完成电缆和线扎的制作、装配等施工。

三、总结导线之间的关系、电缆的空间布局、电缆的布线、电缆的敷设遵循原则

(一) 导线之间的关系　

动车组电器柜内部电子设备的各类导线（如电源线、控制线、信号线、接地线等）集中在车内电缆扎线板上,电器柜设备内部外部，这些导线会互相干扰，影响整机的电气性能，甚至影响一起工作的其它电器柜设备的整机性能。线束布线时应按导线信号的电压、电流、频率等类型分类捆扎，同时要考虑设备的可靠性和可维修性，考虑布线的美观性。导线之间的关系，应遵循以下原则。

1、 交流导线与直流导线应分开，避免设计在同一电缆或线扎内；
　 2、 高电压信号线和低电压信号线分开，避免设计在同一电缆或线扎内；
　　3、 禁止滤波器的输入导线和输出导线设计在同一电缆或线扎内；
　　4、 强电流信号线和弱电流信号线分开，避免设计在同一电缆或线扎内；
　　5、 高频信号线和低频信号线分开，避免设计在同一电缆或线扎内；
　　6、 容易产生干扰的导线和敏感信号导线分开，避免设计在同一电缆或线扎内；
　　7、 基准电路和敏感电路的导线，同电源和其它载有高电平信号的导线应分开，避免设计在同一电缆或线扎内；
　　8 、尽量将性质不同的信号线分开考虑，避免设计在同一个连接器、电缆或线扎内；

(二)电缆的空间布局

　 电气系统内部各功能模块之间需要相互通信，所敷设的电缆（线束）电压不同、电流不同、频率不同。根据电缆和线束必要数据（如，线扎尺寸、线扎折弯角度、电缆长度、电缆直径、导线长度等），结合动车组车内电缆扎线板电器柜设备内部外部实际空间，进行电缆的合理布局，满足电气、电磁兼容设计的要求。决定每一根电缆、线束的精确长度，决定电缆和线束的精确位置，决定连接器与紧固装置的具体位置。明确线束的长度、方向、折弯角度等数据，更新电气系统的电缆和线束在固定、安装过程中所需要的辅助零件清单，电缆空间布局明确电缆和线束的空间位置、布局，明确电缆和线束的相对位置的。电子设备的电缆空间布局应遵循以下原则：

　　1、 交流电缆（线束）与直流电缆（线束）应分开；
　　2 、高电压信号线电缆（线束）和低电压信号线电缆（线束）应分开；
　　3、 强电流信号线电缆（线束）和弱电流信号线电缆（线束）应分开；
　　4、 高频信号线电缆（线束）和低频信号线电缆（线束）应分开；
　　5、容易产生干扰的电缆（线束）和敏感信号的电缆（线束）应分开;
　　6、 基准电路和敏感电路的电缆（线束），同电源和其它载有高电平信号电缆（线束）应分开；
　 7、 所有分开布线的电缆和线扎，布线时应保证两电缆和线扎的距离尽量大，最小距离一般不小于6cm。

　　其中时速200公里动车组地线数量大,地线的布线是布线中很重要一项，电缆和导线的屏蔽层剥开长度应尽量短，应采取就近接地原则。

(三)电缆的布线

电缆的布线并不是简单地在两点间用最简单、最方便的办法把它们“连接”在一起。“布线”包含了分开、隔离、分类捆扎和电缆设置等。动车组设计中电器柜电子设备的大量使用，连接器线束繁多。动车组电器柜电子设备内部的电缆布线需要遵循以下原则：

1、电缆的走向必须考虑散热、抗振动、拆装维修方便，机内走线尽量平直、排列整齐，走向合理且尽量短，以减少电容电感耦合。

2、电源电缆与信号电缆应避免彼此靠近或布置在同一走线槽内，必须交叉时，应使它们彼此垂直跨越。

3、在不产生相互干扰和线间耦合的情况下，相同走向的线缆和屏蔽电缆均可扎成线束布置，扎线的塑料线应均匀分布。

4、由于动车组车内部空间的限制，电缆不能平直布置而必须交叉走线时，应当避免地电源耦合，高频高电位元器件与高频地电位元器件应分区布置。

5、在高功率振荡源高压组件中使用的线缆应尽量短而粗，相邻线缆之间至少保持100mm间距，避免高电位打火或产生飞狐现象。

6、电缆的布置应远离设备内的发热元器件或部件，不能影响机柜内的冷却风道。

7、各种电缆的分类和各类电缆之间布线的最小间距，应符合GJB1046规定。

结论

总结出一套线缆互连的技术方面的规范性文件, 为车辆电工提供标准化的技术文档,保证多列动车组生产线束布线一致性和规范性。可以借鉴我所总结的线束布线四项原则(导线之间的关系、电缆的空间布局、电缆的布线、电缆的敷设)编制关于时速200公里、350公里高速动车组线束布线工序技术方面的规范性文件,从而节省导线、电缆使用长度,降低成本、提高生产效率、保证产品质量。

参 考 文 献

　　1、《电子设备结构设计标准汇编》中国西南电子设备研究所 王健石

　　2、《计算机工程与科学》陶友传