动车组电气连接器常见失效模式分析

动车组电气连接器常见失效模式分析

第一作者：李宵亮 ,第二作者：黄向南

中车青岛四方机车车辆股份有限公司    266109

摘要：随着科学技术的发展和发展，我国的交通运输业也在迅速发展，高速铁路的高速运行中，安全问题是不可忽视的。此时，人们对列车的安全性要求也日益提高。文章重点介绍了动车组电气接头的常见故障类型及其相应的防范措施，并对其常见故障类型作了较为详尽的说明：接触不良、装配不良、压接不良、对其密封不良、绝缘不良进行分析，并就常见的预防、检查和保障措施进行了探讨，以期进一步保障列车的运行和稳定。

关键词：动车组；电气连接器；失效模式

电连接器是一种在电力领域中常用的连接-变换元件，它可以为电线、电缆端头进行快速的接通和切断，具有电能传输、信号传输等多种功能，因此在轨道交通、电力、航天等领域中得到了广泛的应用。目前，电连接器在我国的电力动车组中的应用也非常广泛，但其使用范围较广，不同的电气连接器，如型号、规格、结构等，也存在设计、材料和质量问题；由于工艺、环境等原因的不同，线路连接会发生故障，导致动车组的动力、控制、运行以及各种信号传输系统的故障，从而对列车的安全运行产生严重的影响。

1.连接器的定义和特性

连接器，也称为插头或插口，一般是指电连接器。也就是说，这两个有源设备相互连接，可以传递电流，也可以传递其他的信号。建立相应的通道，让电流在电路中流动，让一些电子设备可以正常工作。

连接器的主要特性可分为三类：一是在插入力和机械寿命方面的力学特性，在各种连接器中表现出来；由于所需的插入力不同，其力学特性也就不同，因此，机械寿命也称为机械作业，即在指定的插入周期内，连接器是否能够正确地完成连接的功能。而连接设备的力学特性取决于连接结构、连接部件的质量等。二是电气特性，电性能包括三个方面，一是对高品质的电连接器有一个稳定的接触电阻，二是可以测量电连接器的触点元件和外壳的绝缘特性；第三个是耐电性能，它可以测试连接器的接触件和外壳的抗压能力。第三个是环境特性，连接器的环境特性是指在高温、高湿度、高盐雾、剧烈振动、振动等条件下工作。

2.电气连接器的常见失效模式

2.1接触不良

接触不良的原因很明显是由于电线接头不能进行电源和信号的传送，导致信号时有时无，电压和电流不稳定。通常这类失效的问题发生在电子接插件的导电部位，我们把它叫做触点，也是电子接插件的关键元件。通常，由于材料选用不当，接触件和锁定结构不合理，机械外形尺寸与设计不符，表面电镀工艺不良，定位卡簧不稳定，外部环境的影响。

2.2装配不良

由于电子连接器的装配过程将对其连接的性能产生直接的影响，因此，其装配过程是一个非常关键的过程。再加上内部结构设计，材料，工艺等多种连接器，其特性等各不相同，且在装配时，通常没有明确的装配操作和操作规范，从而导致装配操作不当，从而使连接器的内部元件受损，从而间接地使连接器发生故障。

2.3压接不良

电连接器的插头通常是用冷压接或锡焊的方法进行的，压接不好的原因是在装配、压接的过程中，也会出现质量差的问题，这主要是因为压接工具和连接器的插头不匹配。

2.4密封不良

由于电连接器的内部有水（蒸汽）、电解质、电解质等传导性材料，导致了密封件的失效。极易发生电路短路，使电线接头烧毁，从而引起故障。常见的故障是由于结构设计上的缺陷，材料的选择以及工艺上的缺陷。

2.5绝缘不良

电气连接器因其内部的绝缘部件破损、开裂、损坏等原因，导致其绝缘性能下降，乃至消失，导致其功能不全。铁路机车用电连接器的材料、结构和工艺，对绝缘材料的精确度、性能等有较高的要求。通常，绝缘材料的应力不均，表面杂质，内部杂质，油脂，水汽，焊剂等；由于化学污染等原因，会使电连接器的绝缘层发生击穿、腐蚀、性能下降，甚至丧失绝缘功能。

3.预防失效的常见措施

3.1接触不良的预防

在分析接触不良的原因时，我们了解到部分原因是由于产品的质量问题，因此，在购买电气连接器后，一定要严格按照质量检验和规范的程序进行检查和归档。为保证产品的品质，应在第一批产品的基础上进行抽检、库检，审查供应商的产品报告和有关的证明材料，特别是插头、插头、接触片，对重要零件如锁结构进行重点和更严格的检验。

另外，装配完毕之后，也会出现其他的问题，因此，安装完毕之后，必须要进行监控。一般来说，装配的时候都会有图纸，为了避免出现漏检、错检等问题，必须严格按照图纸、线路编号、接线表等进行检查。装配好之后，还要进行导电试验，保证不会损伤连接器，保证连接器的导电性能和接触性能。

3.2装配不良的预防

装配不好，是因为没有统一的规范，因此，针对这个问题，首先要针对不同的电子连接器，制定相应的装配标准，包含图纸、装配表、接线表等不同的组合方式，让装配工人按照装配规范进行装配，从而有效地减少装配过程中出现的问题。

第二步就是检测装配，装配完毕以后，在使用的时候，可能会受到冲击和震荡，从而出现故障。因此，可以在装配之后，对电连接器进行冲击试验，震动试验。并根据试验结果对其力学性能和装配后的力学特性进行验证，为防止故障的发生提供依据。

3.3压接不良的预防

针对压接不良，一方面是有针对性的选择，特别是各种类型的电连接器的插头，是否与紧锁器相匹配；其次就是产品的品质。这就要求对各种电连接器的插头进行质量标准、型号、参数等标准的制订，并严格按照标准进行质量检验。

大部分的故障都是因为人工的原因，在安装的时候，通过层层监控，可以有效地防止人为的错误，例如对不同的设备进行互换性检测，即在同一批次的相关零件中，随意选取一种，无需进行调整，即可达到实际性能要求。通过互换性检测，可以防止由于生产过程中的问题、安装不当而导致的电气连接器故障，也可以通过震动测试来确保其机械性能的优良，经过专业的检查，可以有效地防止由于电线接头的固定不当而发生故障，从而造成行车安全事故。

3.4密封不良的预防

针对动车组的电接插件的安装部位和有关的制造工艺，采取有效的预防措施。针对不同地区的列车，必须了解其周边环境和在运营中可能产生的环境影响，并明确其具体的环境，以便根据实际情况采取有效的封闭措施。另外，我们还需要对它的安装位置进行有效的检查，比如在密封的时候，我们可以通过防水、防火测试等等来测试它的密封性，而且在检查的时候，还要确保所有的测试环境和测试的条件都是真实的，这样才能保证列车的电连接器在使用中的安全性和可靠性。

3.5绝缘不良的预防

根据绝缘的材质和电阻来做相应的检测。电连接器的外部要有一定的绝缘层，如果绝缘层的质量不好，将会对其绝缘性能造成很大的影响，因此，有关部门对绝缘材料要严格控制；非金属的连接器必须满足国家的技术标准，而且要经过相应的测试，才能防止绝缘材料的腐蚀，而且必须严格遵守相关的规范，才能满足用户的需要。另外，在进行绝缘电阻检测时，要对其进行一定的电压值检测，以确定其绝缘性能是否满足实际需求，按照相关技术规范的测试要求，可以有效地满足列车的技术要求。

4.结语

总之，动车组的电气连接器由于接触不良、绝缘不良、密封不良等原因常常发生故障，一旦列车的电气连接器发生故障，将会对整个列车的控制、操作体系产生严重的影响，从而危及列车的乘客的生命。

为了确保列车的安全，必须对所有的电气连接器进行定期的检查，从材料、供应商、操作人员等各个方面进行反复的检查，确保电线接头的质量和安装技术均合格。所有的技术规范均达到了技术的要求，可以有效地防止电气接头的故障，对列车的安全运行产生不利的影响，促进了我国的交通运输事业的迅速发展和进步。

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