段桂環(huán)，陳 寧

（廣州廣電計(jì)量檢測股份有限公司 廣州 510656）

軌道交通電連接器國內(nèi)環(huán)境試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)分析

段桂環(huán)，陳 寧

（廣州廣電計(jì)量檢測股份有限公司 廣州 510656）

鐵路作為國民經(jīng)濟(jì)大動脈、國家重要基礎(chǔ)設(shè)施和大眾化交通工具，在國民經(jīng)濟(jì)和社會生活中的作用至關(guān)重要。電連接器是鐵路車輛設(shè)備的關(guān)鍵器件之一，有著很高的安全性和可靠性要求。著重分析了軌道交通電連接器標(biāo)準(zhǔn)中的電性能、機(jī)械性能和環(huán)境適應(yīng)性的試驗(yàn)方法，并對這些標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了對比總結(jié)。經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)，更新版本的標(biāo)準(zhǔn)比被替換的標(biāo)準(zhǔn)增加了試驗(yàn)項(xiàng)目，細(xì)化了試驗(yàn)條件。然而，目前國內(nèi)軌道交通電連接器的標(biāo)準(zhǔn)版本相對落后，僅GB/T 25022和GB/T 25023為2010年發(fā)布實(shí)施。亟需新的標(biāo)準(zhǔn)或試驗(yàn)方法以指導(dǎo)軌道交通電連接器的質(zhì)量檢測和認(rèn)證。

軌道交通；電連接器；試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

軌道交通電連接器按安裝位置可分為動力連接器、直流動力連接器、通信連接器、控制連接器和機(jī)車專用電連接器。

目前電連接器試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)有MIL-DTL-5015、IEC 79-15、TB/T、法國SOURIAU標(biāo)準(zhǔn)、日本JAE標(biāo)準(zhǔn)、GJB 600、DIN EN 61984等[1]。國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)主要分為四類：①等效ISO的標(biāo)準(zhǔn)；②等效IEC的標(biāo)準(zhǔn)；③根據(jù)GB/T 2423、GB/T 5095等制定的國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；④根據(jù)GJB 150、GJB 1217等制定的國軍標(biāo)，如GJB 600A。

電連接器的環(huán)境與可靠性試驗(yàn)可分為：電性能測試、機(jī)械性能測試、環(huán)境適應(yīng)性測試。其中，電性能測試包括：絕緣電阻、耐電壓、接觸電阻等；機(jī)械性能測試包括：連接壽命、插合力、分離力、互換性等；環(huán)境適應(yīng)性測試包括：高溫、低溫、濕熱、溫度沖擊、溫度循環(huán)、溫升、防護(hù)等級、耐鹽霧、密封性能、振動、沖擊、加速度、碰撞等。

1 軌道交通電連接器國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)匯總

統(tǒng)計(jì)軌道交通電連接器國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)清單如表1。

2 主要標(biāo)準(zhǔn)分析

2.1 TB 1962-87

TB 1962-87[2]規(guī)定了內(nèi)燃機(jī)車、客車電氣控制連接器的檢驗(yàn)。電性能規(guī)定了絕緣電阻和介電強(qiáng)度測試，機(jī)械性能規(guī)定了機(jī)械壽命試驗(yàn)，環(huán)境試驗(yàn)性試驗(yàn)規(guī)定了振動和碰撞試驗(yàn)。其中：

表1 軌道交通電連接器國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)計(jì)

絕緣電阻測試要求在正常條件下不小于500 MΩ，交變濕熱試驗(yàn)后不小于2 MΩ。介電強(qiáng)度測試要求承受2 000 V工頻試驗(yàn)電壓1 min，無擊穿或閃絡(luò)現(xiàn)象。

機(jī)械壽命測試要求500次。

振動試驗(yàn)要求經(jīng)受1 ~10 Hz（0.1g），10 ~50 Hz（1 g）的三個軸向的振動。碰撞試驗(yàn)要求加速度250 m/s2、頻率10~40次/min。

2.2 TB/T 2408-1993

TBT 2408-93[3]規(guī)定了鐵道車輛用三相動力連接器的檢驗(yàn)。電性能規(guī)定了接觸電阻、絕緣電阻和介電強(qiáng)度測試，機(jī)械性能規(guī)定了互換性、拔力試驗(yàn)、機(jī)械壽命試驗(yàn)和接線強(qiáng)度測試，環(huán)境試驗(yàn)性試驗(yàn)規(guī)定了溫升、溫度變化、濕熱、振動和淋雨試驗(yàn)。其中：

接觸電阻測試按GB 5095.2試驗(yàn)2a進(jìn)行，要求A型連接器不大于0.002 Ω，B型連接器不大于0.001 Ω，C型連接器不大于0.000 8 Ω。絕緣電阻測試按GB 5095.2試驗(yàn)3a進(jìn)行，要求絕緣電阻不小于300 MΩ，恒定濕熱試驗(yàn)后不小于2 MΩ。介電強(qiáng)度測試按GB 5095.2試驗(yàn)4a（方法A）進(jìn)行，要求承受50 Hz 2 000 V交流電壓1 min，無擊穿或閃絡(luò)現(xiàn)象。

互換性指要求同一型號的連接器插頭、插座應(yīng)能通用互換。拔力試驗(yàn)按GB 5095.8試驗(yàn)16e進(jìn)行，要求A型40~150 N，B型60~200 N，C型100~350 N。機(jī)械壽命按GB 5095.5試驗(yàn)9a進(jìn)行，要求經(jīng)受500次插入及拔出。接線強(qiáng)度按TB 1507的規(guī)定進(jìn)行。

溫升試驗(yàn)按GB 5095.3試驗(yàn)5a進(jìn)行。溫度變化試驗(yàn)按GB 2423.22試驗(yàn)Na進(jìn)行。濕熱試驗(yàn)按GB 2423.3試驗(yàn)Ca進(jìn)行。振動試驗(yàn)按GB 2423.10試驗(yàn)Fc進(jìn)行。淋雨試驗(yàn)按TB/T 1802進(jìn)行。

2.3 TB/T 2761-1996[4]

TB/T 2761-1996規(guī)定了鐵道機(jī)車用頻率低于3 MHz、電壓低于500 V的電連接器的試驗(yàn)方法。電性能規(guī)定了接觸電阻、絕緣電阻和介電強(qiáng)度測試，機(jī)械性能規(guī)定了互換性、拔力試驗(yàn)和機(jī)械壽命試驗(yàn)，環(huán)境試驗(yàn)性試驗(yàn)規(guī)定了高溫、低溫、溫升、溫度變化、濕熱、振動、碰撞、恒加速、低氣壓、鹽霧、外殼防護(hù)試驗(yàn)。其中：接觸電阻、絕緣電阻和介電強(qiáng)度的測試方法與標(biāo)準(zhǔn)TB/T 2408-93相同，試驗(yàn)條件有細(xì)微區(qū)別，如介電強(qiáng)度規(guī)定了額定電壓150 V的電連接器試驗(yàn)電壓為1 000 V，額定電壓300 V的電連接器試驗(yàn)電壓為1 550 V，額定電壓500 V的電連接器試驗(yàn)電壓為2 500 V。

互換性、拔力試驗(yàn)和機(jī)械壽命試驗(yàn)方法與標(biāo)準(zhǔn)TBT 2408-93相同，但增加了總拔力試驗(yàn)，按GB 5095.7的試驗(yàn)13b進(jìn)行；而且機(jī)械壽命試驗(yàn)分兩階段進(jìn)行，2/3壽命測試后，待做完振動、沖擊后繼續(xù)剩余的1/3壽命試驗(yàn)。

溫升試驗(yàn)和溫度變化（溫度沖擊）試驗(yàn)方法與標(biāo)準(zhǔn)TB/T 2408-93相同。

高溫試驗(yàn)按GB 5095.6中試驗(yàn)11i進(jìn)行。低溫試驗(yàn)按GB 5095.6中試驗(yàn)11j進(jìn)行；濕熱試驗(yàn)恒定試驗(yàn)按GB 5095.6的試驗(yàn)11c進(jìn)行；交變試驗(yàn)按GB 5095.6中試驗(yàn)11m進(jìn)行；振動試驗(yàn)按GB 5095.4中試驗(yàn)6d進(jìn)行。碰撞試驗(yàn)按GB 5095.4中試驗(yàn)6b進(jìn)行；恒加速度試驗(yàn)按GB 5095.4中試驗(yàn)6a進(jìn)行；低氣壓試驗(yàn)按GB 5095.6中試驗(yàn)11K進(jìn)行；鹽霧試驗(yàn)按GB 5095.6中試驗(yàn)11f進(jìn)行；外殼防護(hù)按GB 4942.2進(jìn)行，車內(nèi)設(shè)備應(yīng)符合IP52要求，車外設(shè)備應(yīng)符合IP55要求。

2.4 TB/T 3062-2002

TB/T 3062-2002[5]規(guī)定了鐵道客車通信連接器的檢驗(yàn)。試驗(yàn)項(xiàng)目和方法見表2。

表2 TB/T 3062-2002試驗(yàn)要求

2.5 GB/T 25022-2010和GB/T 25023-2010

GB/T 25022-2010[6]規(guī)定了鐵道機(jī)車車輛車端電氣通信（控制）連接器的檢驗(yàn)。GB/T 25023-2010[7]規(guī)定了鐵道機(jī)車車輛車端動力連接器的檢驗(yàn)。試驗(yàn)項(xiàng)目和方法見表3，其中GB/T 25022-2010較之GB/T 25023-2010增加了鎖緊力測試，其他項(xiàng)目試驗(yàn)方法一致。由于兩個標(biāo)準(zhǔn)針對不同功能的電連接器，其規(guī)定的絕緣電阻值和介電強(qiáng)度試驗(yàn)電壓值也均有不同。

2.6 其他標(biāo)準(zhǔn)

隨著電連接器安全性可靠性要求越來越高，一些軌道交通電連接器采用比國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)更為嚴(yán)酷的軍用標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行試驗(yàn)。除上述常規(guī)試驗(yàn)外，國家標(biāo)準(zhǔn)和國家軍用標(biāo)準(zhǔn)還給出了電連接器的其他試驗(yàn)項(xiàng)目。

電性能方面，GB 17464[8]規(guī)定了電壓降測試，GJB 2889-97[9]規(guī)定了外殼間電連續(xù)性；

機(jī)械性能方面，GJB 2889和GB/T 18501.2[10]規(guī)定了恒加速度和壓接端抗張強(qiáng)度，此外GJB 2889規(guī)定了觸件固定性規(guī)定了試驗(yàn)。

環(huán)境適應(yīng)性方面，GB/T 18501.2規(guī)定了耐液試驗(yàn)、GB/T 18501.2規(guī)定了耐臭氧試驗(yàn)、GJB 2889和GJB 600A[11]分別規(guī)定了密封性試驗(yàn)、GJB 600A規(guī)定了水壓試驗(yàn)等。

3 軌道交通電連接器不同標(biāo)準(zhǔn)間的對比分析

3.1 GB/T 25022-2010和GB/T 25023-2010

表3 GB/T 25022和GB/T 25023試驗(yàn)要求

兩個標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)項(xiàng)目和試驗(yàn)條件類似。僅有以下不同：

1）高低溫試驗(yàn)、濕熱試驗(yàn)、和溫度變化試驗(yàn)后絕緣電阻值要求不同，GB/T 25022中要求不小于50 MΩ，GB/T 25023中要求不小于20 MΩ；

2）介電強(qiáng)度試驗(yàn)電壓不同，GB/T 25022中可根據(jù)產(chǎn)品額定電壓選取試驗(yàn)電壓DC1 500 V、AC2 000 V，而GB/T 25023中可根據(jù)產(chǎn)品額定電壓選取試驗(yàn)電壓DC1 500 V、DC2 000 V、AC2 500 V、DC3 000 V；

3）GB/T 25022較之GB/T 25023增加了鎖緊力試驗(yàn)。

3.2 鐵路標(biāo)準(zhǔn)

鐵路標(biāo)準(zhǔn)中試驗(yàn)方法引用GB 5095、GB/T 21563、TB/T 1507、GB/T 2423。

TB1 962-87作為早期標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定的額試驗(yàn)項(xiàng)目較少，試驗(yàn)條件未根據(jù)產(chǎn)品不同特性進(jìn)行細(xì)化和區(qū)分。

電性能試驗(yàn)方面，不同規(guī)格的電連接器耐壓試驗(yàn)、絕緣電阻測試要求有所不同；機(jī)械性能試驗(yàn)方面，TB/ T 3062較之其他鐵路標(biāo)準(zhǔn)增加了電纜夾緊試驗(yàn)和鎖緊力測試；環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)方面，TB/T 2408較之其他鐵路標(biāo)準(zhǔn)減少了碰撞試驗(yàn)，TB/T 2761較之其他鐵路標(biāo)準(zhǔn)增加了恒加速度試驗(yàn)、低氣壓試驗(yàn)、鹽霧試驗(yàn)和外殼防護(hù)試驗(yàn)，TB/T 3062較之其他鐵路標(biāo)準(zhǔn)減少了溫升試驗(yàn)。

3.3 軍用標(biāo)準(zhǔn)

更高質(zhì)量要求的軌道交通電連接器試驗(yàn)依據(jù)GJB 2889-97或GJB 600A-2001。較之國家標(biāo)準(zhǔn)和鐵路標(biāo)準(zhǔn)，增加了外殼間電連續(xù)性、密封性、水壓試驗(yàn)。其試驗(yàn)方法源于GJB 1217《電連接器試驗(yàn)方法》和GJB 360A《電子及電氣元件試驗(yàn)方法》。

4 結(jié)束語

隨著鐵路事業(yè)的極速發(fā)展，電連接器市場的快速增長，電連接器的基本性能和耐環(huán)境性能有了更高要求。而目前國內(nèi)軌道交通電連接器的標(biāo)準(zhǔn)版本較之相對落后，僅GB/T 25022和GB/T 25023為2010年發(fā)布，亟需新的標(biāo)準(zhǔn)或試驗(yàn)方法以指導(dǎo)軌道交通電連接器的質(zhì)量檢測和認(rèn)證，如電連接器在實(shí)際使用過程中所處的振動—溫度—濕度的綜合環(huán)境應(yīng)力的檢驗(yàn)。

[1] 任國泰.電連接器基本知識[J].機(jī)電元件,2004,01:42-53.

[2] TB/T 1962-1987, 電氣控制連接器基本尺寸及主要性能[S].

[3] TB/T 2408-1993, 鐵道車輛用三相動力連接器[S].

[4] TB/T 2761-1996, 機(jī)車用電連接器基本技術(shù)條件[S].

[5] TB/T 3062-2002, 鐵道車輛通信連接器[S].

[6] GB/T 25022-2010, 機(jī)車車輛車端電氣通信（控制）連接器[S].

[7] GB/T 25023-2010, 機(jī)車車輛車端動力連接器[S].

[8] GB 17464-1998, 連接器件 連接銅導(dǎo)線用的螺紋型和無螺紋型夾緊件的安全要求[S].

[9] GJB 2889-97, XC系列高可靠小圓形線簧孔電連接器規(guī)范[S].

[10] GB/T 18501.2-2001, 直流和低頻模擬及數(shù)字式高速數(shù)據(jù)處理設(shè)備用連接器 第2部分：有質(zhì)量評定的圓形連接器分規(guī)范[S].

[11] GJB 600A-2001, 螺紋連接圓形電連接器總規(guī)范[S].

段桂環(huán)（1988-），河北邢臺人，碩士，從事環(huán)境與可靠性方面工作。

Analysis on Domestic Environmental Test Standard for Electric Connector of Rail Transit

Duan Gui-huan, CHEN Ning
(Guangzhou GRG Metrology & Test Co., Ltd., Guangzhou 510656)

As a public traffic media, railway is extremely important for social and economy. Electric connector requires high safety and reliability, as a key component of rail products. This paper analyzes and compares rail electric connector’s standards involved electrical property, electrical property and environment tests. It is found that the newer standards adds test items and detail test conditions. However, the standards are relative backward, only GB/T 25022 and GB/T 25023 published in 2010. In order to guide the quality inspection and certificate of railway’s electric connector, it is desiderated new standards and test methods.

rail transport; electric connector; test standard

TN601

A

1004-7204（2016）06-0069-05