劉偉

摘要：本文介紹一種模塊化分體式插頭對(duì)的新型高壓電連接器，能夠適應(yīng)新型動(dòng)車(chē)組高壓電氣跨接的技術(shù)要求，在具有高電壓，大電流生特性同時(shí)，可在狹窄的空間快速聯(lián)接，維護(hù)方便。

關(guān)鍵詞：動(dòng)車(chē)組;模塊化;分體式;電氣連接器

1.開(kāi)發(fā)背景

動(dòng)車(chē)組車(chē)端高壓跨接連接器是動(dòng)車(chē)組的關(guān)鍵零部件，是連接動(dòng)車(chē)組車(chē)輛間主電路（牽引電路）、輔助電路的重要部件。針對(duì)中國(guó)設(shè)計(jì)的一種新型動(dòng)車(chē)組，其車(chē)端高壓跨接連接器電氣參數(shù)，安裝位置提出新的要求，由原來(lái)車(chē)下安裝改為車(chē)端安裝，因此原來(lái)使用的車(chē)端高壓跨接電連接器不能滿(mǎn)足要求，有必開(kāi)發(fā)一種新型的電連接器。

2.設(shè)計(jì)要求

2.1.環(huán)境條件

氣溫條件：-40℃～+40℃

相對(duì)濕度：≤90%

海拔高度：≤1500m

最大風(fēng)速：一般年份15m/s，偶爾33m/s，有風(fēng)、沙、雨、雪天氣，偶有鹽霧、酸雨、沙塵暴等現(xiàn)象。

2.2.技術(shù)參數(shù)

額定電壓：3000V，額定電流480A，適用線(xiàn)纜規(guī)格150mm?

2.3.技術(shù)要求

電氣間隙>18mm，爬電距離大于32mm（污染等級(jí)：2;材料組別：Ⅲ）;耐壓AC15000V，1min;防護(hù)等級(jí)IP67;連接壽命1500次;震動(dòng)沖擊1類(lèi)B級(jí)。

2.4.結(jié)構(gòu)要求

要求采用4芯集成式結(jié)構(gòu)，插座在端墻安裝，采用插頭對(duì)方式過(guò)橋。車(chē)端間距：最大835mm，標(biāo)準(zhǔn)650mm，最小433mm。

3.技術(shù)方案

3.1.基本方案

連接器采用模塊化的組合方式，最大4組模塊，采用單插頭對(duì)形式，插頭插座間采用鋼球快速連接式。主要由插座集成、插頭對(duì)、電纜支架組成。四個(gè)插座安裝在集成箱上，通過(guò)內(nèi)部端子轉(zhuǎn)接，從箱子下部出線(xiàn)，沿車(chē)端墻布置走線(xiàn)。

3.2.插座集成結(jié)構(gòu)

插座集成主要由箱體、箱體蓋、絕緣罩、座針組件、絕緣板、插座組件、底蓋組件、安裝支架等部分組成。車(chē)上的電纜穿過(guò)底蓋組件中的電纜接頭，壓接在轉(zhuǎn)接端子上，轉(zhuǎn)接端子通過(guò)鎖緊螺釘固定到座針組件插孔的尾端，每個(gè)座針組件都通過(guò)絕緣罩互相隔離，以達(dá)到絕緣要求。

3.3.插座與插頭結(jié)構(gòu)

插座結(jié)構(gòu)如圖2所示，主要由殼體、鎖定鋼球、O形密封圈、絕緣臺(tái)、插孔組成。

插頭結(jié)構(gòu)如圖3所示，主要由殼體、連接套、壓縮彈簧、絕緣臺(tái)、插針組件、密封襯墊、電纜夾等部件組成，插頭殼體上有連接凹槽結(jié)構(gòu)。

插頭與插座間的連接方式為插入式鋼球鎖定結(jié)構(gòu)。連接器對(duì)接時(shí)，將插頭插入插座，插頭殼體將鎖定鋼球項(xiàng)起，鋼球擋著連接套，當(dāng)插接到位后，鋼球落入插頭殼體上的連接凹槽內(nèi)，同時(shí)連接器在壓縮彈簧力的作用下復(fù)位，緊緊壓著鎖定鋼球，從而使鎖定鋼球始終卡在插頭殼體上的鋼球鎖定槽中，保證連接器始終保持鎖定狀態(tài)。

3.4.跨接分析

根據(jù)車(chē)端三種間距（最大835mm，標(biāo)準(zhǔn)650mm，最小433mm），模擬連接器安裝及跨接電纜狀態(tài)（電纜跨接長(zhǎng)度約為1000mm）。根據(jù)模擬結(jié)果，連接器在車(chē)上的安裝及電纜跨接沒(méi)有問(wèn)題。

3.5.產(chǎn)品試驗(yàn)

產(chǎn)品進(jìn)行了溫升、振動(dòng)、防護(hù)、環(huán)境、2萬(wàn)次偏擺等驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，并在第三方機(jī)構(gòu)完成型式試驗(yàn)，產(chǎn)品性能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

4.結(jié)論

該具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的模塊化分體式插頭對(duì)的新型高壓電連接器的研制成功，滿(mǎn)足了新型動(dòng)車(chē)組對(duì)高壓跨接連接器的要求，并且與同類(lèi)產(chǎn)品相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

①與整體式連接器相比，采用模塊化分體式插頭對(duì)，可在狹窄的空間快速聯(lián)接，維護(hù)方便。插頭對(duì)可以在線(xiàn)更換（LRU）。

②連接器插頭插座殼體采用硬質(zhì)陽(yáng)極氧化處理，具有高硬度，高耐磨性。

③電纜支架組件直接安裝在車(chē)體上，電纜所受到的力通過(guò)支架直接傳導(dǎo)到車(chē)體上，連接可靠性高。

該類(lèi)型連接器具有很大的推廣應(yīng)用價(jià)值，可以進(jìn)行系列化，型譜化，適應(yīng)不同車(chē)型的使用要求。

參考文獻(xiàn)：

[1] EN50126.Railway applications-The specification and demonstration of Reliability，Availability，Maintainability and Safety（RAMS）[S].

[2] IEC 61025.Fault Tree Analysis[S].

[3] GB/T 21562-2008 軌道交通 可靠性 可用性 可維護(hù)性和安全性規(guī)范及示例[S].

[4] TB/T 3133-2006.鐵道機(jī)車(chē)車(chē)輛電子產(chǎn)品的可靠性、可用性、可維修性和安全性（RAMS）[S].

[5] 胡燕，朱明讓.可靠性設(shè)計(jì)大全[M].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2006.

[6] 楊?yuàn)^為.連接器常規(guī)電性能檢驗(yàn)技術(shù)研究[J].《機(jī)電元件》，2001，21（2）：31-33

（作者單位：資陽(yáng)中車(chē)電氣科技有限公司）