高治訸 姜笑寒 楊 釗 傅恩哲 莫金萍
(中車大連機車車輛有限公司 海外事業(yè)部,遼寧 大連 116000)
高原雙源動力集中動車組內(nèi)燃動力車是在 FXN3 客運內(nèi)燃機車基礎(chǔ)上,采用既有車型成熟技術(shù),結(jié)合動車組一體化及高原環(huán)境需求進行適應(yīng)性改進。采用統(tǒng)一鼓形斷面、流線型隔離司機室,采用雙節(jié)編組,列車供電一體化,列車級WTB網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)內(nèi)電雙控。針對高原適應(yīng)需求采用12V265B高原型柴油機,增加輔助保溫系統(tǒng)、制氧系統(tǒng)等。采用 FXN3主輔一體式交流傳動架構(gòu),并根據(jù)鼓型車體進行局部布置優(yōu)化。該車大部分線纜布置時無法采用集中布線方式,線纜的布線路徑多樣化、復(fù)雜化。若無嚴(yán)格要求極易造成線纜之間相互纏繞,存在信號干擾的安全、質(zhì)量隱患。本文就此問題針對機車線纜布置進行討論及總結(jié)。
電纜敷設(shè)時,所有電纜至少應(yīng)分為如表1所給定的三種類別的電纜。
表1 與EMC有關(guān)的電纜類別
不同種類的電纜應(yīng)盡可能單獨敷設(shè)。電纜與電纜束之間所要求的距離理論上取決于功率、頻率、并行敷設(shè)的長度以及輻射抗擾度。實用時,空氣中敷設(shè)的不同種類的電纜,其最小間距應(yīng)為A與B類0.1m,A與C類0.2m,B與C類0.1m。應(yīng)盡可能保持不同電纜種類的電纜單獨敷設(shè),以及按照最小間距進行隔離[1]。
規(guī)定的最小間距可不用在不同類別電纜交叉的情況下,電纜與電纜直接成直角。
在不同種類電纜的最小間距無法達到的情況下(尤其是 A 與 C 類電纜之間的間距),電纜應(yīng)用金屬管道、金屬板、金屬導(dǎo)管或整體屏蔽(與機車車輛接地相連)等進行隔離。
高原雙源動力集中動車組內(nèi)燃動力車(以下簡稱內(nèi)燃動力車)司機室為獨立司機室,可以在車下將線纜以及部件布置和安裝完成后再吊裝到車體鋼結(jié)構(gòu)上。司機室內(nèi)的控制電纜與220V交流電纜沿司機室地面右側(cè)布置到操縱臺右副臺的對應(yīng)接線位置處,到操縱臺主臺以及左副臺的電纜需沿司機室前側(cè)鋼結(jié)構(gòu)的扎線桿布置到位;信號線纜沿司機室地面中間位置布置到操縱臺主臺處。
到司機室頂部的攝像頭、感溫感煙探頭、司機室頂燈、風(fēng)扇和空調(diào)的線纜沿司機室后墻布置到相應(yīng)位置。攝像頭與感溫感煙探頭的線纜因為是傳輸信號的線纜,所以需單獨布置,空調(diào)的三相交流電源線纜因為離信號線過近會對信號產(chǎn)生干擾,所以必須單獨布置;司機室布線時,所有線纜必須全部用編織網(wǎng)管防護,防止結(jié)磨造成線纜破損(走線路徑一致以及電壓等級相同的線纜可以統(tǒng)一用一個編織網(wǎng)管防護)。
由于內(nèi)燃動力車運行在高海拔環(huán)境,氧濃度不足,需使用制氧機給司機室供養(yǎng),所以司機室的氣密性要求非常高,必須保證司機室無漏氣現(xiàn)象。所以司機室與電氣間對接的線纜在設(shè)計時用穿墻體在司機室門檻下對線纜固定和密封,共設(shè)計三塊穿墻體:信號線走最左側(cè)穿墻體、控制線走中間穿墻體、交流電源線走最右側(cè)穿墻體。線纜多采用多芯線,在后期做氣密性試驗時,如發(fā)現(xiàn)穿墻體有泄露,可以用膠泥封堵。
內(nèi)燃動力車電氣間線纜布線較為復(fù)雜。兩個入口門之間與電氣間中央走廊構(gòu)成T形;電氣間中央地板右側(cè)為輔助變流柜,左側(cè)從前到后分別安裝有微機柜、低壓柜和牽引變流柜。內(nèi)燃動力車電氣間的線纜均在地面布置,高壓回路線纜在電氣間中央位置布置,控制以及信號線纜在電氣間兩側(cè)地面布置,由于兩側(cè)走線路徑均在各個柜體下方,所以布線時要確認(rèn)所有線纜布置完成后方可安裝柜體。由于電氣間走線方式復(fù)雜,各個電壓等級的線纜肯定存在交叉與并列現(xiàn)象,交叉時要采用垂直交叉的方式;線纜并列時,高壓回路線纜要與控制回路線纜間隙達到10cm,與信號線纜間隙達到20cm,若達不到該間隙則必須對低電壓等級線纜用屏蔽編織網(wǎng)管防護,并且屏蔽編制網(wǎng)管金屬屏蔽層必須可靠接地。
兩個入口門之間的走廊下線纜較多,與司機室對接的線纜、從微機柜以及低壓柜布往車后部各間的線纜、到前端列供插座的線纜均從此處經(jīng)過,所以此處的低電壓等級的線纜必須做好屏蔽防護,而且在布線時要注意線纜的厚度,可以適當(dāng)平鋪線纜,保證與地板梁留有足夠間隙,防止結(jié)磨。
進氣間線纜的布置方式與電氣間基本相同,中央走廊處布置高電壓等級線纜,左右兩側(cè)布置控制及信號線纜。中間位置的高電壓等級線纜數(shù)量較多,在布線時注意美觀,可以適當(dāng)采取平鋪的方式。高壓線纜布線時,線纜如需疊放,則從下到上電纜平數(shù)應(yīng)該從大到小,防止由于線纜的擠壓導(dǎo)致線纜破損。
內(nèi)燃動力車動力間走廊成U形,兩側(cè)分別安裝有金屬線槽,為了高電壓等級電纜的接地保護以及信號線纜的防干擾要求,每塊金屬線槽都需通過接地線與車體相連。動力間左側(cè)的線槽分為兩個部分,分別布置高電壓等級線纜與控制及信號線纜,右側(cè)線槽只走控制線纜及信號線纜,所以不需要分為兩個區(qū)域??刂凭€纜與信號線纜必須各自通過屏蔽編織網(wǎng)管防護,并將屏蔽編織網(wǎng)管的屏蔽層可靠接地。動力間由于安裝有柴油機,額外增加電噴線纜,電噴線纜自帶編織網(wǎng)管防護層,并且相較于其他線纜較硬,與其他線纜布置在一起時,容易造成其他線纜磨損,所以將電噴線纜布置在動力間右側(cè)的平臺上,在地板鋪好后可以被遮擋,不影響美觀。車上的牽引電機線纜在沿線槽及走線網(wǎng)布置時,為防止電磁干擾,將同一電機的三根線纜先按照品字形扎好后布置。
所有內(nèi)燃機車的冷卻間都必不可少的會讓雨水進入,相對于其他各間需要對線纜進行特殊的防水防塵處理,在線纜進入電氣設(shè)備時安裝防水接頭并用PMA塑料管對線纜進行防護,PMA塑料管的尾端需與地面垂直或者深入到線槽中,保證水不會順著PMA塑料管進入電氣設(shè)備。由于冷卻間左側(cè)需要同時布置高電壓等級線纜與控制及信號線纜,將高電壓等級線纜沿車體最左側(cè)布置,穿過旁承與車體側(cè)墻蒙皮之間的空隙;將控制及信號線纜布置在走廊的中央位置,在旁承處由于與地板梁空隙較小,線纜需采用平鋪的方式。在冷卻間的四個門檻下方分別設(shè)計有穿墻體,用來實現(xiàn)與動力間與制動件的密封防水功能。
制動間的走廊形狀也是T形,制動間的線纜相對少了很多。電阻制動線纜在從與冷卻室相鄰的門檻下方穿墻體穿出后,便沿著側(cè)墻的線網(wǎng)布置到頂置式電阻制動設(shè)備處,在布置電阻制動線纜時線纜和線纜之間不要留有空隙,否則會引起渦流。其他的控制及信號線纜做好防護,沿扎線桿布置到相應(yīng)柜體附近。
內(nèi)燃動力車只有B節(jié)有通過間,所有線纜在電氣間交叉后通過穿墻體進入通過間,進入通過間后控制及信號線纜直接沿左側(cè)及右側(cè)線網(wǎng)布置到相應(yīng)位置,高電壓等級的列供線纜沿中央線網(wǎng)布置。在通過間與電氣間的門檻下方,會不可避免的產(chǎn)生控制線纜與高電壓等級線纜并排布置的情況,將低電壓等級的線纜使用屏蔽編制網(wǎng)管進行防干擾防護。
內(nèi)燃動力車車下控制及信號線纜均采用PMA塑料管防護,并在電氣設(shè)備的接口處用防水接頭及膠泥進行防護,起到防水作用;由車上穿到車下的線纜,PMA管穿過車底架的穿墻體后繼續(xù)預(yù)留100mm,保證車上的水不會通過PMA管流入電氣設(shè)備中。
內(nèi)燃動力車的車下高電壓等級線纜在走線時,不需要采用PMA塑料管防護,但是需要對扎線桿及可能與車體鋼結(jié)構(gòu)結(jié)磨處進行防護,扎線桿使用10平方毫米的剝開PMA管進行防護;可能與車體鋼結(jié)構(gòu)結(jié)磨的地方使用尼龍軟管對線纜進行防護,避免機車運行過程中由于車體和轉(zhuǎn)向架的相對運動而造成的線纜結(jié)磨。
內(nèi)燃動力車的車下牽引電機的線纜需要保證在2米內(nèi)360度的環(huán)繞,防止發(fā)生電磁干擾。
機車信號傳輸?shù)臓顩r是否良好,對于機車試驗及長時間安全運行至關(guān)重要。因此,線纜的布置方案應(yīng)嚴(yán)格遵照工藝要求執(zhí)行,這樣才可以有效的避免信號在傳輸?shù)倪^程中受到其它類別線纜的干擾,其他電壓等級線纜防護良好,不出現(xiàn)破損的現(xiàn)象,從而保證機車的運用質(zhì)量。