CRH5型动车组电气柜接线端子状态检测方案优化

李书豪 屈 昕

(中车长春轨道客车股份有限公司检修运维事业部， 130062， 长春//第一作者， 助理工程师)

为保证高速动车组产品质量，提高车辆安全性，在车辆调试阶段，需要结合车辆现实状态及运行中发生的各种故障，制定相应的应对方案，对车辆状态进行全方位监测，以保证车辆安全可靠运行[1-2]。

高速动车组列车电气柜内空气开关、继电器等电气元件是车辆各部分电路运行的基础，是车辆安全稳定行驶的必要保障，对车内电气柜的工作状态检测起着至关重要的作用[3-4]。本文针对高速动车组列车电气柜内接线端子状态开展优化检测研究，以期准确定位故障点，消除安全隐患，提升产品质量。

1 存在问题

车辆运行过程中，由于存在端子压接不良、安装不到位、缩针、弯针等接触不良情况，会造成接线端子局部接触电阻过大。如果线路电流很大，当接触电阻过大时，会产生大量的热量，使接线端子金属变色甚至融化，破坏绝缘层，严重时导致发生火灾。尤其是高速运行的动车组列车电气柜内接触器、空开等电气元件，多次发生过此类故障，严重影响列车运行安全。如CRH5型动车组客室空调控制板电加热器接触器K8、K9，由于接线端子虚接问题，造成接触电阻增大，在天气寒冷情况下，当客室空调加热器全部启动时，接线处会发生过流打火现象。

目前的修程要求：在高级修的装配阶段，需通过目视检查电气柜内各接线端子的接线状态；在调试阶段，采用钳形电流表对电气柜内线路电流进行测量。但由于外界环境、接触电阻等因素的不确定性，以及产生的热量随时间成正比增大，造成端子温度(产生过流打火的直接因素)无法准确检测[5]。

2 检测方案优化

为了更好地监控电气柜内各接触器、空开等电气部件配线的安装及工作状态，降低由于虚接等原因造成电流过大等风险，需要对目前检测方案进行优化。本文提出的检测方案优化可以对电气柜内各电气元件以及接线端子在持续工作状态下的温度进行准确测量，迅速并准确识别出温度异常点，便于故障排查，以保证电气柜内各电气元件工作温度保持在许可范围内。

2.1 温度监测优化

为直观地监测电气柜内接线端子的接线状态，需要采集正常工作状态下的端子温度，优化后的检测方案采用红外热成像仪实现接线端子温度采集。红外热成像仪采用集成的可见光和红外双光谱视觉传感器，同时采集被测区域的高清红外热图和可见光图像，并应用双光谱融合定位技术，快速定位温升异常点，快速扫描每节车厢整个电气柜的温度分布范围。红外热成像仪具备最高温度点识别功能，可快速识别温度故障点，方便故障排查。

2.2 端子结构优化

目前，车辆电气柜内电气元件采取U型端子结构，接触面积小，容易发生接线松动。将U型端子改为筒形端子，可增大接触面积，降低接触电阻。同时，对端子按照不同型号和参数进行扭矩值校准，同时进行影像化录制存档。在此基础上，确定端子正常工作状态下温度值标准，以更好制定优化方案。

根据端子材质和技术参数，结合5组现车实测数据(见表1)，确定接线端子正常工作状态下温度值应小于70 ℃。另外，按照大数据理论可知，同一列车相同电气元件接线端子温度差异应该稳定在某一数值上下，因此，确定同一列车相同电气元件接线端子温度不能超过其平均值的20%。

表1 5组现车接线端子最高温度实测值

2.3 优化后检测流程

优化后检测方案的流程如图1所示。检测过程如下：在车辆检修装配阶段，对各接线端子进行扭矩校验，并录制影像；进入调试阶段后，在电气柜内待测电气元件持续工作1 h后，采用红外热成像仪对电气柜内各接线端子进行温度采集，并填写记录单；对采集到的温度值进行核验，一旦出现温度值高于70 ℃或超出平均值20%的情况，则对相应端子重新调校或更换，然后再进行检测直至符合标准。

3 结果验证

采用优化后的检测方案，对2018年上半年22组高级修车辆进行了电气柜内接线端子检测，包括端子结构改造及红外热成像仪温度检测，并将每列车电气柜内各接线端子截屏存档，对温度值进行数据分析，作为后续优化标准的依据。

图1 优化后的检测方案流程

通过此方案的执行，可良好地监控每列车电气柜内的接线端子工作状态，更好地观测检修车辆出厂前状态，大幅度降低了车辆电气柜电气元件故障率，提高了列车运行安全性。

4 结语

通过对高速动车组车辆电气柜接线端子状态检测方案的优化，可大幅度降低车辆电气柜内接线端子故障率，提升了检修运维工作的产品质量。在此方案基础上，还可在车辆电气柜内增加固定式红外热成像仪，并与多功能车辆总线(MVB)和绞线式列车总线(WTB)连接，将监控数据通过主处理单元(MPU)实时传送到主监视器(TS屏)和诊断监视器(TD屏)，实时显示车辆电气柜内接线端子温度，使监控人员可以在列车运行过程中第一时间了解车辆运行状态，及时发现和处理异常情况，实时消除隐患，保障行车安全。