摘要：动车组列车各种设备之间的电缆安装和布置会对动车系统的电磁兼容性产生很大的影响。由于动车组在有限的车厢内安装了大量的电子设备和电缆,不同强弱程度的信号在车厢内交织和混合，因而形成不同程度的线间耦合。因此，不良的布线很大程度上会造成电磁干扰。本研究的重点是研究和开发六种布线保护工艺，为提高动车组列车的生产水平提供参考建议。
关键词：动车组列车；连接器；屏蔽电缆；屏蔽层
引言
屏蔽能够能够有效地抑制电磁干扰，是电磁兼容控制的主要方法之一。当屏蔽层接地后，干拢电流通过屏蔽层短路接地，从而屏蔽电缆传输信号。屏蔽电缆的理论研究早在19世纪30年代就开始了，现阶段对屏蔽电缆的研究已转向多芯电缆。
1 屏蔽电缆的定义
屏蔽线是指在电缆的绝缘导线外层的精细的金属丝纺织层。当电缆的外表面覆盖有绝缘层和屏蔽层，称为屏蔽电缆。屏蔽电缆的屏蔽层用裸铜丝或镀锡铜丝编织包裹在电缆绝缘皮内。
2 动车组用高压电缆结构
动车组高压电缆是在动车组设备之间敷设的，是电气设备的电线电缆之一。其额定电压为26/45kV，用于实现动车组牵引变压器高压端与动车组顶部高压设备之间的电气连接，并与动车组共同驱动。二者共同承受循环环境应力的影响。由于动车组列车运行振动的特殊性,26/45kV高压电缆可能继续保持拉伸、弯曲和扭转状态,并受到酸性雾霆、碱性清洗剂、变压器油浸等物质侵蚀以及外来电磁干扰,导致电缆故障。因此,在高压电缆的结构设计过程中必须考虑高压电缆的实际工作环境,减少主要环境因素对高压电缆总体性能的影响,确保高压电缆的使用寿命。
因此，电缆需要由导体、导体屏蔽、绝缘、绝缘屏蔽、金属屏蔽和护套组成，其中金属屏蔽起着电磁屏蔽的作用，提高了电缆的力学性能。抗拉强度是指电线电缆各种结构材料或构件在单位截面面积下的破坏力。它表示电缆材料或部件在拉力作用下承受损伤的能力。它是非金属材料和金属材料广泛的力学性能指标。非金属材料的抗拉强度的电线和电缆绝缘和护套EMU通常低于15 N/mm2,而抗拉强度的金属盾之间的绝缘和护套可高达294N/mm2,它有一个显著的提高电缆的机械性能的影响。电磁场，特别是高频电磁场，会影响能量和信号的传输，因此有必要用金属屏蔽电磁场。电磁屏蔽是保护需要保护的部分电磁屏蔽用导电材料制成的金属屏蔽层或磁导电材料,以形成一个电磁隔离层,以便内部电磁场不能通过外部和外部电磁场不能渗透到内部区域。
3 屏蔽层处理工艺
根据动车组列车连接器不同的设计参数，屏蔽电缆的屏蔽层主要分为以下六种方式:将屏蔽层夹在屏蔽桥上;将套筒用于与屏蔽层连接，然后通过金属接头与框架连接;使用夹头将电缆连接器与屏蔽层连接;使用压接插针将屏蔽层拆开并拧成一股的电缆连接;使用屏蔽压线框进行链接；采用屏蔽层和法兰链接，实现360度重叠。下面介绍这几种屏蔽层处理的操作过程。
(1)将屏蔽层卡在屏蔽桥上。
通过使用屏蔽钳将屏蔽层夹在屏蔽杆桥上，这种方法主要在动车组列车的开关柜连接器、车载电源箱连接器、空调机组连接器等设备上广泛的运用。
以空调机组的接线头为例，对屏蔽层的操作过程具体如下:首先剥去电缆的绝缘皮，将电缆的屏蔽层露出来；然后将屏蔽层均匀地翻转到电缆绝缘皮上，并用热缩管对部分电缆外皮和部分屏蔽层进行热缩覆盖处理，最后将暴露的屏蔽层用屏蔽卡环夹紧在屏蔽桥。
第二类屏蔽桥以PIS机柜中的连接器为例，处理屏蔽过程:将电缆绝缘层剥去26毫米，把所有的屏蔽层后翻到绝缘护套上,并在屏蔽层上覆盖热收缩管,使屏蔽层露出约8毫米的长度,用屏蔽夹钳夹住屏蔽层,使屏蔽层约1毫米上下夹,和屏蔽层接近插头外壳夹不能压热收缩管,另一种屏蔽夹可以粘在热缩管上，使热缩管靠近插头壳，夹不得压在屏蔽层上。
(2)采用套筒与屏蔽层连接，再通过金属适配器与框架相连。
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这种连接器是在动车组中常用的Quintax插头。终端箱中Quintax插头的制作方法是:将电缆绝缘皮剥去30毫米左右，在操作过程中避免划伤屏蔽层。将屏蔽层翻转至绝缘护套，将部分屏蔽层与热缩管热缩屏蔽层外露，将套管与屏蔽层连接，并用螺丝刀拧紧。将Quintax插头插入相应的模块，然后用Quintax套筒连接模块上的金属适配器，金属适配器与模块连接。模块通过插头壳固定在车体上并接地，从而达到对屏蔽层接地的目的。
(3)采用电缆接头通过夹片与屏蔽层连接。
电缆接头通过夹头与弹簧连接，然后与屏蔽层连接接地。该方法可用于汽车下部传感器和控制面板的连接器的制造。
车辆控制面板连接器的制作过程如下:将电缆剥去约23毫米的外皮，用螺丝刀将护罩翻转，均匀分成2股。切断屏蔽剪刀的包装纸,把住宅底座,屏蔽环和橡胶底座到电缆反过来,剪辑的两股屏蔽线到橡胶座,将屏蔽环套到橡胶底座,并将屏蔽线沿着橡胶底座剪断。
车辆下传感器的制作细节如下:将连接器端部连接器、密封圈、热缩管、屏蔽圈依次放在电缆上;剥去电缆的外皮剥线器大约50毫米,用螺丝刀打开屏蔽层,把它交给绝缘外皮,把屏蔽环的根屏蔽层,使用热收缩管收缩把屏蔽层,使密封环屏蔽环和加强管接头。
(4)将屏蔽层挑开抨成1根，通过压接插针连接。
将屏蔽层拆下并拧成一根，通过连接器针脚(如车辆下过相接头、客室喇叭插头等)与接地点连接。
客室喇叭插头的制作步骤具体如下:在电缆约60毫米的处剥开绝缘皮，且不划伤屏蔽层，然后用手将屏蔽层拧成一个芯。剪下60毫米热缩管，置于屏蔽线芯上。热缩管紧靠铁丝芯根部，用热气枪热缩。然后用另一种热缩管覆盖电缆护套，其中1/3的长度覆盖芯线，2/3覆盖电缆。剥去铁丝芯后，用卷曲钳压紧铁丝芯和屏蔽铁丝芯。
(5)通过屏蔽压线框连接。
通过屏蔽压线框架接地的方法广泛用于开关柜端子接线。开关柜屏蔽线的处理如下:把屏蔽层后翻并用热收缩管进行热缩处理,然后使用屏蔽压线框将屏蔽层卡在屏蔽支架上实现接地。
(6)采用屏蔽层与法兰压接，达到360°搭接。
屏蔽层法兰压接的优点是能够实现360°无缝搭接，是D-SUB插头加工屏蔽层的方式。在制作塞拉门插头时，在电缆约35毫米处剥掉绝缘层，操作过程中切记不能够对屏蔽层造成损伤。剪掉屏蔽层(保持1-2毫米)后,将法兰套在电缆外皮上,然后推动旋转法兰边缘的根电缆护套,因此法兰环与法兰密切接触,用手动压接钳压接法兰环，直至能够自动弹开为止。
3结束语
本文对动车组中连接器中常用的六种屏蔽层处理工艺进行了研究和总结。由于连接器的不同功能，要求采用不用的屏蔽处理技术。在现实生产过程中，应根据实际情况，灵活选用，提高抗干扰效果，使信号传输良好，保证行车安全。
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论文作者:白欣玉
论文发表刊物:《电力设备》2019年第20期
论文发表时间:2020/3/3
标签：屏蔽论文; 电缆论文; 车组论文; 连接器论文; 护套论文; 插头论文; 法兰论文; 《电力设备》2019年第20期论文;