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摘要：针对导致25T型铁路客车干线绝缘不良问题的常见故障，分析了故障产生的原因，并提出解决方案。
关键词：铁路客车；干线绝缘不良；故障
运装客车(2008)374号文件《关于明确铁道车辆电力干线绝缘电阻值标准的通知》中明确规定，运用列车及单车线间绝缘电阻大于2MΩ。2018年2月，某路局反映25T型铁路客车进行入库干线绝缘检测时，发现DC600V干线线间绝缘电阻只有0.5～O.6MΩ，不符合上述要求。经查是由于端墙处DC600V连接器插座有大量冷凝水，造成整车干线绝缘电阻值下降。连接器的作用是连接车辆供电主干线，其绝缘性能关系到列车的干线绝缘，如果其绝缘性能达不到要求，存在安全隐患。
本文分析了25T型客车连接器产生冷凝水的原因，并提出了DC600V连接器改进方案。
1原因分析
根据调研，每年冬季才发生干线绝缘不良，主要是安装在端墙上的连接器冷凝水比较严重。
25T型铁路客车布线采用模块化设计，图1为常见25型铁路客车DC600V干线布线图，分别布设在车下1、2位侧线槽内，通过车端连接器的连接，实现全列贯通。
25T型铁路客车DC600V干线经分线箱并线处理后二位角线槽引至车上综合控制柜，再经过车上弯梁线槽将电源引至各用电设备。枕外线槽通过连接卡与分线箱对接,分线箱设于车底枕内；枕内线槽由线槽和线槽盖组成，线槽与分线箱通过连接卡连接在一起，线槽盖通过固定卡盖固定在线槽上；车端连接器安装于枕外线槽端部。
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图1 25T型车车下线槽结构示意图
车端连接器的作用是连接车辆供电主干线，其绝缘性能关系到列车的干线绝缘，其绝缘性能必须满足要求。
近几年，铁路客车一般在寒冷冬季会发生连接器绝缘不良的情况，主要是安装在车体端部的电力连接器附有冷凝水，从而导致干线绝缘不良，以下对原因进行分析。
1.1冷凝水产生的条件
物质遇冷凝结的现象，称为冷凝。空气中的水蒸气遇冷变成水，即为冷凝水。在夏季运行时，车外环境温度均在10℃以上，温差不大，不会形成冷凝水。同样的原因，因为插头对的内外环境温差不大，导体通电引起的温升也不足以产生冷凝水。在冬季，客车车厢内部电暖器工作，车厢内温度达到23℃。端部走廊温度较车厢内温度低，但也能达到16℃左右，而车厢外部气温低，具备形成冷凝水的条件。
1.2连接器结构分析
DC600V连接器设置于端部缓冲梁上，同时车体端墙设有DC110V连接器，其干线顺着端墙，穿过大护套和小护套进入车下线槽，并贯穿整列。
1.3连接器产生冷凝水的原因
连接器附有冷凝水，产生的可能原因有三：
首先，安装在端梁上的连接器所处的空间为端梁上的四角线槽，若四角线槽与车上接触空间密封良好，则线槽内空气温度随着列车运行基本与车外空气温度一致，产生冷凝水的情况较少。但由于客车端梁处设有DC110V引上线用小护套，且此处无密封处理，使得端墙处冷凝水可以流到四角线槽内部，并有可能直接滴落到连接器护套上。
其次，车上的热空气通过小护套扩散到四角线槽，与外界空气产生热交换，直接形成了冷凝水。再加上车体端墙内外温差使车内木墙板和外端墙之间的空间形成的冷凝水，在客车运行过程中，振动会使冷凝水处于游离状态，产生飞溅，端墙结构又相对密封，无法通风，也不能及时把水排出，造成车体端墙处空间内空气潮湿，冷凝水情况严重。
最后，连接器座装于车端，与插头的接触面暴露在车外，接线端在车内。在寒冷天气，列车在运用中，车内温度维持在18℃以上，而这期间的外温在一5～一40℃之间，使连接器座两端存在较大温差，如果连接器插座所处空间（四角线槽）同时处于潮湿环境，那么连接器插座尾部可直接产生冷凝水。
冬季形成冷凝水。随着温度不断的降低，冷凝水可能逐步凝结冰。而在返回途中随着温度上升，冰块逐步解冻，又再次产生的积水与新形成冷凝水汇集一起，造成连接器及电线受潮使绝缘值进一步降低，从而影响到列车安全运行。
2解决方案
综上所述，要提高高寒车连接器现车绝缘性能，应从两个方面考虑：第一，改善连接器安装环境，减少冷凝水的产生；第二，优化连接器结构，使连接器的各相极柱完全隔离，使冷凝水对连接器绝缘性能的影响减到最小。
2.1连接器安装环境改进
通过分析，改善连接器安装环境，直接减少冷凝水的产生，是解决连接器干线绝缘不良的直接方案。连接器与四角线槽对接，故应保证四角线槽的空间独立性。
从图1可以看到，25型车线槽结构设有5个上线口，即车端DC110V配线从一、二、三、四位角穿小护套上车，可通过发泡剂封堵小护套，能有效避免端墙产生的冷凝水流入或飞溅到四角线槽内，同时发泡封堵小护套后，阻隔了车上潮湿热空气与四角线槽内冷空气直接接触，避免热交换形成的冷凝水。用发泡封堵二位角上线口，阻隔控制柜上方车上热空气与枕外线槽内冷空气直接接触，避免交换形成的冷凝水。
2016年后新造车优化了车端上线口结构，采用密封装置，提高了车端防水效果。此结构原理即封堵DC110V上线口，通过近2年的运行情况，新造车无相关干线绝缘不良问题反馈。
2.2连接器结构改进建议
根据分析，要使连接器绝缘性能提高，应使前后绝缘板之间尽量减少冷凝水的产生，各极柱之间完全隔绝密封。由于连接器插头基本不存在冷凝水问题，故连接器的结构优化仅针对连接器插座，建议方案如下：
(1)在连接器前后绝缘板之间，可增加密封套，同时密封套与前后绝缘板凸台周向密封，确保密封可靠。
(2)改进后片绝缘板，加高凸台，凸台内不设橡胶件，增加接线柱间爬电距离。
(3)使用冷缩管，冷缩管一端与后片绝缘板相连，另一端与电缆相连，保证接线端子处完全密封。
(4)在插座后绝缘板与壳体之间填充密封胶，以隔断连接器插座安装面以外与插座壳体内部的空气流通．防止冷凝水进入插座壳体内部。
3总结
通过分析，保证车端连接器安装空间的干燥性，是减少冷凝水产生的关键。既有车改造中，对车端小护套和二位角上线口进行打阻燃发泡处理，直接封堵车下与车上之间的所有上线口，可避免热交换产生的冷凝水。同时针对车下线槽接口和线槽盖密封不严的情况，涂打密封胶处理，避免雨雪直接被吹进线槽内部，造成线槽内部潮湿或积水，保证车下线槽整体干燥性。
由于发泡封堵的小护套只是涉及DC110V配线，故上述方案不影响车辆段对DC600V连接器、DC110V连接器的日常检修维护工作。
目前DC600V连接器为统型结构，针对DC600V连接器插座优化方案，建议在连接器统型细化工作中提出，由各主机厂评审后确定最终优化方案。
4结束语
针对25T型车发生的干线绝缘不良问题，我们从冷凝水产生的条件、连接器的安装结构、冷凝水产生的原因进行了深入分析，并针对现有车提出了改造建议，为客户提供有安全保障的铁路客车，最大程度保障列车运行安全。
论文作者:尚国权,孙超宇,雷佩,高爽,魏晓华
论文发表刊物:《防护工程》2019年20期
论文发表时间:2020/3/7
标签：连接器论文; 冷凝水论文; 护套论文; 干线论文; 线槽论文; 客车论文; 插座论文; 《防护工程》2019年20期论文;