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地铁车辆设备电气连接器的振动测试及故障分析

康世勋

中车唐山机车车辆有限公司,河北省唐山市,064000

摘要: 地铁运行的安全稳定直接关系着人们的生命健康,关系着交通事业的发展,但是因为地铁车辆设备安装和测试不到位,导致后期设备连接器出现断裂的问题,对此需要人们对不同线路的地铁车辆设备进行振动测试,根据行业规范和技术指标从多个方面分析振动特点,通过测试数据的对比、分析和计算,制定了改进对策。在此过程中人们还需要科学分析地铁车辆设备存在的故障问题,分析故障原因,后针对性地解决,确保地铁车辆设备电气连接器可以正常使用,对此本文主要浅谈地铁车辆设备电气连接器的振动测试和故障分析,旨在确保地铁车辆设备安全、稳定运行。
关键词: 地铁车辆设备;电气连接器;振动测试;故障分析
DOI:10.12721/ccn.2024.159399
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引言:

随着城市规模和范围的扩大,对城市交通轨道工程提出了新要求,为了更好地满足人们便捷、迅速、舒适的日常通行需求,我国加大了地铁项目的建设力度,当前在城市范围内的多个领域开通了多条地铁线。地铁车辆设备电气连接器是一种用于连接地铁车辆和各种电气设备的重要部件,它通常由插头、底座、接头、排插和电缆、底座、接线端、压接、针、连锁件等部件组成,它的作用意义重大。在实际应用中,不同的应用场景和需求会对地铁车辆设备电气连接器的性能提出不同的要求。因此,对于地铁车辆设备电气连接器的选择和应用,需要进行充分的调研和分析,以确保其满足实际需求并能够提供稳定可靠的性能。

地铁车辆设备电气连接器的作用

电气连接器是一种连接地铁车辆设备的构建,其可以优化设备电气连接结构设计流程,提高设备安装的便捷性,在电气连接器张中的底座和接线端材料主要是铸铁和铸铝,在表面有粉末涂层,可以通过卡扣将底座和接线端有效连接。地铁车辆设备电气连接器的作用如下所示:

第一,电气连接。电气连接器可以在地铁车辆和电气设备之间建立电气连接,实现电气系统的通信和传输,通过电气连接器,车辆或设备间的电气传输得以实现,并保证稳定、安全的供电系统,以保证系统稳定性和通信质量。第二,信号连接,这种轨道交通连接器可以用于车辆或设备间的信号传递,通过信号连接器,实时采集车辆设备信息,便于将车辆将各种状态和指令图像发送至信号系统,以保证车辆系统和信号系统的信息交流和稳定。第三,控制连接。轨道交通连接器还负责链接控制回路和车载计算机等,实现对车辆和信号系统的远程控制,当前控制连接器通常采用安全结构,确保车辆和信号系统的控制系统的可靠性和安全性。

二、地铁车辆设备电气连接器的振动测试和分析

(一)振动加速度有效数值分析

选择一个频段,根据各个测点数据信息把握振动规律;在垂向和横向振动张红,牵引变流器和辅助变流器电气连接器卡扣断裂处的振动频率较大,断裂处的振动和接线端振动没有较大的关系[1]

振动冲击加速度分析

根据采集的振动加速度数据信息可以发现不同时间段振动冲击加速度数值是不同的,各个点都是最大数值,根据不同车体安装设备冲击负荷标准数值,对横向和垂向、纵向的加速度峰值进行检测,结果发现没有超过标准范围。但是变流器电气连接器卡扣断裂处位置横向振动重新加速度峰值超出了标准。对此人们可以准确锁定范围,对冲击次数进行计算。

振动分段分析

根据标准判断车下悬挂设备柜体的类型,设备质量等级,加速度频率等,后对垂向和横向、纵向功能振动试验的振动加速度有效数值进行分析,对电气连接器安装在车下悬挂设备柜体上时的振动加速度数值进行分析。通过对比和分析,发现充电机电器连接器卡扣和车辆变流器柜体振动没有超出规范要求,但是在一些客流量大的路段处振动加速度数值较大,通过数值进一步可以发现其路况较差,环境恶劣。

振动频谱分析

人们想要分析卡扣振动的特点、锻炼的原因,就需要对电气连接器的横向振动频谱进行分析,结果发现连接器的底座、卡扣和接线端振动频谱较大,其中断裂处的振动逐渐增大,出现这种问题和配合间隙大小紧密相关。

不同车次的对比分析

人们要采用统一的测试方法对地铁线路列车进行振动测试,对测试点的振动加速度有效数值进行对比,可以发现变流器电气连接器底座的垂向、横向振动较小,其他测点振动较大,对此可见,相同线路上不同车次的列车振动频率差异大,这主要和车辆的使用寿命,电气设备运行环境紧密相关。

地铁车辆设备电气连接器的振动测试的做法

选择合适的测试设备

人们在对地铁车辆电气连接器进行振动测试时要选择科学的振动试验台进行振动测试,确保台面功能完善、性能稳定,有效满足测试需求,在测试前要做好相关准备,在测试中要加强对各项参数的全面控制,比如振动频率、加速度、位移等,进行严格监控。

选择测试样品

选择需要进行测试的地铁车辆设备电气连接器要选择代表性强、特征显著的测试样品,对样品进行分析,确保其安装牢固并与其他设备连接良好,在后期可以正常使用,避免影响各方面问题的发生,降低故障发生率[2]

制定测试计划

人们要根据地铁车辆运行过程中的实际振动情况,制定相应的测试计划,选择测试时间、振动波形、测试载荷等,做好相关准备,制定测试流程,指标,问题解决对策等,确保测试工作的顺利进行,便于节约时间,降低成本。

开始测试

在测试时要启动振动试验台,按照规定的振动波形进行测试,在测试过程中需要对电气连接器的性能进行实时监测,记录各项参数的变化情况,加强现场管控,确保测试工作顺利进行,对于最终的结果要做好记录、存储、登记,作为后期的依据。

分析测试结果

人们可以根据测试结果,分析地铁车辆设备电气连接器的振动性能是否符合设计要求,如不符合则需要对其进行优化或更换。

优化或更换

人们要根据分析结果,对不符合要求的电气连接器进行优化或更换,有效满足系统运行需求,减少故障发生率的同时,也要确保其在实际运行中具有良好的振动性能。

地铁车辆设备电气连接器的故障分析

分析原因

人们要对地铁车辆设备比如牵引变流器和电源变流器、充电机等设备的结构强度进行仿真分析、实验验证,根据测试结果分析其是否存在故障问题,如果发现测试数值振动负荷没有超出规范数值,则表明没有故障。但是这种方法也有一定的弊端和问题,无法通过设备结构的强度仿真分析和实验分析电气连接器故障的根本性原因。对此需要对不同线路的设备电气连接器振动数值进行对比分析,以此分析故障原因,分析发现,设备电气连接器卡扣断裂主要是振动力度较大超出了标准数值引起的[3] 。

处理对策

人们要及时更换断裂的卡扣,对于没有裂痕的卡扣要检查密封圈和卡扣的连接情况,检查配合间隙大小,一般需要提升卡扣在纵向处的紧固程度,可以确保卡扣不会出现低频振动的问题。第二,人们要根据地铁线路的运行环境和条件优化调整连接器的结构,将原来的空心结构转变成为实心结构,有效提高设备的稳定性。第三,想要做故障的预防和控制工作,就需要在安装设备时进行结构强度仿真测试,人们可以选择分级分层的方法,先对柜体进行结构强度仿真结构振动响应测试,分析,后根据分析结果明确具体情况,准确包括不同节点的结构强度。

四、结束语

需要注意的是,振动测试过程中需要严格控制测试条件和测试方法,确保测试结果的准确性和可靠性,同时,对于电气连接器的振动性能要求也需要根据实际情况进行合理制定,避免因过度振动导致设备损坏或失效。

参考文献

[1] 毛玉玉胡昊李亚超.轨道车辆用电气连接器失效分析[J].车时代, 2020, 000(011):P.18-18.

[2] 张其虎,胡安祖,孙丽伟,等.用于轨道车辆电气连接器的测试装置:[2023-09-15].

[3] 曹珊珊.振动环境下电连接器间歇故障诊断系统设计与实现[D].重庆大学,2021.