标准动车组连接器压接方法的研究

标准动车组连接器压接方法的研究

宋小亮 宋世伟 李光磊

中车长春轨道客车股份有限公司，吉林长春， 130062

摘要：随着我国高速动车组技术的发展和轨道交通装备自动化程度的提高，轨道客车的自动化水平突飞猛进，对电气连接可靠性的要求也相应提高。电气系统连接是高速动车组电气系统正常运行的关键组成部件。CＲH3型动车组上电气连接器和笼式弹簧式端子的应用范围广、数量多，从车内电器柜到车下各种电气设备，无论是电力输送还是电气控制以及网络控制，基本上全部采用各种连接器和笼式弹簧式端子进行匹配和连接。电气连接器和笼式弹簧式端子的制作工艺技术要求远远高于其他电气连接形式，每一道生产工序、每一个操作环节或细节都会对其制作质量产生巨大的影响。本文主要对动车组所使用的电气连接压接的工艺方法进行分析。

关键词：连接器 端子 端子压接 接触电

前言：电气系统连接形式常见的有焊接、压接、导电胶粘接等，但终其目的都是为了形成良好的电气连接通路，提高其运用可靠性。随着我国铁道交通装备自动化程度的不断提高、高速动车组技术的不断发展，要求牵引、制动控制等电气系统具备高可靠性、模块化、易维护性的特点。因而连接方便、可靠性高的电气连接器被广泛应用到高速动车组产品中。

1动车组电气连接方式

1.1目前广泛采用的电气连接技术

连接器连接：被习惯称为接插件、插头或插座，一般特指电连接器。即连接两个有源器件的器件，传输电流或信号。目前，连接器的制作大多采用欧美标准。

端子连接：主要用于电气系统功能模块间的配线连接，具有组合灵活连接简便的特点，可为模块内部的元器件提供连接，并方便内部器件的更换。

端子压接：压接是将导线放入端子内，靠外来压力使端子与导线产生物理变形后结合在一起的连接工艺，压接后可以在端子与导线间形成良好的电气导通能力，并具有一定的机械连接强度。

1.2动车组使用的电气连接器

圆形连接器，采用“公针”、“母针”插接的方式进行连接；插针与导线多采用焊接方式，也有部分采用压接形式。此种连接器可以在较小的空间中集成最多的连接点，主要被应用于动车组信号系统多通道模拟量传输线缆的连接。

组合型防水连接器，可以将控制连接器、信号连接器、低压供电连接器进行整合的强力防水连接装置。

电力连接端子多用于供电电源连接，此端子与接线柱配合使用，此种电气连接相对可靠性较高，能耐受大电流。

通过这些连接器的使用可以实现动车组电气设备之间的快速连接，实现设计模块化提高电气系统的维护性。从而适应目前铁道交通装备的高速化、自动化、智能化需求，提高各电气模块的可安装性、故障检查以及处理，实现动车组使用及维护需求。

2动车组连接器压接工艺

电气连接制作技术中最主要的就是在端子与线缆的压接工艺控制。为了保证良好的电气连接性能以及机械性能，在制作过程中要对导线、端子压接、连接器组装、工具使用等一系列工艺过程都要按照严格的操作工艺规范进行。

2.1端子压接

顾名思义，插接区是端子与另一半连接端子插接的部分。该部分由连接器设计师设计为与对接端子接合，并以一定的方式工作。如果压接过程中接合部变形，将会降低连接器的性能。

过渡区同样设计为在压接过程中不受影响。如果您改变了弹性片或端子止口的位置，同样将影响连接器的性能。

压接区是唯一设计受到压接工艺影响的部分。使用连接器制造商推荐的端接设备，夹紧压接区，从而牢固地与线缆连接。理想情况下，您将端子压接在线缆上的所有工作仅发生在压接区。

绝缘压接区压缩绝缘层，但不会刺穿。线芯（或线刷）伸出于导体压接区前部的距离至少等于线缆导体的直径。例如，18 AWG线缆应伸出至少.040"。在绝缘和导体压接区之间的部分可以看见绝缘层和导体。导体压接区在引入端和尾端呈喇叭形，而过渡区和接合区在压接工艺前后始终保持不变。

压接合格品中所有导线圆形界面完全产生了几何形变，端子与导线得到了全面接触（压接后空隙所占面积应小于截面积的10%），导线与端子接触面积的增大会使得机械性能得到提高，同样，也使得载流能力增强，这样电气性能同样可以得到提高。

压接不合格的端子界面，压接后线芯变形量较小，导线与端子接触面呈现为线接触，这样的压接不光不能提供良好的机械性能对导电性能影响也是非常大的，可能引起端子脱落，影响车辆的供电或控制，严重的在电流较大的情况下还会引起打火、局部温度升高甚至火灾。

2.2工作原理

通过机械压接线柱和导线而形成的机械及电气联接的最终结构。 

2.3工艺要求

导线的长度、剥线长度及使用的剥线工具必须严格按相关文件要求进行操作；导线的线径、压接端子、压接工具三者的组合必须正确； 导线在压接端子内的位置必须正确。

2.4设备、工具及要求

使用文件规定的工具型号进行剥线、压接、配线、测量和准备工作；在工作现场禁止使用未经许可的、有缺陷的或是未校准的工具；清洁和妥善维护所有工具和设备；检查工具所有零件是否有损坏。保留工具和设备的校准及功能测试记录。

2.5压接工具的校准 

压接工具的校准周期一般为半年，特殊的可根据具体情况进行调整；压接工具的校准可通过做拉力实验的方法进行校准，要求每件压接工具每种线径压接三个端子，首先进行目检，目检通过后进行拉力实验，如果全部通过可认为压接工具合格；压接过程中，每压接200根，对压接工具的钳口进行校验，比如：使用塞规进行钳口校验；维护好校准文件的记录；工具上加贴标签，至少要注明：校准的有效日期。

2.6 端子压接质量检测

放大装置：当目检判定为不可接受但又不能完全确定的情况下，使用4倍的放大装置进行仲裁检验。 

拉力实验设备：拉力实验设备要每半年进行一次计量以保证能够对测试的拉力进行准确的计量。

2.7检测与实验

电气连接质量的好坏直接影响到电气系统整体的性能，所以在端子压接、连接器制作过程中要对制作质量进行检测，常用的检测手段主要有拉脱力检测、端子截面金相检测、接触电阻检测以及插针保持力检测等检测方式。对于通讯线缆除了上述检测外还要使用专用检测仪器进行通讯数据质量的检测分析。

拉脱力检测主要是测试端子压接与电气连接点的机械性能，另外在拉脱力测试的基础上还要进行压接部位的断面金相观察，通过对金相照片的观察可以判断导线与端子压接的接触面积是否达到要求。

接触电阻试验是通过对导线通以额定的电流来试验连接点的动态电气性能，其接触电阻可以通过连接点两端的电压以及通过电流来计算得到，计算公式如下：r=u/i 。在接触电阻测量的过程中还可以通过使用热成像设备来观察导线与接触点的温度来判断是否有电气连接点局部温升过高的现象。

3结束语

本文主要对动车组中常见的电气连接形式以及端子压接工艺进行了介绍。但随着新材料以及新技术的不断发展一些新的方式也在轨道交通行业中得到应用，比如光缆的应用就大大区别于现有的电气连接，通过光电转换形成电信号之间的关联。所以电气连接技术的研究一定会随着新材料、新工艺的发展不断改进。

参考文献：

[1]（德）詹森. 徐央央吴岑 译.工业电气连接技术的原理及应用[m]. 国防工业出版社，2011年

[2] 李书常，电连接器 选用手册[m]. 化学工业出版社.2010年

[3] （法）图曼斯基.周卫平 等译.电气测量原理与应用[m].机械工业出版社.2009年

作者简介：

宋小亮（1986.08-），男，吉林省长春市，中车长春轨道客车股份有限公司，技师，研究方向：高铁动车制造及检修。