随着青藏铁路客车的全线开通,我国拥有了目前世界上海拔最高路线最长的高原铁路,青藏铁路客车是世界上首创的适合在“世界屋脊“全天候运行的旅客列车。然而由于青藏高原的特殊环境,电力干线绝缘不良问题一直困扰着车辆运用部门,每年11月份到次年3月份期间,运用车辆的车端电力连接器座绝缘板、极柱表面会产生冷凝水现象,造成干线绝缘值降低,当冷凝水现象严重时,漏电电流超标导致车辆断电,空调及制氧设备等无法正常工作。需要组织大量人员分解电力连接器座,进行吹干处理,以保证客车绝缘满足出库质量要求,给车辆维护造成极大不便、影响列车正点出库、导致列车运行安全存在隐患。因此,亟需一种能够解决车端冷凝水的方案,改善客车干线季节性绝缘不良问题,保证客车运行安全。本研究以DC600V动力连接器为研究对象,主要方法及研究结果如下:(1)对电力连接器冷凝水产生机理进行了研究,空气温度和电力连接器表面之间存在温差,温差越大空气中水蒸气转化为水滴的速率越大。动力连接器座安装于车端,与插头的接触面暴露在车体外部,接线端在车体内部。青藏客车在冬季运行过程中,车内采暖装置始终处于工作状态,车内温度维持在18℃左右,而外界温度最低可达到-40℃,因此,由于连接器座两端存在较大的温差,极易导致冷凝水的形成;空气的相对湿度越大,空气中水蒸气转化为水滴的速率越大。(2)对电力连接器内部结构优化改进,采用新型防止冷凝水结构,更换改进型防水密封性更高的芯板、插套,使极柱处于独立的空间与绝缘板、壳体完全隔离,即通过绝缘材料的良好密封,使极柱上产生的冷凝水与绝缘板、壳体上产生的冷凝水相隔离。(3)为完全与外部环境隔绝、杜绝冷热空气对流、保证密封性,设置独立的预防冷凝水装置,该装置为密封箱体结构,为方便检修过程中的拆卸、安装,在该箱体上设计了独立安装法兰结构;为方便在车辆运用过程中察看动力连接器压接、冷凝水产生等情况,在箱体背面设计观察窗;安装连接器时,先将线缆套入双壁热缩管中,用热风枪均匀进行加热,将线缆以及突出的四个进线孔包裹密封,接线端子压接紧固扭矩为60N.m,冷凝水装置四周用密封胶条进行密封,以充分隔绝冷空气,无冷热空气对流,减少冷凝水的产生。(4)为验证装置使用的可靠性,本章使用ANSYS workbench对所设计的预防冷凝水装置进行了静力学性能以及模态性能分析。通过分析可以得到结构所受力的最大载荷为26.194MPa,变形量的最大值为0.046392mm,在允许的变动范围之内;通过对预防冷凝水装置进行模态分析得到六阶振型的频率参数:一阶固有频率为446.03Hz;二阶固有频率为453.39Hz;三阶固有频率为502.01Hz;四阶固有频率为516.8Hz;五阶固有频率为598.79Hz;六阶固有频率为653.62Hz。结果表明:预防冷凝水装置的六阶振型的固有频率远大于青藏车的振动频率范围,可以有效的避免在行驶过程中因共振现象对其产生的危害。(5)对优化设计后的连接器预防冷凝水装置进行低温、高温、盐雾腐蚀、恒定湿热、温度变化、交变湿热耐候性能试验研究,结果表明:连接器插孔与插孔之间、插孔与壳体之间绝缘电阻均大于20MΩ,符合绝缘电阻要求;连接器插孔与插孔之间、插孔与壳体之间均能承受3580V、50Hz的试验电压,历时1min无闪络、击穿现象,符合介电强度要求。(6)通过模拟DC600V动力连接器在实际极限环境(车端外部环境温度-40℃、车内环境温度18℃),对装置进行预防冷凝水情况试验验证,结果表明:在模拟实际极限环境下,连接器内部接线端子表面无冷凝水产生,连接器插孔与插孔之间、插孔与壳体之间绝缘电阻均大于20MΩ,符合绝缘电阻要求;连接器插孔与插孔之间、插孔与壳体之间均能承受3580V、50Hz的试验电压,历时1min无闪络、击穿现象,符合介电强度要求,对于青藏客车预防冷凝水的产生取得了较好的效果,该预防冷凝水装置同样适用于普通铁路机车车辆,对改善客车干线季节性绝缘不良问题具有重要的意义。(7)预防冷凝水功能验证试验进行了 2h,未发现任何冷凝水凝结,通过增加干燥剂理论上可以满足一个段修期免维护的使用需求,需要进行装车验证,该装置已经策划在2019年中车四方车辆有限公司为青藏公司改造的淋浴车进行了装车验证,需要经过运行一个采暖期验证实际效果。