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【摘 要】在动车组的高级修中，发现车底电缆防水接头部位的电缆存在明显压痕现象，分析其造成原因，进而进行设计、工艺改进及验证，经装车考核验证合格后进行了改造，效果良好，从而保证动车组安全、可靠运行。
【关键词】动车组；金属管接头；故障分析；改进；验证
0.引言
电缆是动车组电能传输的血脉，其选型、布置、固定、防护等就直接影响动车组的安全可靠性运行。电缆防水接头主要作用是固定电缆，并起防水防尘作用。
本文对检修中发现的车底电缆防水接头部位的电缆外皮存在明显压痕现象进行深入分析，提出了现车修复措施和今后改进的方法，以保证动车组安全、可靠运行。
1.故障现象
在检修过程中，发现部分车底电缆防水接头部位的电缆外皮存在明显压痕现象，如车下变流器箱、滤波器箱处使用带锁紧芯套电缆防水接头的电缆出现压痕，如图1：
2.原因分析
2.1现状调查
检查车下所有使用带锁紧芯套防水管接头的电缆，发现存在压痕的现象比较普遍。经统计，车下使用的防水接头为卡爪式金属电缆接头，规格有PG11、PG16、PG21、PG29、PG36，涉及的电缆标称面积有35mm2、50mm2、70mm2、95mm2、120mm2、150mm2、185mm2、240mm2。
2.2故障定位
2.2.1初步分析
（a）金属防水接头：金属防水接头主要用于对电缆夹紧、固定、防水、防尘。外部金属为黄铜镀镍，内部芯套为尼龙66，密封件材料为丁腈橡胶，防护等级可以达到IP68。其组成包含四部分，即：主体、缩紧芯套、密封圈、密封螺帽，如图2。
（b）金属防水接头的紧固：经查阅当时生产时相关工艺文件，发现车下电缆密封接头密封螺帽没有扭矩要求。即如果密封螺帽扭得太紧，电缆密封接头内部的塑料锁紧芯套前端钩状结构必定对电缆外皮造成挤压，时间久了，电缆外皮就产生了不可复原的压痕。
（c）电缆厂商提供的有关线缆有压痕可以继续使用的判定标准：电缆厂商确认金属防水接头造成电缆压痕是不可避免的，且新造电缆允许绝缘层存在一定程度的偏心，偏心处绝缘层最小厚度为标准电缆厚度*85%-0.1mm，据此得出有压痕的线缆能否继续使用，须满足：电缆外部绝缘层有效厚度须保持在设计厚度的*85%-0.1mm以上；电缆的耐压和绝缘电阻须符合相关规范或要求。
2.2.2压痕电缆的耐压和绝缘测试
选取3根压痕电缆，在压痕部位缠绕扭紧一根裸铜线，连接试验设备，对压痕部位分别进行绝缘和耐压试验，试验结果合格。
2.2.3剖切检查分析
剖解1根压痕最深的电缆（规格为150mm2，黑色电缆），分析结果：电缆外部黑色的橡胶护套厚度基本没有发生变化；电缆内部白色起主要绝缘作用的绝缘层厚度减小了约一半。分析结果表明：由于白色主体绝缘层质地较软，外部挤压导致了主体绝缘层厚度明显变薄；黑色橡胶防护层由于硬度稍大，厚度基本上没有发生变化。
2.2.4 金属防水接头的剖切检查分析
剖接上述电缆的防水接头， 分析结果：接头内密封套上留有明显的压紧牙的压痕；缩紧芯套的端部具有钩状结构的压紧牙。通过上述检查分析，可以得出产生电缆压痕的主要原因为：金属防水接头的结构中缩紧芯套存有钩状压紧牙；安装紧固接头时没有明确扭矩要求，如密封螺帽扭得太紧，电缆易产生不可复原的压痕。另外通过对压痕电缆进行的耐压和绝缘电阻的电气测试，且测试结果合格，可以得出压痕电缆满足使用要求。
3.解决措施
改进金属防水接头的结构和明确安装紧固接头的扭矩要求是解决此故障的关键，具体改进及测试如下：
3.1改进金属防水接头的结构设计
取消接头缩紧芯套存有的钩状压紧牙，黑色密封套加厚加长，如下图3：
3.2 安装工艺中明确紧固防水接头时的扭矩要求
明确了安装紧固接头时的扭矩要求，即PG11、PG16、PG21、PG29、PG36接头对应的扭矩分别为：6.5Nm、7.5Nm、8Nm、10Nm、20Nm。
3.3电气测试与密封测试
将改进后的防水接头，按照要求的紧固扭矩，重新安装固定到相应的电缆上，按照测试要求进行了耐压和绝缘电阻的电气测试与密封测试，测试结果合格。
4.现有列车的修复
现有列车，车下使用的防水接头数量很多，单个车就有将近50多个；如果更换所有有压痕的电缆，须要拆下整个大底架、线槽，工作任务巨大，单车至少需要3天时间，会严重影响生产进度。同时，部分线缆是新造时先安装接头后，再压接的端子，还有部分线缆长度上没有余量，若更换防水接头，会导致部分线缆更换端子，或线缆长度不够。
根据前述分析，压痕电缆通过了电气测试，且运行近5年没有相关的故障记录，并鉴于目前状况，为进一步提高压痕电缆的可靠性，对现有列车采取修复的方式进行处理，具体如下：
4.1 修复方案，即使用绝缘密封胶填充电缆压痕
绝缘密封胶选用SIMON7008胶，并将样片送到国家电线电缆质量监督检验中心进行了电气强度检测，结果为17kv/mm。修复步骤为：松开管接头的密封螺帽，清洁管接头处的压痕；参照粘接程序，在压痕处填充密封胶，并抹平；室温固化至少24小时；参照电缆保护通用技术文件，恢复管接头安装。
4.2电缆压痕的修复限度
电缆压痕处线缆外层橡胶护套和绝缘层破损的，更换线缆；有压痕的电缆按照上述使用绝缘密封胶填充电缆压痕的方案进行修复。
5.结论
本文分析了动车组检修中车底带有防水接头的电缆压痕的产生原因，并针对性的进行了接头的结构设计、安装工艺改进以及现车修复方案的验证、选定。对新造动车采用改进后的防水接头及有扭矩要求的安装工艺文件进行组装，对于现有动车采取绝缘密封胶填充电缆压痕的修复措施进行修复。通过上述措施，动车组的车底电缆有了更好的固定防护，保证车组的安全、可靠运营。
【参考文献】
[1]IEC60228-2004电缆的导体.
[2]Cable protection system电缆保护系统，2012.
[3]ISR70-08SIMSONADHESIVES AND SEALANTS密封胶.
【关键词】动车组；金属管接头；故障分析；改进；验证
0.引言
电缆是动车组电能传输的血脉，其选型、布置、固定、防护等就直接影响动车组的安全可靠性运行。电缆防水接头主要作用是固定电缆，并起防水防尘作用。
本文对检修中发现的车底电缆防水接头部位的电缆外皮存在明显压痕现象进行深入分析，提出了现车修复措施和今后改进的方法，以保证动车组安全、可靠运行。
1.故障现象
在检修过程中，发现部分车底电缆防水接头部位的电缆外皮存在明显压痕现象，如车下变流器箱、滤波器箱处使用带锁紧芯套电缆防水接头的电缆出现压痕，如图1：
2.原因分析
2.1现状调查
检查车下所有使用带锁紧芯套防水管接头的电缆，发现存在压痕的现象比较普遍。经统计，车下使用的防水接头为卡爪式金属电缆接头，规格有PG11、PG16、PG21、PG29、PG36，涉及的电缆标称面积有35mm2、50mm2、70mm2、95mm2、120mm2、150mm2、185mm2、240mm2。
2.2故障定位
2.2.1初步分析
（a）金属防水接头：金属防水接头主要用于对电缆夹紧、固定、防水、防尘。外部金属为黄铜镀镍，内部芯套为尼龙66，密封件材料为丁腈橡胶，防护等级可以达到IP68。其组成包含四部分，即：主体、缩紧芯套、密封圈、密封螺帽，如图2。
（b）金属防水接头的紧固：经查阅当时生产时相关工艺文件，发现车下电缆密封接头密封螺帽没有扭矩要求。即如果密封螺帽扭得太紧，电缆密封接头内部的塑料锁紧芯套前端钩状结构必定对电缆外皮造成挤压，时间久了，电缆外皮就产生了不可复原的压痕。
（c）电缆厂商提供的有关线缆有压痕可以继续使用的判定标准：电缆厂商确认金属防水接头造成电缆压痕是不可避免的，且新造电缆允许绝缘层存在一定程度的偏心，偏心处绝缘层最小厚度为标准电缆厚度*85%-0.1mm，据此得出有压痕的线缆能否继续使用，须满足：电缆外部绝缘层有效厚度须保持在设计厚度的*85%-0.1mm以上；电缆的耐压和绝缘电阻须符合相关规范或要求。
2.2.2压痕电缆的耐压和绝缘测试
选取3根压痕电缆，在压痕部位缠绕扭紧一根裸铜线，连接试验设备，对压痕部位分别进行绝缘和耐压试验，试验结果合格。
2.2.3剖切检查分析
剖解1根压痕最深的电缆（规格为150mm2，黑色电缆），分析结果：电缆外部黑色的橡胶护套厚度基本没有发生变化；电缆内部白色起主要绝缘作用的绝缘层厚度减小了约一半。分析结果表明：由于白色主体绝缘层质地较软，外部挤压导致了主体绝缘层厚度明显变薄；黑色橡胶防护层由于硬度稍大，厚度基本上没有发生变化。
2.2.4 金属防水接头的剖切检查分析
剖接上述电缆的防水接头， 分析结果：接头内密封套上留有明显的压紧牙的压痕；缩紧芯套的端部具有钩状结构的压紧牙。通过上述检查分析，可以得出产生电缆压痕的主要原因为：金属防水接头的结构中缩紧芯套存有钩状压紧牙；安装紧固接头时没有明确扭矩要求，如密封螺帽扭得太紧，电缆易产生不可复原的压痕。另外通过对压痕电缆进行的耐压和绝缘电阻的电气测试，且测试结果合格，可以得出压痕电缆满足使用要求。
3.解决措施
改进金属防水接头的结构和明确安装紧固接头的扭矩要求是解决此故障的关键，具体改进及测试如下：
3.1改进金属防水接头的结构设计
取消接头缩紧芯套存有的钩状压紧牙，黑色密封套加厚加长，如下图3：
3.2 安装工艺中明确紧固防水接头时的扭矩要求
明确了安装紧固接头时的扭矩要求，即PG11、PG16、PG21、PG29、PG36接头对应的扭矩分别为：6.5Nm、7.5Nm、8Nm、10Nm、20Nm。
3.3电气测试与密封测试
将改进后的防水接头，按照要求的紧固扭矩，重新安装固定到相应的电缆上，按照测试要求进行了耐压和绝缘电阻的电气测试与密封测试，测试结果合格。
4.现有列车的修复
现有列车，车下使用的防水接头数量很多，单个车就有将近50多个；如果更换所有有压痕的电缆，须要拆下整个大底架、线槽，工作任务巨大，单车至少需要3天时间，会严重影响生产进度。同时，部分线缆是新造时先安装接头后，再压接的端子，还有部分线缆长度上没有余量，若更换防水接头，会导致部分线缆更换端子，或线缆长度不够。
根据前述分析，压痕电缆通过了电气测试，且运行近5年没有相关的故障记录，并鉴于目前状况，为进一步提高压痕电缆的可靠性，对现有列车采取修复的方式进行处理，具体如下：
4.1 修复方案，即使用绝缘密封胶填充电缆压痕
绝缘密封胶选用SIMON7008胶，并将样片送到国家电线电缆质量监督检验中心进行了电气强度检测，结果为17kv/mm。修复步骤为：松开管接头的密封螺帽，清洁管接头处的压痕；参照粘接程序，在压痕处填充密封胶，并抹平；室温固化至少24小时；参照电缆保护通用技术文件，恢复管接头安装。
4.2电缆压痕的修复限度
电缆压痕处线缆外层橡胶护套和绝缘层破损的，更换线缆；有压痕的电缆按照上述使用绝缘密封胶填充电缆压痕的方案进行修复。
5.结论
本文分析了动车组检修中车底带有防水接头的电缆压痕的产生原因，并针对性的进行了接头的结构设计、安装工艺改进以及现车修复方案的验证、选定。对新造动车采用改进后的防水接头及有扭矩要求的安装工艺文件进行组装，对于现有动车采取绝缘密封胶填充电缆压痕的修复措施进行修复。通过上述措施，动车组的车底电缆有了更好的固定防护，保证车组的安全、可靠运营。
【参考文献】
[1]IEC60228-2004电缆的导体.
[2]Cable protection system电缆保护系统，2012.
[3]ISR70-08SIMSONADHESIVES AND SEALANTS密封胶.