孫鳳霞

（中國北車集團(tuán)大同電力機(jī)車有限責(zé)任公司產(chǎn)品開發(fā)部，山西 大同037038）

0 引言

電力機(jī)車布線是指機(jī)車各個(gè)電氣設(shè)備之間按電路要求用電纜連接起來所形成的完整系統(tǒng)，能使各個(gè)電氣設(shè)備按邏輯控制，保證機(jī)車按指令工作。整車布線作為機(jī)車實(shí)現(xiàn)功能的傳輸載體，在機(jī)車設(shè)計(jì)、生產(chǎn)中均占據(jù)著舉足輕重的地位，整車布線設(shè)計(jì)的合理與否直接影響著機(jī)車安全性、可靠性，影響著機(jī)車的質(zhì)量。現(xiàn)場機(jī)車布線是一個(gè)繁瑣而又耗時(shí)的工作，機(jī)車整車線纜有成千上萬根，稍有不慎就會出現(xiàn)漏布或布錯(cuò)的可能。

隨著大功率交流傳動(dòng)電力機(jī)車的廣泛應(yīng)用，激烈競爭的市場對產(chǎn)品的質(zhì)量保證能力和交付能力要求越來越苛刻，這就使得對線纜加工和敷設(shè)技術(shù)的要求也越來越高，因此研究電力機(jī)車整車布線具有十分重要的意義，其有利于提高工作效率，生產(chǎn)出高品質(zhì)的機(jī)車，而這正是機(jī)車制造行業(yè)不懈追求的目標(biāo)。

1 HXD2系列機(jī)車整車布線結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

HXD2系列機(jī)車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用國際上先進(jìn)的以功能體系為基礎(chǔ)的模塊化設(shè)計(jì)方法，設(shè)備布置采用中間走廊、兩側(cè)設(shè)備斜對稱的布置方式。整車布線設(shè)計(jì)根據(jù)機(jī)車設(shè)備布置及功能進(jìn)行模塊劃分，沿布線路徑通過布線接口處的對接來實(shí)現(xiàn)通訊，遵循從頂向下、模塊化設(shè)計(jì)原則，先布線設(shè)計(jì)，規(guī)定其主、輔、控各線纜的布線路徑，再按功能分隔，設(shè)計(jì)出各個(gè)布線模塊的布線接口。布線路徑如圖1所示。

HXD2系列機(jī)車整車布線按模塊劃分主要包括：中央布線、高處布線、司機(jī)室布線、車下布線、車體—轉(zhuǎn)向架電氣連接、頂蓋布線、導(dǎo)流罩布線及司機(jī)室頂棚布線。

中央布線是對主電路與輔助電路相關(guān)電纜布線，主要是指高壓電纜布線，電纜沿著中央線槽到各電器屏柜的下面或各設(shè)備接線處，通過接線端子排與各個(gè)柜體實(shí)現(xiàn)通訊；高處布線主要體現(xiàn)控制電路相關(guān)電纜，電纜沿高處布線線槽到各電器屏柜上部及頂蓋等各個(gè)布線模塊，通過連接器與柜體及布線模塊對接，實(shí)現(xiàn)各個(gè)柜體及布線模塊之間通訊；車體—轉(zhuǎn)向架電氣連接部分主要體現(xiàn)牽引電機(jī)、回流、接地及速度溫度傳感器相關(guān)電纜；司機(jī)室布線、車下布線及其他布線主要是對安裝于司機(jī)室、車下等位置的電氣設(shè)備進(jìn)行布線連接，電纜沿焊接的扎線板到達(dá)指定的布線位置，通過連接器與高處布線電纜對接，盡可能實(shí)現(xiàn)模塊化安裝及模塊化預(yù)布線。

圖" 布線路徑

2 HXD2系列機(jī)車整車布線的關(guān)鍵技術(shù)

2.1 預(yù)布線技術(shù)

機(jī)車預(yù)布線技術(shù)是機(jī)車整體設(shè)計(jì)理念和先進(jìn)工業(yè)化施工工藝設(shè)計(jì)技術(shù)相結(jié)合的一種技術(shù)，根據(jù)設(shè)備的安裝位置將布線電路結(jié)構(gòu)化、模塊化，實(shí)現(xiàn)機(jī)車預(yù)布線，從產(chǎn)品設(shè)計(jì)到工藝、工裝等各個(gè)環(huán)節(jié)環(huán)環(huán)相扣，全面考慮。HXD2系列機(jī)車整車布線通過連接器對插或接線端子排連接的形式與柜體及各個(gè)布線模塊之間通訊，最大化地實(shí)現(xiàn)了機(jī)車預(yù)布線。

2.1.1 高處預(yù)布線

將高處布線線槽根據(jù)預(yù)布線圖紙擺放在布線工裝上，用連接板把各線槽連接起來，通過緊固件對線槽定位，根據(jù)布線工裝標(biāo)出的柜體及設(shè)備的位置，布線圖紙文件實(shí)現(xiàn)車下預(yù)布線、屏蔽處理、連接器制作等操作。高處預(yù)布線示意圖如圖2所示。

圖- 高處預(yù)布線示意圖

2.1.2 中央預(yù)布線

中央線槽及端部線槽按中央預(yù)布線圖紙要求擺放在中央預(yù)布線工裝上，線槽上有定位孔，與工裝上的定位銷相匹配，將中央預(yù)布線線槽放置在正確的位置，并用鉚釘將中央線槽兩兩鉚接，根據(jù)中央預(yù)布線圖紙、文件實(shí)現(xiàn)車下預(yù)布線、接線端子壓接及連接器制作等操作。

中央預(yù)布線圖紙同高處預(yù)布線類似，亦是采用CATIA三維軟件制圖，對各個(gè)線槽、電氣設(shè)備及相關(guān)布線附件準(zhǔn)確定位，便于車間施工。

2.2 電磁兼容技術(shù)

2.2.1 電力機(jī)車電磁兼容設(shè)計(jì)的基本原則

（1）電纜分離：不同類別的電纜應(yīng)盡可能分離布置。

（2）回流導(dǎo)體：電路中的饋電電纜和回流電纜應(yīng)盡可能靠在一起布置，尤其是在電源電纜發(fā)射干擾和敏感信號的情況下。

（3）導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的使用：電纜的安裝應(yīng)盡可能靠近車輛的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)（金屬車身板、金屬電纜導(dǎo)管、金屬套管等通過導(dǎo)電方式與車身連接的部分），最大限度地利用從金屬表面反射的反向電場，以消除電纜產(chǎn)生的電場。

（4）屏蔽與接地：信號電纜應(yīng)進(jìn)行屏蔽，以提高抗干擾性。屏蔽接地時(shí)，應(yīng)在盡可能大的面積上進(jìn)行。一般來說，電纜屏蔽網(wǎng)應(yīng)盡可能頻繁地接地，至少應(yīng)在兩端接地。

2.2.2 電磁兼容在HXD2系列機(jī)車布線中的應(yīng)用

在HXD2系列機(jī)車的實(shí)際布線中，嚴(yán)格按照電磁兼容設(shè)計(jì)原則執(zhí)行，整個(gè)布線設(shè)計(jì)預(yù)布線效果好，功能分隔清晰，接地布局合理，電磁兼容效果非常好。

（1）電纜分離布置：不同電壓等級的線纜在線槽中按規(guī)定分開布置，隔開一定的距離，需要的地方加金屬屏蔽管防護(hù)，并可靠接地，如：根據(jù)電磁兼容分類將布線分為高處布線及中央布線；高處布線中又將控制線及天線、數(shù)據(jù)線等分線槽布置；中央布線中有低壓控制電纜經(jīng)過的路徑都通過金屬屏蔽管或金屬屏蔽護(hù)套防護(hù)，并與地可靠連接以實(shí)現(xiàn)電磁兼容。

（2）導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的使用：電纜布于布線線槽內(nèi)，布線線槽通過焊接支架安裝于車體處；布線線槽采用鋁制線槽，各線槽間用編織線互連，就近多點(diǎn)接地，并涂電接觸油脂。

（3）屏蔽接地及數(shù)據(jù)總線：控制線路同一線束的幾個(gè)屏蔽線通過橋接方式連接，再接到插頭、插座的相同點(diǎn)位，使屏蔽連續(xù)，并在過渡端子排或途經(jīng)位置將其屏蔽層通過接地端子接到大面積的安裝板上，插座外殼就近通過安裝處的接地座接地。

數(shù)據(jù)總線盡量不打斷，不可避免時(shí)，采用專用網(wǎng)絡(luò)連接器過渡連接，屏蔽層通過連接器的尾夾進(jìn)行大面積接地，連接設(shè)備端通過就近接地座接地。

3 先進(jìn)工藝方法的應(yīng)用

在HXD2系列機(jī)車整車布線裝配中，應(yīng)用到許多創(chuàng)新、先進(jìn)的工藝方法。如：制作機(jī)車預(yù)布線工裝，工裝由線槽支架和支撐桌子組成，不同車型可以通過調(diào)整相應(yīng)桌子的位置、更換部分桌子／桌面支架／接線板或調(diào)整相應(yīng)的桌面支架、接線板位置等來滿足預(yù)布線需求；制作主變壓器到主變流柜電纜壓接端子工裝，以調(diào)整電纜兩端接線端子方向，實(shí)現(xiàn)車下預(yù)布線及壓接端子；制作內(nèi)重聯(lián)61芯連接器緊固線纜用工裝，以保證連接器尾部與線纜密封良好。

先進(jìn)工藝方法的應(yīng)用，滿足了布線設(shè)計(jì)初衷，方便了工人操作，更有效地促進(jìn)了生產(chǎn)效率的提高。

4 以維修為導(dǎo)向的設(shè)計(jì)

HXD2系列機(jī)車整車布線的集中化、模塊化，便于檢修維護(hù)操作。高壓線纜通過端子排與各柜體之間進(jìn)行布線對接，線纜基本集中在機(jī)車中間走廊的下方；控制電纜分布于機(jī)車兩側(cè)及前端高處線槽中，各個(gè)布線模塊之間及各個(gè)布線模塊與柜體之間的布線接口采用連接器；從車下到高處布線及各柜體之間連通需要打斷分線的電纜都集中在中央端子排、轉(zhuǎn)向架端子排；機(jī)車之間互通的線束集中在重聯(lián)端子排。操作人員通過上述集中布線位置，可進(jìn)行快捷方便的操作，判斷故障點(diǎn)。

5 結(jié)語

HXD2系列機(jī)車已大量交付于用戶，在各個(gè)機(jī)務(wù)段擔(dān)任著重載運(yùn)輸牽引任務(wù)，從機(jī)務(wù)段運(yùn)用反饋的信息來看，整車布線牢靠，能夠保證各個(gè)電氣設(shè)備按邏輯控制，實(shí)現(xiàn)其控制指令。

HXD2系列機(jī)車整車布線體現(xiàn)了合理的結(jié)構(gòu)、先進(jìn)的技術(shù)及工藝方法。通過對HXD2系列機(jī)車布線進(jìn)一步研究學(xué)習(xí)，可以在后續(xù)機(jī)車布線上借鑒這些設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)，提升國內(nèi)機(jī)車布線的設(shè)計(jì)理念，總結(jié)出更合理、更科學(xué)的布線方法。

［1］BS EN50343－2014 鐵路設(shè)備 鐵路車輛 電纜線路安裝規(guī)則［S］.

［2］張曙光.HXD2型電力機(jī)車［M］.北京：中國鐵道出版社，2009.

［3］張厚.電磁兼容原理［M］.西安：西北工業(yè)大學(xué)出版社，2009.