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摘要:本文介绍了CRH3型系列动车组高压系统组成及高压电缆终端在整个高压系统中的重要性,通过分析高压终端性能及制作工艺过程,提出了改进高压终端安全性的方法,从而提升高压系统的稳定性和安全性,另外从制作工艺方面,优化了高压电缆终端整个制作过程,提高了生产效率,达到精益生产的目的。
关键词:动车组,高压电缆终端,施工工艺改善,制作及优化
前言:CRH3系列动车组高压系统是列车运行的重要组成部分,支持着列车供电及电气传输等诸多重要功能,也关系到旅客的人身安全,是高速动车组关键技术之一。高压电缆终端也是整个高压系统中绝缘性能最薄弱的环节,通过分析高压终端容易产生局部放电的原理,对CRH3系列动车组高压电缆端头制作方法进行了优化,经过CRH3及CRH380BL等车辆的运行验证,证实了优化的必要性及适应性。
一、高压线缆端头的性能分析
高压电缆终端头是将电缆与其他电气设备连接的部件,是将两根电缆连接起来的部件,具有与电缆相同的使用寿命。
良好的电缆附件应具有良好的绝缘性能,在电缆本体中,芯线外表面不可能是标准圆,芯线对屏蔽层的距离会不相等,根据电场原理,电场强度也会有大小,这对电缆绝缘也是不利的。为尽量使电缆内部电场均匀,芯线外有一外表面圆形的半导体层,使主绝缘层的厚度基本相等,达到电场均匀分布的目的。
二、高压电缆端头制作工艺及优化
对于电缆终端而言,电场畸变最为严重,影响终端运行可靠性最大的是电缆外屏蔽层切断处和电缆末端绝缘切断处。通过仔细分析高压线缆截面结构特点,参考高压线缆性能标准,对比上百次的局部放电试验数据,对高压电缆端头制作进行了部分优化,提高了CRH3系列动车组高压局部放电试验的合格率。
1、几何形状法
采用应力锥缓解电场应力集中:
应力锥通过将绝缘屏蔽层的切断处进行延伸,使零电位形成喇叭状,改善了绝缘屏蔽层的电场分布,降低了电晕产生的可能性,保证了电缆的运行寿命。
A、在制作过程中,将高压线缆端部与接线端子之间改善为“削铅笔头”形状,保证包绕的密封带与绝缘能很好的粘合,改善了绝缘屏蔽层的电场分布,沿锥面击穿的可能性大大降低。
图1“削铅笔头”形状
B、改善线缆屏蔽层根部处理,对根部绝缘外皮60mm进行打磨,在打磨段缠绕防水胶带,防水胶带缠绕时要压住前一圈胶带的一半部分,把屏蔽线每4~6根为一束均匀向后折回,镶入防水胶带中,屏蔽线不能交叉,用PVC胶带将屏蔽线固定在电缆上,使绝缘屏蔽层切断处的电场分布加以改善,避免了电场集中。
2、施工工艺改善
通过改善热缩方法,使端头制作过程得到有效保护与控制,提升了高压电缆端头制作的质量。
A热缩管热缩工艺的改善
目前制作高压端头一般是使用火焰喷射器来加热应力热缩管,在加热过程中,火焰会灼烧高压线缆绝缘层等暴露部位,使得绝缘层和防水胶带热熔,从而在材料间产生气隙。因此,将火焰加热更改为使用3400W大功率热风枪加热,将热风枪与线缆形成65°夹角,枪口距线缆60mm±20mm处进行加热,热风枪从电缆外皮断面处开始环绕电缆均匀的旋转,向电缆末端方向吹缩。这样就避免了由于温度过高,导致烧损线缆绝缘层等现象的发生,同时也使应力热缩管受热均匀,更加紧密的包裹在一起,排除相互间气隙。
B优化高压电缆端头制作支撑工装
由于高压电缆十分柔软,当端头制作过程中,由于自重原因会使端头中部下垂,从而在应力热缩管之间和高压端头伞群端部等部位产生气隙,造成高压端头局部放电的发生。通过优化高压电缆端头制作专用支撑工装。避免了制作过程中的造成的质量缺陷,同时还提高了生产效率,由过去有两个人操作减少为一个人操作,节约了50%的劳动成本,将工作时间由原来的12小时减少到8小时。
图2使用中高压电缆端头制作支撑工装
结束语:通过对CRH3型系列动车组高压电缆终端制作方法的工艺优化,不仅提高了制作质量,同时也提升了高压端头的制作工艺方法,为高速动车组的安全运行提供了保障,也为我们高速动车组的复兴梦提供了有力的支撑。
参考文献:
1、动车组车辆电气装修工培训教材。
2、CRH3动车组高压系统原理组成。
3、TYCO终端高压电缆接头的组装说明。
4、《局部放电检测技术的现状和发展》。郭俊吴广宁张血琴舒雯西南交通大学电气工程学院成都
5、局部放电测量IEC-60270
6、CRH380高压电缆制作(长,有地线端)工艺规程。
7、CRH380BL电气绝缘试验单车例行试验说明。