張王芳

YP/LYP、XC系列電纜航插連接器（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“航插”）已廣泛運(yùn)用于電務(wù)LKJ設(shè)備和機(jī)車(chē)信號(hào)車(chē)載設(shè)備,作為設(shè)備與設(shè)備、設(shè)備與通信電纜之間的連接方式,其性能下降必然會(huì)影響車(chē)載設(shè)備安全信息傳輸?shù)恼_性,對(duì)車(chē)載設(shè)備正常運(yùn)行造成影響。由于這2種航插均屬于圓形卡扣式連接方式,具有體積小、重量輕、安裝快速、接觸可靠、導(dǎo)電性能好、插拔無(wú)需工具等優(yōu)點(diǎn),因此也造成在日常檢修中“免維護(hù)”的誤區(qū),導(dǎo)致對(duì)于航插本身的相關(guān)維護(hù)排查極易被忽視,故障分析不徹底,大多被動(dòng)地采取整體設(shè)備更換的方式解決。為此,通過(guò)總結(jié)分析合肥電務(wù)段出現(xiàn)的一系列航插問(wèn)題,提出有效的維護(hù)檢查方法、標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)改進(jìn)建議,供相關(guān)維護(hù)部門(mén)參考。

1 航插連接器的組成

車(chē)載設(shè)備電纜航插一般由插頭和插座組成,通過(guò)插頭、插座的插合和分離,實(shí)現(xiàn)電路的連接和斷開(kāi)。連接時(shí)右旋轉(zhuǎn)動(dòng)連接螺帽,聽(tīng)到響聲即表示連接器已完成插合鎖緊；分離時(shí),則左旋轉(zhuǎn)動(dòng)連接螺帽,直至完全分離。YP/LYP、XC系列航插均采用雙曲面線簧插孔,由線簧絲、內(nèi)套、前套和后套組成,多根獨(dú)立的彈性金屬線簧絲在內(nèi)套中均勻分布,并與內(nèi)套軸線成一定夾角,金屬線簧絲兩端彎向內(nèi)套外壁,通過(guò)前、后套將線簧絲固定,經(jīng)過(guò)縮口工藝成型后,其彈性比較好,并始終保持優(yōu)良的彈性性能,保證連接器的有效接觸。

2 故障案例及分析處置

2.1 YP/LYP系列航插故障案例

2019年1月9日,某機(jī)車(chē)在長(zhǎng)安集進(jìn)站,LKJ記錄信號(hào)雙黃閃瞬間突變雙黃后自動(dòng)恢復(fù)。由于雙黃閃碼機(jī)車(chē)信號(hào)的限制速度為80 km/h,雙黃碼機(jī)車(chē)信號(hào)的限制速度為45 km/h,造成LKJ設(shè)備速度限制曲線與行車(chē)速度曲線“撞線”,LKJ設(shè)備輸出緊急制動(dòng),導(dǎo)致機(jī)車(chē)停車(chē)。

該車(chē)入庫(kù)后,使用環(huán)線發(fā)碼和手持發(fā)碼設(shè)備對(duì)車(chē)載設(shè)備進(jìn)行多次測(cè)試,均顯示正常；再進(jìn)行各項(xiàng)功能的電特性測(cè)試,也顯示正常。使用0.6 N標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試吊坨進(jìn)行航空插頭和插座的連接可靠性檢查,發(fā)現(xiàn)編號(hào)為X32T航插的13號(hào)端子保持力不夠,與故障現(xiàn)象一致。最終確認(rèn):機(jī)車(chē)雙黃閃瞬間突變雙黃的故障原因?yàn)閄32T航插的13號(hào)端子保持力不夠。

2.2 XC系列航插故障案例

2020年3月18日,某機(jī)車(chē)在雙劉站與東關(guān)站間LKJ顯示滅燈7 s后,LKJ限速下降,停車(chē)后恢復(fù)正常,電話指導(dǎo)值乘司機(jī)檢查機(jī)車(chē)信號(hào)主機(jī)與LKJ主機(jī)的連接電纜,未見(jiàn)異常,之后機(jī)車(chē)維持運(yùn)行至蕪湖庫(kù)內(nèi)。

進(jìn)行入庫(kù)檢查測(cè)試時(shí)故障未重現(xiàn),使用現(xiàn)有的YP/LYP系列0.6 N標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試吊坨對(duì)X32、X22航插進(jìn)行檢查,測(cè)試結(jié)果均正常。重新梳理處置環(huán)節(jié),經(jīng)電纜航插型號(hào)比對(duì)發(fā)現(xiàn),XC系列的X22航插與YP/LYP系列航插規(guī)格有所不同,聯(lián)系廠家提供對(duì)應(yīng)0.392 N標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試吊坨,對(duì)定義LU燈位的航插插孔2進(jìn)行分離力檢測(cè),發(fā)現(xiàn)保持力不足問(wèn)題,而其他插孔正常。最終確認(rèn):機(jī)車(chē)信號(hào)故障的原因?yàn)閄22電纜XC型航插插孔2分離力不合格,造成LU燈信息傳輸異常,導(dǎo)致LKJ顯示滅燈。

上述故障表明,航插在使用過(guò)程中,會(huì)出現(xiàn)因接觸電阻變大、接觸不良,引起電路時(shí)通時(shí)斷等問(wèn)題。主要原因是航插接口插合時(shí),插頭的插針與插座的插孔產(chǎn)生磨損,導(dǎo)致插針與插孔接觸壓力降低,造成插針與插孔接觸不良,影響設(shè)備間數(shù)據(jù)的傳輸。通過(guò)對(duì)上述2起航插故障案例進(jìn)行分析處置可以發(fā)現(xiàn),在運(yùn)用萬(wàn)用表、搖表等傳統(tǒng)工具無(wú)法查明故障原因情況下,需使用航插專(zhuān)用標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試吊坨,可以準(zhǔn)確找出故障部位,避免相關(guān)線纜及設(shè)備整體更換的粗放式處置,提高車(chē)載設(shè)備異常信息處理的準(zhǔn)確性。

3 維修措施與建議

3.1 完善現(xiàn)有車(chē)載設(shè)備航插檢查方法

基于對(duì)航插的重新認(rèn)識(shí),當(dāng)線纜設(shè)備出現(xiàn)偶發(fā)性故障,庫(kù)內(nèi)無(wú)法復(fù)現(xiàn)時(shí),必須對(duì)相關(guān)環(huán)節(jié)進(jìn)行全面測(cè)試,并使用標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試吊坨對(duì)電纜航插插孔分離力進(jìn)行多次測(cè)試排查。在車(chē)載設(shè)備電纜更新、Ⅰ/Ⅱ/Ⅲ級(jí)修程中,增加電纜航插的檢查,避免因航插問(wèn)題造成車(chē)載設(shè)備故障。

具體檢測(cè)方法是將測(cè)試吊坨水平放置,將插頭垂直插入吊坨插針中,插入深度＞4 mm,將航插垂直緩慢提升,速度不超過(guò)0.1 m/s,同時(shí)避免傾斜或擺動(dòng),防止孔的分離力減小。若插頭內(nèi)的插孔與測(cè)試吊坨上的插針出現(xiàn)完全分離,則表示插孔分離力不合格；若測(cè)試吊坨隨插頭垂直離開(kāi)原放置水平面,表示插孔合格。因XC與YP/LYP系列航插內(nèi)徑規(guī)格不同,需采用不同規(guī)格的測(cè)試吊坨,吊坨標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。

表1 測(cè)試吊坨標(biāo)準(zhǔn)

3.2 提高航插接口的穩(wěn)定性

航空插頭在使用過(guò)程中會(huì)受到電、熱、機(jī)械和化學(xué)等應(yīng)力的作用,如果選型錯(cuò)誤或者貯存使用不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致失效。電連接器長(zhǎng)期分離時(shí),容易發(fā)生插針碰歪、變形或多余物掉入等問(wèn)題。在日常維護(hù)中,要注意電纜航插的防護(hù),航插部位應(yīng)蓋上防護(hù)罩。在對(duì)電連接器進(jìn)行性能測(cè)試時(shí),應(yīng)使用合格和新的插頭（座）或模擬插針,不能用型號(hào)錯(cuò)誤的探針或銅棒插入插孔進(jìn)行測(cè)量。同時(shí),在現(xiàn)有航插選型上,應(yīng)選用防回轉(zhuǎn)卡扣式航空插頭,即在現(xiàn)有卡扣式航插的插座本體與插頭本體之間,安裝防回轉(zhuǎn)裝置,在發(fā)揮卡扣式航插快速連接和分離性能的前提下,有效防止在振動(dòng)環(huán)境中脫落,改善連接穩(wěn)定性。

3.3 加強(qiáng)對(duì)航插接口速度等級(jí)（SD）的檢查

2019年之前合肥電務(wù)段管內(nèi)共發(fā)生12起機(jī)車(chē)信號(hào)為UUS/U2S瞬間掉UU/U2,造成LKJ運(yùn)行控制曲線與限制曲線“撞線”,導(dǎo)致LKJ輸出緊急制動(dòng)停車(chē)的故障。分析故障時(shí)段的LKJ記錄文件發(fā)現(xiàn),速度等級(jí)記錄異常,缺少SD1信息。機(jī)車(chē)信號(hào)主機(jī)接收到地面移頻碼的輸入信息和機(jī)車(chē)信號(hào)主機(jī)譯碼后,輸出信息的對(duì)應(yīng)關(guān)系見(jiàn)表2。由于當(dāng)時(shí)對(duì)航插的性能、狀態(tài)掌握不全面,僅僅是按照常規(guī)做法更換設(shè)備或電纜,并沒(méi)有找出真正原因。該問(wèn)題曾一度高度困擾車(chē)載設(shè)備故障分析處置,還被列為集團(tuán)公司重點(diǎn)疑難攻關(guān)項(xiàng)目。

根據(jù)機(jī)車(chē)信號(hào)與LKJ監(jiān)控裝置的相關(guān)協(xié)議,機(jī)車(chē)信號(hào)與LKJ主機(jī)間采用“信號(hào)燈位顯示+速度等級(jí)”方式通信。LKJ顯示器完全復(fù)示機(jī)車(chē)信號(hào)主機(jī)輸出的SD1/SD2/SD3機(jī)車(chē)信號(hào)燈位顯示信息,LKJ主機(jī)按照對(duì)應(yīng)的ZPW2000移頻信號(hào)控車(chē)。表2中U2S（黃2閃）/UUS（雙黃閃）與U2（黃2）/UU（雙黃）的SD等級(jí)信息編碼區(qū)別僅在于SD1編碼的不同。當(dāng)LKJ主機(jī)接收U2S/UUS時(shí),SD1信息編碼為1,如果航插對(duì)應(yīng)的SD1通道存在接觸不良,LKJ主機(jī)接收到的SD1編碼則會(huì)由1變?yōu)?,LKJ顯示器上的U2S/UUS停止閃動(dòng),必然顯示為U2/UU。

通過(guò)對(duì)2019年1月9日發(fā)生的某機(jī)車(chē)故障分析處置總結(jié),正式引入標(biāo)準(zhǔn)吊坨測(cè)試方式對(duì)機(jī)車(chē)車(chē)載設(shè)備航插進(jìn)行排查,結(jié)合各級(jí)修程對(duì)機(jī)車(chē)X32電纜進(jìn)行檢測(cè)整治,共更換航插接觸不良電纜30多根,后續(xù)再未出現(xiàn)因閃燈信號(hào)顯示瞬間中斷造成的停車(chē)故障,而且在車(chē)載設(shè)備出現(xiàn)瞬間不易復(fù)現(xiàn)的通斷故障時(shí),運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試吊坨對(duì)故障范圍內(nèi)的航插進(jìn)行測(cè)試排查,取得良好效果。

3.4 進(jìn)一步優(yōu)化建議

由于傳統(tǒng)航插在緊固時(shí)無(wú)法明示化確認(rèn),存在不便檢查巡視及確認(rèn)安裝到位的短板,為此,經(jīng)與源頭廠家聯(lián)合技術(shù)攻關(guān),將現(xiàn)有的航插進(jìn)行明示化升級(jí)。具體改進(jìn)示意見(jiàn)圖1。其中,LED燈顯電源由航插內(nèi)部的電纜工作電源供電,無(wú)需外接電源。由于LED燈冷光源本身不發(fā)熱,不存在持續(xù)運(yùn)行造成航插發(fā)熱的安全隱患。航插安裝良好時(shí),顯示綠燈；未安裝良好時(shí),顯示紅燈,這樣不僅便于確認(rèn)是否安裝到位,同時(shí)為電務(wù)車(chē)載設(shè)備的后續(xù)智能化監(jiān)測(cè)升級(jí)預(yù)留技術(shù)條件。目前已完成樣品設(shè)計(jì),后續(xù)將驗(yàn)證使用效果。

圖1 明示化航插示意

4 結(jié)束語(yǔ)

航插作為車(chē)載設(shè)備廣泛使用的設(shè)備,由于長(zhǎng)期處于“免維護(hù)”狀態(tài),容易導(dǎo)致故障處置中不納入故障排查及上道檢查范圍。通過(guò)不斷總結(jié)探索航插設(shè)備的故障排查和日常維護(hù)經(jīng)驗(yàn),運(yùn)用YP/LYP、XC系列電纜航插標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試吊坨,為排查瞬間信號(hào)中斷無(wú)法故障復(fù)現(xiàn)的車(chē)載設(shè)備疑難問(wèn)題提供思路,及時(shí)消除故障隱患,確保運(yùn)輸安全。