EMC要求在CRH6型城際動(dòng)車組車下線槽布線中的應(yīng)用

文/宋偉雅 陳倫勝 陳鈞潤(rùn) 范全福 李龍杰 朱志高

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EMC要求在CRH6型城際動(dòng)車組車下線槽布線中的應(yīng)用

文/宋偉雅 陳倫勝 陳鈞潤(rùn) 范全福 李龍杰 朱志高

0　前言

和諧號(hào)CRH6型城際動(dòng)車組車下設(shè)備眾多、電磁環(huán)境復(fù)雜。車下線槽布線是電氣系統(tǒng)裝備技術(shù)的核心，如何確保車下線槽布線的質(zhì)量，是行車安全、可靠和舒適的基本保證。本文根據(jù)EMC在車輛布線過程中的要求，結(jié)合車下線槽設(shè)計(jì)特點(diǎn)，闡述CRH6型城際動(dòng)車組車下線槽布線技術(shù)。

1　CRH6型城際動(dòng)車組布線技術(shù)背景

和諧號(hào)CRH6型城際動(dòng)車組是以 CRH2、CRH380A型高速動(dòng)車組為基礎(chǔ)而全力打造的我國(guó)城際動(dòng)車組全新技術(shù)平臺(tái)Cinova的首個(gè)車型。根據(jù)運(yùn)輸距離、站點(diǎn)和乘客群的不同，目前生產(chǎn)的車型有時(shí)速200公里的CRH6A和時(shí)速160公里的CRH6F兩種車型。以8輛編組的CRH6A型動(dòng)車組為例，總計(jì)使用電纜36種，電線約1萬根，線路總長(zhǎng)達(dá)21萬米，涉及的電氣設(shè)備近千個(gè)。

根據(jù)車輛設(shè)備的電氣特性，車輛的牽引系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)應(yīng)定義為干擾源，車輛控制系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)、信號(hào)系統(tǒng)等定義為易受干擾的敏感設(shè)備。城際動(dòng)車組設(shè)備大都集中在車下，車下布線電磁環(huán)境復(fù)雜，在現(xiàn)有設(shè)計(jì)的條件下，如何更好的滿足車輛電磁兼容的要求，是車輛電氣工藝師需要解決的問題。為此，本文重點(diǎn)以和諧號(hào)CRH6A型動(dòng)車組為例講述EMC要求在車下中央部線槽布線設(shè)計(jì)中的實(shí)際應(yīng)用。

2　CRH6型城際動(dòng)車組車下線槽布線的設(shè)計(jì)條件

車下設(shè)備猶如“心臟”，而線纜猶如“血管”，給列車提供“血液”。車下設(shè)備包括高壓設(shè)備箱、主變壓器、牽引變流器、牽引電機(jī)、列車回流接地裝置等牽引主電路設(shè)備，同時(shí)包括輔助電源裝置、輔助整流裝置、蓄電池箱等輔助系統(tǒng)電路設(shè)備，亦包括制動(dòng)裝置、踏面清掃單元、保溫電路，低壓轉(zhuǎn)接箱、接觸器箱等。車下線槽布線涉及電氣設(shè)備眾多、電磁環(huán)境復(fù)雜，如何在滿足EMC要求的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)車輛各電氣系統(tǒng)互聯(lián)互通，需結(jié)合車下線槽的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、線纜等級(jí)以及車輛布線的技術(shù)規(guī)范來分析。

2.1車下線槽結(jié)構(gòu)

城際動(dòng)車組車輛車下線槽分中央部線槽和端部線槽，線槽采用上方敞開式結(jié)構(gòu)（如圖1）。中央部線槽布置在車輛一位側(cè)和二位側(cè)，端部線槽布置在車輛一位端和二位端（如圖2）。中央部線槽一邊懸掛在車體橫梁上，一邊搭載在車體邊梁上；端部線槽安裝在端部底板下。

圖1　線槽槽體截面圖

圖2　線槽布置圖

2.2線纜等級(jí)

根據(jù)承載的電壓或功率不同，電纜可分為高壓電纜、中壓電纜和低壓電纜。結(jié)合車下線槽結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，CRH6A型城際動(dòng)車組車下電纜可分為高壓回路線纜、低壓回路線纜兩大類，分別敷設(shè)于車輛一位側(cè)線槽和二位側(cè)線槽內(nèi)，其中低壓回路線纜包括蓄電池線纜、信號(hào)線纜和通訊線纜。

2.3 EMC在車輛布線中的要求

（1）敷設(shè)時(shí)需將不同等級(jí)的電纜分開，各組之間應(yīng)留有間距或用金屬接地板來進(jìn)行隔離。電纜與電纜之間所要求的距離理論上取決于功率、頻率、并行敷設(shè)的長(zhǎng)度以及敷設(shè)抗擾度。如二位側(cè)線槽中，低壓電纜與通訊電纜分開敷設(shè)。

（2）電路的回線與饋電線應(yīng)盡可能相鄰敷設(shè)，減少地環(huán)路影響，尤其是在使用有發(fā)射騷擾的供電電纜、感性信號(hào)電纜的情況下。如輔助電源裝置的電源線704和754。根據(jù)交流回路線承載的電荷多少和變化率，采用合適的絞線方式，減少電磁干擾。

（3）為了減少EMC問題和電氣噪聲問題，應(yīng)采用絞合電纜。如三相電機(jī)線，以3根1次/m的絞距絞合，由于空間矢量相差120度，三根線捆扎成三角形能成功抵消電磁干擾。

（4）為了減少電纜發(fā)射磁場(chǎng)的影響，電纜應(yīng)盡可能靠近機(jī)車車輛傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)，特別是高壓回路線纜，可以通過金屬表面反射的磁場(chǎng)來抵消電纜的磁場(chǎng)。例如，200平方的電纜敷設(shè)在車體邊梁側(cè)。

（5）對(duì)干擾源或敏感設(shè)備進(jìn)行必要的EMC處理。為減少輻射，可對(duì)高壓電纜進(jìn)行屏蔽。如三相電機(jī)線由于電機(jī)控制采用直接轉(zhuǎn)矩控制方式，電磁波動(dòng)較大，需全段采用FFSW拉鏈軟管包裹；為增強(qiáng)抗擾度，應(yīng)對(duì)低壓電纜進(jìn)行屏蔽。如DC100V電源母線、PG和SS線纜單獨(dú)走線管；速傳電纜需包裹金屬屏蔽網(wǎng)。

3　車下線槽布線

車下線槽布線前需根據(jù)相關(guān)工藝文件完成電纜標(biāo)識(shí)打印、線纜下線、線纜成束等預(yù)組作業(yè)。如何將預(yù)組好的散線和線束準(zhǔn)確、有序、高效地敷設(shè)在線槽內(nèi)，需要綜合考慮線槽結(jié)構(gòu)、布線規(guī)范、EMC要求和線纜路徑等因素制作線槽布線順序表，根據(jù)布線順序表指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)線槽布線作業(yè)。

3.1線槽結(jié)構(gòu)

大部分線槽槽體內(nèi)側(cè)寬度170mm，深度只有33mm，局部線槽槽體存在內(nèi)側(cè)寬度有所加寬。由于相同電壓回路的電纜較多，特別是設(shè)有主變壓器箱的車輛高壓電纜較多，需要考慮敷設(shè)電纜的外徑合理布線，避免絞線、堆高現(xiàn)象。

3.2布線規(guī)范

（1）大線不壓小線，貫通線優(yōu)先鋪設(shè)在線槽下層，小的散線最后敷設(shè)。

（2）同一等級(jí)、同一路徑的線束相鄰敷設(shè)。

（3）根據(jù)車下設(shè)備布置及接口排布，合理安排布線位置和順序，遵循先出線布在上層，避免線槽出線處絞線。

（4）低壓線槽內(nèi)單芯線纜與多芯線纜分開敷設(shè)，至少相隔一排散熱孔。

（5）一位側(cè)線槽線纜粗大，需使用12.7mm寬的不銹鋼扎帶捆扎，使用全捆扎模式，為了防止不銹鋼扎帶劃傷電纜，需要在不銹鋼扎帶與電纜接觸部分套2mm厚度的橡膠軟管；二位側(cè)線槽敷設(shè)的線纜為低壓電纜，在捆扎前需使用2mm的橡膠板防護(hù)2圈，然后使用7.9mm寬的不銹鋼扎帶通過線槽槽體上的散熱孔捆扎在線槽內(nèi)。

3.3 EMC要求

詳見2.3要求。

3.4光纜敷設(shè)

光纜利用捆扎在單芯線束上的尼龍搭扣，通過尼龍?jiān)鷰Юυ诖羁凵稀?/p>

3.5 線槽布線順序表制作

經(jīng)過綜合考慮以上因素，制作中央部線槽布線順序表，如表1、表2所示。布線順序表中可以通過吊耳側(cè)和邊梁側(cè)區(qū)分位置，可以通過層級(jí)知道敷設(shè)順序，可以知道每一層所敷設(shè)的線束號(hào)以及敷設(shè)的路徑以及出線位置等。

表1　中央部高壓線槽布線順序表

表2　中央部低壓線槽布線順序表

4　結(jié)束語

在和諧號(hào)CRH6型城際動(dòng)車組車下線槽布線時(shí)，結(jié)合線槽設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，通過中央部線槽布線順序表的形式將EMC要求體現(xiàn)出來，能有效地管控車下線槽布線質(zhì)量，并能提高生產(chǎn)效率。

作者簡(jiǎn)介：宋偉雅（1988-），男，工程師，本科，從事軌道交通車輛電氣工藝工作；陳倫勝（1988-），男，工程師，本科，從事軌道交通車輛電氣工藝工作；陳鈞潤(rùn)（1988-），男，本科，工程師，本科，從事軌道交通車輛電氣工藝工作。宋偉雅、陳倫勝、陳鈞潤(rùn)、范全福、李龍杰任職于中車廣東軌道交通車輛有限公司，朱志高任職于中車南京浦鎮(zhèn)車輛有限公司。