三号线B1型车电机哈丁插头烧损分析及应对措施

摘要：针对广州地铁3 号线B1型车（广州地铁第一批采购的B型车）在实际运行中出现哈丁插头烧损的问题，在介绍哈丁插头结构的基础上，分析了引起烧损的原因，提出相应的改进措施，并对如何避免烧损提出了建议。

关键词：B1型车、电机哈丁插头、烧损

中图分类号：TM3文献标识码：A

1 前言

哈丁插头普遍应用于列车电气连接，目前广州地铁三号线B1型车牵引电机与逆变器间的电缆连接就是通过一个哈丁插头进行连接的。自2006年三号线B1型车运行到现在，电机哈丁插头曾多次出现烧损。本文主要对B1型车电机哈丁插头结构、烧损现象进行介绍，重点分析了烧损引起的原因，并提出了相应改进措施。

2 电机哈丁插头简介

2.1 哈丁插头组成

哈丁插头由两部分组成：外罩和插头本体。外罩的作用是防水防尘，保护插头本身。插头由两部分组成，如下图所示：

图1 哈丁插头（不带外罩） 图2 哈丁插头（带外罩）

这两部分插头一半是带针脚的（公插头），另一半是带针孔的（母插头），通过相应的针脚和针孔进行对位连接，从而形成一个整体，起到连接的作用。这种连接方式方便拆卸和安装。

2.2 哈丁插头连接方式

哈丁插头的两部分插头与线缆连接方式是一样的，如图3所示。

图3 哈丁插头连接方式

安装时，首先轴向锥体逆时针松到底，线缆完全插入连接腔内，然后顺时针旋转轴向锥体使其向左移动，通过挤压多股线缆，使线缆张开并与连接腔紧密接触。由上图可以看出，连接腔的中间部分的内径比两端都要小，从而形成一个卡口，使线缆与哈丁插头连接更加牢固可靠。

3 电机哈丁插头烧损原因分析

3.1 电机哈丁插头烧损故障

03025026车架修后动态调试时发现03C026车二位端牵引电机2红点，读取ICU2数据发现故障代码3bH：“Ground fault detected”，触发3bH代码（检测到接地故障）的原因主要有电缆接触不良、电缆接地、牵引箱内部过于潮湿导致漏电流过大、电流传感器、ICU板故障。经过排查发现模块W相母排对地短路，进而发现转向架前端HARTING插头W相烧损（如图4所示）。

图4W相插头插座均烧损

3.2 哈丁插头烧损原因分析

首先从电气方面分析，如果这一牵引回路的某一处由于短路造成过电压过电流现象，也有可能造成哈丁插头烧损。根据对列车的相关数据进行分析以及对这一回路检查结果，这一回路并没有其他部件短路，因此可以排除这个原因。

现在就针对哈丁插头本身进行分析。虽然哈丁插头结构设计并没有问题，但是如果安装时没有严格按照工艺进行安装，则会带来很多问题。由以上的哈丁插头连接方式介绍可知，如果在安装时线缆没有完全插入连接腔、多股线分叉导致部分金属丝没有进入连接腔或者轴向锥体的扭力矩没有满足要求，那么线缆与哈丁插头的连接就不够牢固，在长期的运行过程中，插头经常流经大电流，加上列车震动等因素，接触不良的部位就会因为接触电阻过大而发热严重，最终导致插头烧损。

另一个原因可能是哈丁插头内部有灰尘和水汽进入，长期积累的污垢导致其绝缘性能下降，最后出现短路造成烧损。由于哈丁插头本身以及与电缆连接部位都采取了密封措施，正常情况下灰尘和水汽不可能进入。但是当哈丁插头的密封老化或外罩安装不到位时，灰尘及水汽就有可能进入哈丁插头内部，造成其绝缘性能下降。

3.3 小结

经过对电机哈丁插头烧损的原因分析，可以知道造成电机哈丁插头烧损的原因主要是哈丁插头没有严格按照安装工艺进行安装、插头密封老化。结合现场对电机哈丁插头的检查，此次03025026电机哈丁插头烧损的原因可以推断是安装工艺执行不到位。

4 应对措施

自2006年三号线B1型车运行到现在，电机哈丁插头已多次出现烧损，其原因几乎都是哈丁插头安装工艺执行不到位，密封老化。既然哈丁插头存在这些问题，并且有可能再次出现类似的烧损事件，引起严重的后果，因此进行合理有效的检查及采取应对措施甚至更改这种连接方式是很有必要的。

首先，在进行哈丁插头安装时，必须严格按照工艺要求进行安装，确保安装牢固可靠，避免电缆与插头之间出现接触不良，导致哈丁插头局部发热，最终造成插头烧损的故障。

其次，在检查哈丁插头时，需要仔细检查线缆是否完全插入连接腔（是否有金属部分在外面）、是否有多股线分叉导致部分金属丝没有进入连接腔，以及接线是否松动，必要时可以对每根电缆核对轴向锥体的扭力矩是否满足要求。另外还需要检查哈丁插头密封情况，确保密封良好，外罩安装紧固。

最后，电机哈丁插头烧损已发生多次，说明这种连接方式用在此处存在一定的不合理性。主要表现为这种设计在拆卸、安装电缆的时候工序复杂，容易出现锥型触头紧固不牢、电机电缆固定松脱等问题，并且在电缆与插座安装后也无法检查连接是否紧固。只要在安装的过程中，工艺达不到要求，就可能出现接触不良导致发热烧损。而电缆与牵引电机连接则是通过接线柱使用螺栓紧固（见图13），相比电机与逆变器通过哈丁插头连接的方式，则安全可靠得多。

图13 接线柱方式连接

三号线B2型车电机与逆变器电缆连接就是采用接线柱式连接的，B2型车自2010年运行到现在都未发生过烧损，而且检查其是否连接紧固、良好也非常方便。因此为避免三号线B1型车电机哈丁插头再次出现烧损，最好的办法是将目前这种通过哈丁插头连接的方式改为接线柱式的连接方式。

5 结论

目前三号线B1型车电机哈丁插头已多次出现烧损，其原因主要是这种连接方式在拆卸、安装电缆的时候工序复杂，容易出现锥型触头紧固不牢、电机电缆固定松脱等问题，只要在加装的过程中，工艺达不到要求，就可能出现接触不良导致发热烧损。因此为防止再次出现烧损，最好对电机哈丁插头进行改造，将哈丁插头的连接方式改为接线柱式的连接方式。

参考文献：

[1] 西门子 三号线维修手册[Z].2006

[2] 广州市地下铁道总公司．三号线电客车教材[M].广州：广州市地下铁道总司运营事业总部，2008.

[3] HARTING Industrial Connectors（HanR）2010