浅析CRH6A城际动车组车外线槽布线工艺设计

浅析CRH6A城际动车组车外线槽布线工艺设计

滕衍靓 钱宽洪 王正

中车南京浦镇车辆有限公司

摘要：本文基于我司已生产的CRH6A型城际动车组，通过对CRH6A型动车组车外布线工艺设计方案的分析，验证了CRH6A型城际车组车外电线槽布线工艺设计的可行性。

关键词：城际动车组；电线槽布线；工艺设计；

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引言

随着我国经济的高速发展及大城市群的迅速崛起，城市群间交通问题已经引发了社会的广泛关注。城际动车组作为一种区域化轨道交通工具，具有速度快、加速度大、载客量大、绿色环保、乘坐舒适、等显著特点，已成为解决大中城市交通拥堵问题、缩短各城市群距离的最佳方案。

为此，本文重点以CRH6A型动车组为例讲述车外电线槽布线设计的实际应用。

一、CRH6A型城际动车组布线技术背景

CRH6A型动车组是以CRH2、CRH380A型高速动车组为基础、以Cinova为技术平台而全力打造的我国城际动车组车型。以8编组的CRH6A型动车组为例，总计使用电缆36种，电线约一万多根，线路总长达21万米，涉及的电气设备近千个。

车外设备犹如“心脏”，而线缆犹如“血管”，给列车提供“血液”。车外设备包括高压设备箱、牵引变压器、变流器、牵引电机、列车回流接地装置等牵引主电路设备，同时包括辅助电源装置、辅助整流装置、蓄电池箱等辅助系统设备，亦包括制动装置、接触器箱、低压转接箱等。

根据车辆设备的电气特性，车辆的牵引系统和辅助系统应定义为干扰源，车辆控制系统、制动系统、信号系统等定义为易受干扰的敏感设备[1]。良好的布线能减少70%车辆电磁干扰[2]。车外线槽布线涉及电气设备众多、电磁环境复杂，在满足EMC要求的基础上实现车辆各个电气系统互连互通，需结合电线槽的结构特点、电缆等级以及车辆布线的技术规范来分析。

二、车外电气线槽布线设计条件

2.1 车外线槽结构

城际动车组车外电线槽分中央部和端部线槽，线槽采用上方敞开式结构（如图1）。中央部线槽在车辆一位侧和二位侧，端部线槽在车辆一位端和二位端（如图2）。中央部线槽一边悬挂紧固在车体横梁上，另一边紧固在车体边梁上，端部线槽安装在端部底板下。

图1 线槽槽体截面图

图2 线槽布置图

2.2 电缆等级

根据承载的电压或者功率不同，电缆可分为高压电缆、中压电缆和低压电缆。结合车外电线槽结构特点，CRH6A型城际动车组车外电缆可分为高压回路线缆、低压回路线缆两大类，分别敷设于车辆一位侧线槽和二位侧线槽内，其中低压回路线缆包括蓄电池线缆、信号线缆和通讯线缆等。

2.3 EMC在车辆布线的要求

（1）敷设时需将不同等级的电缆分开，各组之间应留有间距或用金属接地板来进行隔离。电缆与电缆之间所要求的距离理论上取决于功率、频率、并行敷设的长度以及敷设抗扰度。如二位侧线槽中，低压电缆与通讯电缆分开敷设。

（2）电路的回线与馈电线应尽可能相邻敷设，减少地环路影响，尤其是在使用有发射骚扰的供电电缆、感应信号电缆的情况下。如辅助电源装置的电源线704和754。根据交流回路线承载的电荷多少和变化率，采用合适的绞线方式，减少电磁干扰。

（3）为了减少EMC问题和电气噪声问题，应采用绞合电缆。如三相电机线，以3根1次/m的绞距绞合，由于空间矢量相差120度，三根线捆扎成三角形能成功抵消电磁干扰。

（4）为了减少电缆发射磁场的影响，电缆应尽可能靠近机车车辆传导结构，特别是高压回路线缆，可以通过金属表面反射的磁场来抵消电缆的磁场。例如，200 平方的电缆敷设在车体边梁侧。

（5）对干扰源或敏感设备进行必要的EMC处理。为减少辐射，可对高压电缆进行屏蔽。如三相电机线由于电机控制采用直接转矩控制方式，电磁波动较大，需全段采用FFSW拉链软管包裹；为增强抗扰度，应对低压电缆进行屏蔽。如DC100V电源母线、PG和SS线缆单独走线管；速传电缆需包裹金属屏蔽网。

三、车外电线槽布线

CRH6A城际动车组车外电气线束设计，须结合车外电气电气设备布置图、车外电气电气配线原理图纸技术要求，设计出各电气设备间电线线缆的最佳布线路径，同时必须满足车辆电磁兼容的要求。

为更好满足CRH6A型动车组车外电气布线线束的电磁兼容性，在合理设计各线束最佳走线路径的同时，根据电缆线号以区分电压等级（见表1），将直流、交流、屏蔽线、AC400V尽可能分开成束走线，高压线缆额外用套FFSW拉链软管并单端接地方式屏蔽其干扰，从而以最大限度的削弱电磁干扰、确保各敏感电气件的正常运作。

表1 CRH6A型城际动车组线缆线号电压等级表

根据线槽结构及城际动车组电缆等级分析。由于相同电压回路的电缆较多，特别是设有主变压器箱的车辆高压电缆较多，需要考虑敷设电缆的外径合理布线，避免绞线、堆高现象。

3.1 布线工艺原则

（1）大线不压小线，贯通线优先铺设在线槽下层，小的散线最后敷设；

（2）同一等级、同一路径的线束相邻敷设；

（3）根据车外设备布置及接口排布，合理安排布线位置和顺序，遵循先出线布在上层，避免线槽出线处绞线；

（4）低压线槽内单芯线缆与多芯线缆分开敷设，至少相隔一排散热孔。

3.2 EMC要求

详见2.3要求。

3.3 配线布线顺序表制作

根据以上布线要求为原则，归纳整理线束层级顺序，以表格形式形象的展现布线的路径及顺序，可在动车车外配线尺寸表基础上制作中央部线槽布线顺序表，如图3（以中央部低压侧为例），简单便捷的指导布线操作从而达到规范要求。

图3 中央部低压线槽布线顺序表

四、结论

车外电气布线是CRH6A城际动车组车辆组装中的重要工序之一，本文结合我司生产的CRH6A型城际动车组简要分析车外电气布线工艺设计方案，针对性强、具备可执行性，保证了产品质量和产品的一致性，具有推广使用价值，提高我国城际动车核心竞争力。

参考文献：

[1] 梁凯平. 广州地铁车载故障诊断系统电磁兼容研究 [D].北京：北京交通大学，2012；

[2] PM0JD0796704-一般电气设备及子系统EMC要求规范-V1.0；

[3]《IEC 60077-1 1999 铁路应用—轨道车辆用电器设备 第1部分：一般操作要求和规则》、《EN 50343-2003 铁路应用--机车车辆布线规则》、《EN_50153-2002 铁路应用--机动车辆对于电器危险性的保护措施》、《TB 3153-2007机车车辆布线规则》。