电力机车线缆半成品制作及改善优化

(中车株洲电力机车有限公司，湖南 株洲 412001)

0 引言

HXD1(深度国产化)电力机车是中国中车株洲电力机车有限公司与德国西门子合作，引进消化技术，并深度国产化的新一代交流传动货运电力机车。HXD1(深度国产化)电力机车由于其优异的动力特性和稳定可靠的安全性深受客户青睐，目前，该车型主要运行在国内的大秦铁路、大包铁路等。

顾名思义，电力机车是完全依赖电气线路供电才能运行的机车。机车线缆作为电力机车电力传输和信息传输的载体，其性能直接影响着电力机车安全可靠的运行。因此，性能优良的机车线缆是制作高质量电力机车的必要条件。

线缆长度对于控制机车制造成本是一个重要因素，线缆长度过长一方面直接增加了原材料的使用，使得机车投入成本升高；另一方面在下线的时候线缆裁剪过长对于后续人员作业带来了很大困难，增加了工作量和劳动强度，降低作业效率。线缆过短则不能达到设计要求或者在机车运行过程中容易被扯断继而影响电力机车的行车安全。

目前，线缆在下线制作过程中通常是采取比较保守的策略，即下线的长度比实际所需要长，留有一定裕度。现机车中采用的裕度值过于宽泛，线缆浪费比较严重，同时也增加了作业人员的工作难度和劳动强度，降低电力机车的制造效率，这些最终转化为了电力机车的制造成本增加上。过宽的裕度值使得线缆在电力机车装配完毕后盘绕过多影响信号传输效率，绑扎多余的线缆也影响电力机车布线美观。

由此可见，电力机车线缆制作工艺进行优化对降低制造成本提高公司经济效益有积极的作用。寻求一套行之有效解决方案对线缆制作工艺进行优化成为迫切的需要。

1 线缆半成品制作概述

1.1 电力机车线缆简介

电力机车电路线缆按功能划分可分为主电路线缆、辅助电路线缆、控制电路线缆以及各类接地线缆。

主电路线缆主要用于传输电力能源，包括高压受电电路线缆、主变压器电路线缆、主变流器电路线缆以及牵引电机电路线缆。简而言之，主电路线缆与机车运行直接相关。

辅助电路线缆主要为机车的各种辅助设备供电。如为牵引风机、屏柜风扇、油泵水泵空气压缩供电，以及屏柜加热、暖风机、空调等取暖设备的供电，还包括车上供电插座、空气压缩机电机等处的供电。辅助电路线缆并不直接参与机车运行或者牵引，而是为对主电路设备的正常运行提供辅助服务，调节和改善机车辅助设备的工作环境温度，使其能够长期稳定可靠高效运行。

控制电路线缆主要实现机车上各种设备的控制信号传递。控制电路线缆还为车上的部分简单设备如车上照明灯等进行闭合或断开控制。此外，电力机车上一些数字模块模拟模块等信息采集模块以及由给类控制器控制的设备提供电源，通常这类设备的所需电压值比较小。

接地线缆主要有以下两方面的作用：一是在电路中器安全保护作用，在漏电的情况下，用电人员和接电线并联，由于接地线电阻小，电流经过它迅速流入大地，使用电人员避免触电；二是防止电磁辐射干扰。

机车线缆线型由材料、耐压等级和标称横截面积三部分组成组成。

1.2 线缆半成品制作工艺流程及要求

1.2.1 线缆制作流程

线缆制作工艺流程包括了下线、剥线、套线号和热缩套管、压接接线头、吹线号套管和热缩套管等步骤，如图1所示。

图1 线缆制作流程图

1.2.2 线缆制作注意事项

线缆在制作过程中应当按照工艺文件要求执行，保证线缆制作合格，见表1所示。

2 线缆制作现状分析

本文对线缆现现状分析主要针对线缆制作对机车成本的影响上。目前，机车线缆制作过程预留的裕度过大加大了废线的产出，另外预留线缆裕度大在设备接线过程中增加了作业人员作业的难度和工作量这就延长了生产周期，导致机车制作成本上升。针对这个情况，本文对线缆制作过程产生的废线做了数据统计。见表2所示。

表1 线缆制作注意事项

线缆制作过程中，裕度值过大现象主要出现在辅助电路线缆和控制电路线缆上。由于主电路线缆在机车上用量相对较少、分布也比较集中，在下线之前容易测量，所以工艺文件上给出线缆长度比较准确，在接线工序中基本不需要再裁剪。主电缆线缆在机车制制造过程中产生的废线数量极少。然而辅助电路线缆和控制电路线缆在机车上分布广泛而且用量巨大，另外这两种线缆基本都是与机车上的各类辅助设备和控制设备相连，各种设备在装配到机车上之前，无法测量到接入线缆长度的准确值，通常是跟根据经验并加大预留两端线缆的裕度，保证线缆可用不至于报废。线缆的长度抛量过大，一方面增加了线缆的用量导致线缆成本升高；另一方面过长的线缆给接线的作业人员增加了难度，原本1个工时可以完成工作量，由于线缆过长，现在1个工时的工作需要花1.5个工时甚至更长。降低了作业的效率，最终是导致电力机车制作成本增加。线缆抛量过大主要是由工艺人员定长时，依据三段定长法给出线缆两端与设备相连处的长度。

表2 典型工序废线统计表

目前生产的HXD1(深度国产化)电力机车上使用的各类接地线缆有360根，总长度超过了120 m。接地线主要有这几种线型：6软铜绞线TJRX3、10软铜绞线TJRX3、16软铜绞线TJRX3、25软铜绞线TJRX3、50软铜绞线TJRX3、TJRX3-120、TJRX3-185。各线型在机车上使用的数量和长度不尽相同，同一线型也有不同长度值。

机车上由于使用的接地线线型和数量很多，如果制作过程出现异常，效率低下将会影响机车组装。接地线制作现在是根据工艺文件中的代号编码逐一裁剪制作，这样虽然保证了不会遗漏，但是严重影响效率，尤其是目前生产任务异常繁重情况下，接地线制作效率有待提高。

3 改善方案

针对目前电力机车线缆制作情况，由于线缆裕度过于宽泛，需要作出合理改善优化，依据“122”定额管理原则，对线缆实际使用定额进行及时的修订，在保证质量的前提下，尽可能降低机车制造成本。

3.1 针对线缆制作过程中线缆浪费情况的改善优化

1)采用三段定长法计算中央线槽中的线缆长度，并到现场进行核实计算长度，预留一定裕度。

2)设备两端线缆长度首次采用三段定长法预留一定裕度(初次可以宽泛点)。

3)待首台车下线布线接线完毕，再度数据进行审核，并进行比较分析，对裕度值进行优化，如此反复，将优化后的结果再运用到后续车辆上。

4)重复上面步骤3～5次，得到最优结果。

3.2 针对接地线制作过程中效率低下情况的改善优化

1)将接地线的同一线型归列出来，并把相同长度的接地线整理到一处。

2)对同一线型同一长度的接地线统一一起制作。

3)相同长度的接地线先裁剪出单根线的整数倍长度，然后再裁剪成工艺要求的单根线长，并压接接线头。

4)对制作好的接地线按要求吹缩对应的标记线号并转运。

4 结语

线缆制作不仅直接影响机车的质量，还对机车生产成本有重要影响。因此需要在生产过程中不断地优化和规范，不仅要对制造过程进行严格的控制，还要不断地优化相关的工艺文件，在保证产品质量的前提下，尽可能地降低生产成本使企业产生良好的经济效益。

本文根据现场调研，针对机车生产过程中，线缆浪费现象比较严重以及接地线制作效率低下，对此提出了相应的改善优化方案，对提高生产效率、降低制造成本有一定实际指导意义。