动车组检修连接器及端子接触表面氧化变色问题分析

余彪

身份证号： 42900619881217****

摘要：动车组上的电气接线端子和连接器在长期的使用过程中会和空气中微量的硫化氢以及氧气发生化学反应，镀银的铜材料在反应之后产生黑色的硫化银，导致这些部位变色，本文在分析这种现象内在原因的基础上探讨其是否会影响动车电气安全，并且提出了处理措施。

关键词：动车组；检修连接器；端子接触面；氧化变色

引言：

动车组对电气安全性要求非常高，而动车上的电气接线端子或者连接器插针上的银材料可与空气中的氧气和硫化氢发生化学反应，最终生成黑色硫化银，附着在其表面，研究其对电气系统安全运行的影响具有非常重要的意义。

1. 动车组电气连接工艺

第一，接线端子连接。动车上组上的配电柜以及体积较大的电气设备主要使用接线端子来实现动力电源的接通，这种接线端子一般由导电性能非常优异的铜材料制作而成，将电缆线头的接线端剥开，露出里面的芯线，在将其穿入到接线端子的压线槽内，使用专业的压线钳将接线端子的压线槽和穿入其中的芯线紧密的压接在一起，接线端子具有优良的塑形变形能力，制作线头时控制好力度，其紧固性会达到很高的水平，压线完毕之后使用自粘带将压接部位缠裹起来。通常情况下只要内有强大的外力或者机械破坏，这些接线端子可以达到永久固定的效果^[1]。第二，连接器连接。这种连接方式的优点是接触面稳定、防水、耐久性高、尺寸小等等，其特点是将连接器端头的“母针”或者“公针”直接承插进对应的电气设备结构中。连接其的端头内部可实现单点连接，也可将多个接触点全部集成在同一个端头中，使用这种电气连接工艺能够提升模块化应用的效果，这些连接器在损坏、失效、更新、升级的过程中可完成快速的拆卸，动车组维护人员只需将存在问题的连接其拆卸来，换上新的连接器，就能完成故障排除或者系统更新。

2. 氧化变色成因

动车电气连接器和常规的接线端子基本上都是用铜材质制作而成的，并且为了减小电阻和提高导电率还在这些铜材料表面镀上了金属银。但是在实际使用过程中经常会发现这些端子部位或者连接器的通电接触部位会出现变色的问题，经过检验，这些变色的物质主要为硫化银。原因分析如下：接线端子或者连接器上的金属银材料具有较高的化学活跃性，高铁列车上的人员非常密集，而且人的排泄物、 汗液以及微生物作用会逐渐在列车空间内产生微量的硫化氢，这些活跃的金属银材料会与列车空气中微量的；硫化氢材料发生化学反应，其化学反应式为 2 =2 ,其中的产物硫化银是黑色的物质^[2]。并且随着时间的推移，这些部位产生的化学反应物会逐渐堆积，刚开始看起来是茶色，后来就变成颜色更深的褐色，再后来就呈现出黑色，这一点主要是由硫化银的厚度所决定。验证这些黑褐色物质为硫化银的方法是使用硫脲清洗那些表面变色的接线端子或者连接器，在操作完成之后检查被清洗的部位是否呈现出原有的银白色，为了更好证明试验结果，最好一次性清洗5根，作为相互对照。在检查过程中也会发现有些连接器的插针并没有出现氧化变色的问题，而其他部位的插针却出现了氧化变色，这一点是由于这些连接器附近的环境条件不完全相同，有些连接器靠近水源或者受到异常电流作用影响，温度好湿度的异常导致其在使用过程中更加容易出现氧化作用，另一些连接器处在比较干燥的位置，其电流和温度也没有异常情况，接触面良好，与空气隔绝的比较好，这样就不容易出现氧化变色的问题。

3. 氧化变色的影响分析

动车电气接线端子和连接器的插针在正常情况下不应该呈现出褐色或者黑色，一旦其出现氧化变色的问题，就必须对其可能产生的负面影响展开评估，动车对安全性的要求非常高，这些氧化变色的部位是否会存在导电性能下降、电阻升高以及电气故障，其机械性能是否也会出现下降，这些都是要检测的内容^[3]。动车上要求电气连接部位的电阻值不得超过0.5mΩ，正常的接线端子或者连接器插针的电阻值在0.07mΩ，那些氧化变色的部位经过检测之后，发现其电阻值并没有呈现出显著上升的问题，大约只能达到0.08mΩ～0.09mΩ的范围之内，这就说明其电阻值依然能够满足相应技术规范。并且还要说明一点，这些硫化氢材料在常温下检测出的电阻值并不高，能够满足使用要求，在电流作用下发热之后，其电阻值还会进一步下降，由此可见即使连接器插针或者接线端子出现了氧化的情况，但是并不会影响其正常功能的发挥。

四、控制措施

镀银铜材料氧化变色之后的颜色与其在电阻升高、接触部位发热氧化之后的现象是很容易混淆的，后者会导致接触部位的电阻值持续升高，达到一定程度之后就会影响动车电气设备的正常运行，甚至造成电气故障。因此，管理人员在发现这种情况之后还是要严格地辨别倒是哪一种情况造成的变色。总体上来讲，这种硫化银变黑的问题还是要处理的，因为这会增加工作人员判断风险因素的难度，而且长期下去也会或多或少地降低电气连接部位的导电性能，任期发展可能会存在隐患。处理这些硫化银主要使用GLS银层变色去除剂，直接将变色的部分擦拭掉

^[4]。动车组在日常管理中要将没有使用的端子或者连接器存储在干燥、阴凉、密闭的空间之内，防止其与硫化氢和氧气发生化学反应。

五、结束语

动车接线端子和连接器插针氧化变色之后产生了黑色的硫化银，这种物质的电阻与镀银铜材料非常接近，也符合动车对电阻值的规范，但是这种问题却会干扰动车管理人员对其他电气隐患的判断，可使用专门的清洗材料和工具将其处理掉。

参考文献

[1]吴雪聪.浅析动车组电气连接压接工艺技术[J].科学技术创新,2015(5).

[2]文强,董力群.动车组电气连接器常见失效模式分析[J].电子质量,2014, 000(002):27-29.

[3]李书豪,屈昕.CRH5型动车组电气柜接线端子状态检测方案优化[J].城市轨道交通研究, 2019, 22(002):74-75,78.

[4]李元利.动车组线缆端子压接工具的选型及校验管理的应用探讨[J].机电安全, 2018(6):16-20.

作者简介：余彪，男，1988，汉，湖北武汉市，大专，技师，武汉动车段驻武汉高速铁路职业技能训练段驻段培训师，研究方向：动车组检修