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[摘 要]信号车载测速仪断芯故障为信号车载高发故障，对运营安全和效率影响较大。本文针对信号车载测速仪电缆断芯故障原因进行分析，研究有效措施进行预防。
[关键词]测速仪、芯线断裂
中图分类号：TD421.6 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）07-0160-01
一、现状描述
2016年10月至2017年6月份期间，广州地铁二号线出现了5起因测速仪电缆芯线断裂而引发的列车ATP打叉故障，共计造成2分钟以上晚点12次，其中5-10分钟晚点2次，3-5分钟晚点5次，给运营造成了极大影响。通过分析研究，发现所有测速仪电缆断芯故障都有着相同的断裂部位，以及类似的断裂细节。下文将对这种情况进行详细分析，并研究整治措施。
二、测速仪功能及安装方式简介
（一）测速仪功能
测速仪是为列车信号系统提供列车运行速度和方向的部件。测速仪通过检测列车轮对转动速度及方向，结合轮径值，信号车载系统就可以完成列车安全运行相关的速度、距离和方向信息的计算。
测速仪是涉及列车运行安全的设备，如果测速仪发生故障，会导致车载信号系统无法保证运行安全，信号车载从ATP保护的自动驾驶模式，降级到无ATP保护的人工驾驶模式运行，对运营安全和效率影响很大。
（二）测速仪及电缆安装方式
测速仪安装在列车车头转向架上，测速仪电缆连接测速仪和车体接口。测速仪电缆有A、B、C三个固定点。其中A固定点固定在车体支架，与车体电缆接头相连；B固定点固定在转向架，纯粹起固定作用；C固定点与转向架上的测速仪固定，与测速仪电缆接头相连。
二、测速仪电缆芯线断裂分析
（一）断裂情况描述
历次测速仪断裂故障都有着相似的特点，首先断裂点都位于固定点C处。对固定点C进行分解，发现断裂点位于线缆铜芯和插针压接头处（如图1所示）。
（二）总体受力分析
根据测速仪电缆安装结构分析，测速仪电缆固定是横跨了列车车体和转向架。而列车车体和转向架在列车运行时存在固有的震动和相互位移，因此固定点A和固定点B之间的电缆必定会有一定位移和受力。
根据现场的研究，AB点间的电缆运动，会将部分作用力穿过固定点B传递到固定点C，最终造成固定点C 的受力。
（三）固定点C局部受力分析
1、薄弱点分析：
当作用力传递到固定点C以后，作用力会使该部位最薄弱的点最开始收到损伤。从实际结构分析，该部位主要由三个部分组成（如图3）：
（1）带绝缘外皮的电缆；
（2）插针和电缆芯线连接部分（由于需要剥线后再进行压接，所以这部分无绝缘外皮保护）；
（3）铜质插针。
通过现场分析，三个部分强度对比为：（3）>（1）>（2）
由于插针和电缆芯线连接部分无绝缘层保护，因此这部分就成了固定点C中最薄弱的部分。实际使用中每次电缆断裂故障都发生此薄弱点。
2、不利因素
通过对比不同车型情况，在发生故障最多的车型（A5型车）存在不利因素。即该车型采用的测速仪电缆硬度较高，原因有两个方面：其一是其采用的芯线股数较少（为24股，其他车型采用96股），同等截面积情况下，股数少的芯线硬度更高；其二其使用的绝缘外皮材质较硬，导致电缆整体硬度较高。
电缆硬度高，会导致传递至固定点C的作用力会以比较少的缓冲，往前传递到薄弱点，造成薄弱点受力疲劳断裂。
三、对策研究
（一）减少力的传递
1、对关键固定点进行加强：
为了尽可能的减少作用力在电缆内部的传递，避免芯线的受力。研究通过在固定点B加入填充物，利用固定夾和填充物将电缆芯线固定紧，减少电缆在保护套管里的活动，减少通过固定点B往前传递的作用力。
2、对硬度过高的线缆进行换型：
电缆硬度高的分析得到厂家的认可，集中对问题电缆进行换型。更换为96芯且绝缘外皮厚度适合的电缆。
3、在固定点C增加电缆的盘余
电缆盘余的增加，以可以再固定空间内盘余1圈为宜。盘余的电缆可以形成弹簧效应，进一步缓冲作用力。
（二）对薄弱点进行强化
为了能够保护插针与芯线的连接处不受损伤，采用在薄弱点增加固定支撑物的方法（如图3）。经过支撑，薄弱点从最开始的接头处，转移到带绝缘外皮的电缆处，由于此处有外皮保护，强度大大提高。
通过选样试验比对，最终选取一种内径与电缆芯线线径大小相近的透明胶管，该胶管产品名称：四氟管（又称：聚四氟乙烯管，PTFE管，铁氟龙管）。
经过模拟耐力测试，使用支撑保护的电缆，比无保护的电缆耐用3倍以上（模拟同等强度和频次的作用力于接头，无保护的电缆断裂受力2天后断裂，有支撑保护的电缆6天后仍没有断裂断股情况出现。）
五、结语
以上措施在2017年9月在广州地铁二号线完成整改，到2018年8月为止，没有出现一起测速仪电缆断裂故障。且在2018年抽样分解检查中，改造后的电缆无断股情况出现。鉴于以上措施效果较好，目前已经在使用同类设备的广州地铁一号线、八号线、广佛线等线路推广使用。
参考文献
[1]广州地铁《一、二、八号线增购车载信号设备技术规格书》.
[关键词]测速仪、芯线断裂
中图分类号：TD421.6 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）07-0160-01
一、现状描述
2016年10月至2017年6月份期间，广州地铁二号线出现了5起因测速仪电缆芯线断裂而引发的列车ATP打叉故障，共计造成2分钟以上晚点12次，其中5-10分钟晚点2次，3-5分钟晚点5次，给运营造成了极大影响。通过分析研究，发现所有测速仪电缆断芯故障都有着相同的断裂部位，以及类似的断裂细节。下文将对这种情况进行详细分析，并研究整治措施。
二、测速仪功能及安装方式简介
（一）测速仪功能
测速仪是为列车信号系统提供列车运行速度和方向的部件。测速仪通过检测列车轮对转动速度及方向，结合轮径值，信号车载系统就可以完成列车安全运行相关的速度、距离和方向信息的计算。
测速仪是涉及列车运行安全的设备，如果测速仪发生故障，会导致车载信号系统无法保证运行安全，信号车载从ATP保护的自动驾驶模式，降级到无ATP保护的人工驾驶模式运行，对运营安全和效率影响很大。
（二）测速仪及电缆安装方式
测速仪安装在列车车头转向架上，测速仪电缆连接测速仪和车体接口。测速仪电缆有A、B、C三个固定点。其中A固定点固定在车体支架，与车体电缆接头相连；B固定点固定在转向架，纯粹起固定作用；C固定点与转向架上的测速仪固定，与测速仪电缆接头相连。
二、测速仪电缆芯线断裂分析
（一）断裂情况描述
历次测速仪断裂故障都有着相似的特点，首先断裂点都位于固定点C处。对固定点C进行分解，发现断裂点位于线缆铜芯和插针压接头处（如图1所示）。
（二）总体受力分析
根据测速仪电缆安装结构分析，测速仪电缆固定是横跨了列车车体和转向架。而列车车体和转向架在列车运行时存在固有的震动和相互位移，因此固定点A和固定点B之间的电缆必定会有一定位移和受力。
根据现场的研究，AB点间的电缆运动，会将部分作用力穿过固定点B传递到固定点C，最终造成固定点C 的受力。
（三）固定点C局部受力分析
1、薄弱点分析：
当作用力传递到固定点C以后，作用力会使该部位最薄弱的点最开始收到损伤。从实际结构分析，该部位主要由三个部分组成（如图3）：
（1）带绝缘外皮的电缆；
（2）插针和电缆芯线连接部分（由于需要剥线后再进行压接，所以这部分无绝缘外皮保护）；
（3）铜质插针。
通过现场分析，三个部分强度对比为：（3）>（1）>（2）
由于插针和电缆芯线连接部分无绝缘层保护，因此这部分就成了固定点C中最薄弱的部分。实际使用中每次电缆断裂故障都发生此薄弱点。
2、不利因素
通过对比不同车型情况，在发生故障最多的车型（A5型车）存在不利因素。即该车型采用的测速仪电缆硬度较高，原因有两个方面：其一是其采用的芯线股数较少（为24股，其他车型采用96股），同等截面积情况下，股数少的芯线硬度更高；其二其使用的绝缘外皮材质较硬，导致电缆整体硬度较高。
电缆硬度高，会导致传递至固定点C的作用力会以比较少的缓冲，往前传递到薄弱点，造成薄弱点受力疲劳断裂。
三、对策研究
（一）减少力的传递
1、对关键固定点进行加强：
为了尽可能的减少作用力在电缆内部的传递，避免芯线的受力。研究通过在固定点B加入填充物，利用固定夾和填充物将电缆芯线固定紧，减少电缆在保护套管里的活动，减少通过固定点B往前传递的作用力。
2、对硬度过高的线缆进行换型：
电缆硬度高的分析得到厂家的认可，集中对问题电缆进行换型。更换为96芯且绝缘外皮厚度适合的电缆。
3、在固定点C增加电缆的盘余
电缆盘余的增加，以可以再固定空间内盘余1圈为宜。盘余的电缆可以形成弹簧效应，进一步缓冲作用力。
（二）对薄弱点进行强化
为了能够保护插针与芯线的连接处不受损伤，采用在薄弱点增加固定支撑物的方法（如图3）。经过支撑，薄弱点从最开始的接头处，转移到带绝缘外皮的电缆处，由于此处有外皮保护，强度大大提高。
通过选样试验比对，最终选取一种内径与电缆芯线线径大小相近的透明胶管，该胶管产品名称：四氟管（又称：聚四氟乙烯管，PTFE管，铁氟龙管）。
经过模拟耐力测试，使用支撑保护的电缆，比无保护的电缆耐用3倍以上（模拟同等强度和频次的作用力于接头，无保护的电缆断裂受力2天后断裂，有支撑保护的电缆6天后仍没有断裂断股情况出现。）
五、结语
以上措施在2017年9月在广州地铁二号线完成整改，到2018年8月为止，没有出现一起测速仪电缆断裂故障。且在2018年抽样分解检查中，改造后的电缆无断股情况出现。鉴于以上措施效果较好，目前已经在使用同类设备的广州地铁一号线、八号线、广佛线等线路推广使用。
参考文献
[1]广州地铁《一、二、八号线增购车载信号设备技术规格书》.