浅析轨道车辆电缆屏蔽层处理及接地工艺

浅析轨道车辆电缆屏蔽层处理及接地工
艺
摘要：本文随着轨道运输正朝着高速、智能、绿色和人文一体化的方向发展，对车辆运行的安全性与稳定性要求也越来越高，电器控制系统作为我国轨道车辆
日常运行过程中一个重要的构成部分，其所用电缆屏蔽层的性能也会影响到车辆
的运行安全性。

文中通过对由于屏蔽层处理不当产生的故障进行分析，简单阐述
了车辆中所用电缆的屏蔽层常见的处理工艺和接地方法和特殊电缆屏蔽层的处理
方法的优化。

关键词：铁路车辆电缆屏蔽层处理工艺特殊电缆屏蔽层
一．电磁屏蔽的基本原理和目的
电磁屏蔽是指对电磁波产生衰减作用，其目的有两个方面:一是控制内部辐
射区的电磁场，不使其越出某一区域；二是防止外来的辐射进入某一区域，也就
是尽可能防止设备本身受到其他设备干涉和避免本设备骚扰其他周围设备。

其目
的就是对两个空间区域之间进行金属的隔离，以控制电场、磁场和电磁波由一个
区域对另一个区域的感应和辐射。

屏蔽线是使用金属网状编织层把信号线包裹起来的传输线，编织层一般是红
铜或镀锡铜。

屏蔽线的屏蔽层需要接地，外来干扰信号可被导入大地。

屏蔽层是
为了减少外电磁场或通信线路的影响而专门采用的一种带金属编织物外壳的导线，这种屏蔽线也有防止线路向外辐射电磁能的作用。

屏蔽线层厚度很薄，远小于使
用频率上金属材料的集肤深度(所谓趋肤效应是指电流在导体截面的分布随频率
的升高而趋于导体表面分布，频率越高，趋肤深度越小，即频率越高，电磁波的
穿透能力越弱)，屏蔽层的效果主要不是由于金属体本身对电场、磁场的反射、
吸收而产生的，而是由于屏蔽层的接地产生的，接地的形式不同将直接影响屏蔽
效果。

二．屏蔽层的种类
对于电场、磁场屏蔽层的接地方式不同，可采用不接地、单端接地或双端接地。

1.网状屏蔽：是用细铜丝织成渔网状覆盖在导体外，在保持良好的柔韧性及抗扰寿命的同时，有着较高的结构整体性，覆盖率越高，屏蔽效果越好。

2.箔层屏蔽：是在聚丙烯薄膜上附着一层铝箔形成，缠绕在导体外，箔层屏蔽重量轻，体积小，比网状屏蔽造价低，柔韧性好，但抗扰寿命较短。

3.组合屏蔽：箔层屏蔽和网状屏蔽组成的多层屏蔽，这样可以大大的提高屏蔽效果，目前在轨道车辆使用的较多。

三．屏蔽处理不当导致信号传输不良的案例分析及处理方法
轨道车辆设备间互连线缆布置密集，会造成线缆间信号干扰，屏蔽电缆广泛应用于各种轨道车辆中。

电缆的屏蔽层具有良好的屏蔽性能，屏蔽层处理的好坏决定屏蔽电缆的抗干扰能力，影响信号传输。

轨道车辆上电气连接器种类繁多，各部位连接器由于结构位置与功能不同，设计的屏蔽层处理方式不同。

屏蔽线的处理，可以说是连接器制作中的重点和难点。

首先要保证在剥线时不能划伤更不能切断线缆的屏蔽层，这就需要控制好运刀的力度，太轻绝缘层剥不掉；太重则会伤到屏蔽层。

其次在回翻屏蔽时，要掌握技巧，不能强翻，否则会使屏蔽层出现断裂；最后还要注意屏蔽留取的长度和不同的处理方法。

在车辆编组后进行整列调试时，发现列车显示屏与列车控制通信不良，信息显示时有时无，在确认传感器连接器无缩针、无接线错误、弯曲半径合理的情况下，要求重新制作传感器，二次制作完成的连接器再次连接设备后，显示屏恢复正常。

对剪掉的连接器进行拆解分析后发现，在处理屏蔽层的步骤时，由于用力稍大，导致屏蔽层有所损伤，不能完整的传输信号。

导致显示屏接受列车控制信息不良。

四．轨道车辆电缆屏蔽层处理方法的优缺点
1.屏蔽卡接地法：常用于端子排制作的多芯线的屏蔽层处理，以电器柜=96-
X241.01端子排接线为例说明，将电缆布置到接线点，按工艺要求预留足够接线
长度，用剥线刀剥离电缆的绝缘外皮（注意不要损伤屏蔽层），预留30mm的屏
蔽层将剩余屏蔽层剪断，并将屏蔽层上翻，套上35mm热缩管进行热封，将屏蔽
层处理好的电缆用屏蔽卡固定在屏蔽导轨上（屏蔽卡上下各露出1~2mm屏蔽层）。

屏蔽导轨与车体接地相连，保证了屏蔽层的可靠接地。

此方法具有处理便捷，屏
蔽效果较为良好的优点，不足之处是需增加相应的屏蔽卡及金属框架。

2.屏蔽层直接引出法：以空调柜=61-A01-2X8连接器制作为例说明，将电缆
按连接器位置预留足够长度进行断线，按工艺要求的长度剥去电缆的绝缘外皮
（注意不要损伤屏蔽层），将屏蔽层上推，使屏蔽网变松，用小号万科螺丝刀挑
出电缆线芯，去除填充物及缠绕纸，将屏蔽层捋直，选用管径合适的热缩管对屏
蔽层和电缆切口处进行热封处理，处理后的屏蔽层与普通导线相似，使用相应的
端子压接后进行接地连接。

这种处理方式方便，无需增加额外的电磁屏蔽处理物料，但也存在缺陷，由于破坏了屏蔽层的封闭性，在较短的导线上未形成电磁屏蔽，一般是在其他处理方式不便采用时才使用。

3.法兰连接法：此方法保证电缆屏蔽层与电器连接器后壳良好的360º接触，这种处理工艺广泛应用于电缆屏蔽层处理。

以空调柜=61-A01-2X5连接器制作为
例说明，将电缆按连接器位置预留足够长度进行断线，按工艺要求的长度剥离电
缆的绝缘外皮（注意不要损伤屏蔽层），预留2mm的屏蔽层将剩余屏蔽层剪断，
将法兰环、法兰依次套入电缆后，将法兰推入屏蔽层与铝箔缠绕纸之间，（注意
推入法兰时不能伤及铝箔缠绕纸）法兰与法兰环紧密接触后（注意法兰环要将预
留的屏蔽层完全覆盖），用法兰压接对法兰环进行压接，去除外漏的铝箔缠绕纸
及电缆填充物，按工艺要求制作连接器，线芯正确接入模块后，将压好的法兰压
入连接器外壳对应位置，扣好壳盖后与设备连接，设备外壳与车体接地相连，实
现接地。

这种方法保证了屏蔽层与连接器的360º接触，因此处理效果良好。

不
足之处是工艺较为复杂。

轨道车辆中大部分连接器制作的屏蔽层处理均采用此工艺。

如门控连接器、PIS系统连接器、电器柜信号连接器等。

4. 采用套筒与屏蔽层连接，再通过金属适配器与框架相连：
采用套筒与屏蔽层相连，再通过金属适配器与框架连接达到接地，此类连接
器是动车组上常用的Quintax插头。

终端箱QUINTAX插头制作：剥去电缆绝缘皮30mm，注意不要划伤屏蔽层。

将
屏蔽层上翻到绝缘外皮上，用热缩管热缩屏蔽层露出部分屏蔽层，将QUINTAX套
筒与屏蔽层相连，用螺丝刀紧固。

将QUINTAX插头插入相应的模块，然后将金属
适配器卡在模块上与QUINTAX套筒相连，金属适配器与模块相连，模块通过插头
外壳固定在车体上而接地，这样就达到了屏蔽层接地。

5. 采用电缆接头通过夹片与屏蔽层连接
采用电缆接头通过夹片与弹簧再与屏蔽层连接接地，车下传感器、车辆控制
面板连接器制作采用此方式。

车辆控制面板连接器制作，用剥线刀剥除电缆外皮23mm，用螺丝刀将屏蔽挑
散上翻，均匀分成两股。

用屏蔽剪刀剪除缠绕纸，将外壳底座、屏蔽环、橡胶底
座依次套入电缆，将分成的两股屏蔽线卡入橡胶座内，将屏蔽环套到橡胶底座根部，用屏蔽剪刀将屏蔽线沿橡胶座边缘剪断。

车下传感器制作，将连接器端接头、密封圈、热缩管、屏蔽环依次套在电缆上；用剥线刀剥除电缆外皮约50mm，使用螺丝刀将屏蔽层挑开后翻到绝缘外皮上，将屏蔽环套在屏蔽层根部，用热缩管将翻过来的屏蔽层热缩，将密封圈推到屏蔽
环处将管接头拧紧。

结束语：随着铁道车辆应用电子和电气设备密度急剧增加，除了列车的电气
设备，车内还存无线发射站等多种无线电电磁干扰源，所用设备的电磁兼容性的
要求越来越重要，使用屏蔽电缆的范围会越来越广，特殊电缆的使用频率也会增加，电缆屏蔽层的处理工艺及接地方法所受到的重视程度将会变得越来越大，作
为一名高速动车组生产一线的员工，每天都与屏蔽层处理方法不同的连接器为伍，在操作时必须严格遵守工艺要求，不能野蛮操作，确保产品质量。

在今后的工作
中也会进一步针对现阶段使用的电缆屏蔽层处理方法进行细化与优化。

参考文献：
1. 高速动车组电气连接器电缆屏蔽处理工艺《机车车辆工艺》2．电缆屏蔽层处理工艺研究《技术与市场》
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