客車空調機組自動絕緣耐壓檢測裝置的研究

李 剛 中國鐵路上海局集團有限公司合肥車輛段

1 研究背景

合肥車輛段空調機組檢修的主要生產任務是承擔上海局集團公司既有客車空調機組的E2、E3、E4、E5修。近幾年，在客車檢修生產組織方面，段修不斷推行檢修網絡化節拍修車，檢修質量和能力都有較大提高。但是，在空調機組絕緣和耐壓測試現場檢修作業中，存在大量數據測試工作，目前檢修中采用的是作業人員使用通用測試儀表，手工測試并記錄的方法，測試效率低、儀表無法自檢、測試作業和記錄也存在人為干預等問題。

為提高客車檢修流程信息化管理建設，完善空調機組檢修生產過程管理，生產信息的完整采集，保證檢修信息的全面性、準確性和及時性，實現信息資源共享，在生產組織中形成高效的生產質量信息管理體系，更好的為客車檢修管理的生產組織與工藝質量提供幫助。提高空調機組絕緣耐壓測試效率、變人控為機控為出發點，研發制造專用測試設備，解決人工測試的弊端。

2 研究內容

2.1 配線測試回路自動切換設計

空調機組負載配線共34根，其中通風機6根、冷凝風機6根（40機組）、壓縮機6根、預熱器6根、保護裝置4根、接地線1根、N線2根、風門電機3根。根據電規要求，在E2～E5修中需要測試線間、線地、整機對地等絕緣和耐壓，切換裝置應能夠實現上述34根負載線任意兩組切換測試。電路包括單路切換、單路選定兩部分。其中，單選繼電器負責控制是否選中該配線，切換繼電器控制配線連接到測試儀的哪個端口。通過預先編制的得電表，能夠實現任意兩根、兩組配線之間的切換（具體設計電路見圖1，切換序列見表1）。

圖1 切換電路

表1 測試切換序列示意（略去04～34通道）

2.2 航空插頭轉換接口設計

目前，既有客車空調機組已實現統型，主流機組有KLD9、KLD29、KLD35、KLD40，其航空插頭分類兩線管、三線管，共6種樣式。通過分析可知，雖然樣式、管腳定義不同，但負載線定義是完全一致的。因此，針對這6種插頭，只需要制作6副轉接頭，即可實現各類機組航空插頭都能接入試驗裝置的目的（部分常見航空插頭管腳定義見圖2）。

2.3 自動控制設計

自動控制設計分為程控和輸入輸出設計兩部分。為了實現數據自動采集和遠程控制耐壓儀工作，采用無線模塊實現主機對耐壓儀的控制并回傳測試數據；測試負載自動切換采用無線輸入輸出模塊進行控制。無線部分采用測試主機為主站點、程控和自動切換部分為分站點的模式（具體拓撲圖見圖 3）。

圖2 常見航空插頭管腳定義

圖3 自動控制結構

2.4 軟件設計

圖4 軟件功能

系統軟件包括主測試界面和后臺管理界面，其中主測試界面是主要工作界面，通過選擇不同型號機組，系統自動從數據庫中提取預先設定的測試序列，通過無線數傳裝置控制自動切換裝置工作，同時控制耐壓儀工作并取回測試數據。測試完成后自動比對合格標準，判定是否合格。后臺管理界面主要包括系統設置、用戶管理、數據查詢等功能。其中系統設置可編制不同型號機組的測試序列、合格標準，調整系統內置參數；用戶管理可授權用戶，確保測試數據可追溯到人；數據查詢可查詢歷史數據，保存測試記錄（軟件結構見圖4）。

3 技術特點

通過近半年的試用，該裝置能實現作業指導書的測試工況要求，消除了測試盲區，實現微機控制測試過程，減少人工干預，杜絕了漏檢現象發生。內置耐壓測試儀，可調控參數精度、實現全自動測試方式，杜絕測試耐壓（1 500V）時的人身安全隱患，同時提高了測試數據的準確性。此裝置具備以下三個技術特點：

（1）測試過程智能化：通過采用微機控制測試，提高測試方式的智能化，杜絕了人為因素對測試結論的影響，能做到依照程序梯次檢測的目的，有效防止了測試漏檢情況。

（2）測試精度高：采用高精度測試儀器、全自動測試方式，提高了測試數據的準確性、科學性，耐壓測試精度達到±1.0%，絕緣測試精度達到±5.0%。

（3）適應性和擴展性強：硬件切換電路采用了切換、選中兩個單元聯合控制，可實現測試任意組合方式，通過合理編制測試序列表，可以適用于各類絕緣、耐壓測試場合，尤其適合多通道測試的場合。同時，將切換電路與測試部分分離后，可將測試設備改為電阻測試儀等其他設備，通過簡單的調整程序，就可以進行電阻、電壓等測試，設備擴展性強。

4 結論

研究設計“空調機組絕緣耐壓自動檢測裝置”，解決了空調機組耐壓、絕緣檢測無法自動試驗的問題，將原有繁雜的人工切換、測試改為全自動測試方式，實現了人控變機控。以高效、科學、精準的測試手段，詳實、具體的測試數據保證了空調機組檢修參數的準確性、唯一性，能夠及時發現空調機組檢修后存在的絕緣故障、配線耐壓等級不符合標準等問題。不斷提高空調機組檢修質量，繼而保證了旅客出行的滿意舒適度，實現“安全出行、方便出行、溫馨出行”目標，更好的展現鐵路“為人民服務”的宗旨。

今后還需結合現場生產、管理實際，進一步優化裝置，拓展新的功能，在鞏固階段成果的基礎上，加大推廣及深化應用。