章魚試驗法在軌道交通車輛電氣配線測試中的應用

邸建財 王 欣 孫玲玲

(中車長春軌道客車股份有限公司工程技術部，130062，長春//第一作者，高級工程師)

近年來，隨著我國高速鐵路的發展，國產化高速動車組已實現批量生產。高速動車組一個顯著特點就是本身帶有動力，不需要機車進行牽引，因此，高速動車組車輛的電氣系統非常復雜，單車配線已達到上萬根。如何保證動車組電氣配線的質量是動車組生產的一個重要問題，章魚試驗法成為解決此問題的重要手段。

章魚試驗法是在車輛建造基本完畢后進行電氣校線、絕緣、耐壓等測試，以及電阻、電容、二極管等部件質量檢測時采用的試驗方法。其目的是要確保電氣配線及電阻、電容等元器件滿足動車組各項功能要求。本文以DIT-MCO International測試設備為例，介紹章魚試驗法在高速動車組生產檢測過程中的應用。

1 目前電氣配線測試方法

目前，軌道交通車輛電氣配線的測試基本采用手工方式進行校線，主要采用校線儀(一般使用電池和燈泡、蜂鳴器或校線器等)進行手工校線。其中，絕緣耐壓測試采用絕緣耐壓測試儀對同一電壓等級的導線一并對地進行絕緣耐壓測試，全部采用手工作業方式。

2 章魚試驗法

2.1 試驗目的

章魚試驗法的試驗目的是自動測試車輛所有電氣配線質量(包括配線是否正確及配線的絕緣性能是否合格)，同時檢測部分電氣元件性能狀態。

2.2 試驗內容

章魚試驗法的試驗內容包括：完成車輛所有電氣配線的校線工作，通過絕緣耐壓試驗確認所有配線是否符合標準要求，確保配線的絕緣性能；對電路中電阻、電容、二極管、繼電器等元器件進行測試，判斷其參數是否符合功能要求。

2.3 試驗設備功能參數

章魚試驗法的試驗設備主要功能參數如下：

(1) 可配置超過30 000測點的測試設備；

(2) 絕緣測試范圍在DC 30～1 500 V (程序設定)；

(3) 導通測試范圍在0.05～2.00 A、DC 0.225～29.750 V (程序設定)；

(4) 耐壓測試范圍在DC 250～1 500 V、AC 500～1 500 V (程序設定)；

(5) 量測范圍: 電阻在0.01～5.00 GΩ，電容在10 pF～1 000 μF，電壓在DC 0.01～1 500 V、AC 1～1 000 V；

(6) 測試速度根據設定測試時間而定，最快速度為5 000次/min；

(7) 測試時間為1 ms～1 638.2 s (程序設定)；

(8) 可執行兩線、4線與仿真4線量測，可執行浮動式測量，可執行導通測試、絕緣測試、AC/DC耐壓測試，可測試電阻、繼電器、變壓器、二極管、電容等性能參數。

2.4 章魚試驗法優點

自動校線替代人工校線，可提高生產率和產品質量；徹底實現線間絕緣耐壓測試，保證線間的絕緣性；自動對線路中的一些電氣元件進行測試，如電容、二極管、繼電器等，確保進入調試前電氣元件性能完好。

2.5 章魚試驗法基本原理

章魚試驗基本原理如圖1所示。用兩根導線將測試對象兩端分別接在轉換接口的不同位置上(有時也可只接一端)。測量器根據測試軟件指令，給出測試參數(電壓、電流等)，選擇測試地址，執行測試任務。測量器將測試結果與測試設定值進行比較，判斷測試對象是否符合要求。

圖1 章魚試驗基本原理示意圖

3 章魚試驗法在動車組上的應用

3.1 導通測試

根據電氣測試功能圖(見圖2)確認所需測量對象。從圖2中可看出，共有3個設備測試點需進行測試，分別為17A01X03、90XE1A、17A02X2F。為減少部分線纜，可采用設備內部線路。如圖2中的虛線框內有一開關，為了減少線纜，可使此開關閉合后再進行導通測試。

注：所有粗線為車輛電氣配線

根據圖2進行分析，最終確定的電纜接線方式如圖3所示。再依據圖1中給出的接線方式，即可以此制作連接電纜。按照圖3中箭頭方向施加測試參數，并根據測試結果判斷測試電路是否合格。

圖3 章魚試驗法測試連接示意圖

根據目前電氣設計性能要求，導通測試通常施加的電壓為DC 10 V，電流為2 A。當測試電纜阻值小于10 Ω，則認為測試對象合格。使用的絕緣測試指令如下：

C, 2 A, <10 R, 0.2 S

上述指令表示在進行導通性試驗時，施加2 A電流，測試時間0.2 s，當測試電阻小于10 Ω則判定為合格。

3.2 絕緣耐壓測試

章魚試驗法可為絕緣耐壓測試解決一個重要難題，徹底實現線間測試，而原有測試法很難對所有的線間進行絕緣耐壓試驗。如動車組有大約4 000根電氣配線，配線間絕緣測試組合將達到7 998 000種，采用手動測試幾乎不可能。然而，采用章魚試驗法，可通過地址轉換，將測試地址對其他地址全部進行絕緣耐壓測試，以確保所有配線間的絕緣性能合格。使用的絕緣測試指令如下：

T, 750 V, >10 M, 0.15 T, 0.3 S

F, HIP, 750 V, 2 mA, >10 M, 0.15 T, 0.3 S

TSI, 250 V

上述指令中：T為絕緣測試指令，表示對測試對象進行測試時施加DC 750 V電壓，電壓上升時間為0.15 s，從上升到測試截至時間為0.3 s，在電壓上升至250 V時測試絕緣電阻是否大于10 MΩ。如低于10 MΩ則停止升壓，如大于10 MΩ則繼續上升，直至電壓達到750 V。如絕緣電阻大于10 MΩ則視為測試合格。F為耐壓測試指令，表示在進行測試時施加DC 750 V電壓，當漏電流小于2 mA、絕緣電阻大于10 MΩ則視為合格。

3.3 電阻測試

章魚試驗法可用于電阻元件測試，確認電阻性元器件狀態是否正常。如動車組上的電熱元器件、傳感器等都屬于電阻性元器件，均可采用章魚試驗法進行測試。

圖4為動車組電阻元器件測試示意圖。圖4中有4個電阻元器件，可測試圖中29和30點的阻值，如阻值滿足設計參數要求則視為合格。此處假設電阻值為85～115 Ω，測試地址分別為29和30，可以使用以下指令：

B, 2 A, 100 R+-15%, 0.2 S

測試命令如下：

F 29

B 30

若測試地址29和30之間電阻值在85～115 Ω，則測試通過。

圖4 動車組電阻元器件測試示意圖

3.4 二極管與繼電器測試

動車組電氣元器件中包含大量二極管與繼電器，如采用原有的方法很難進行測試，但采用章魚試驗法則完全可以對其進行量化測試，確認其功能是否正常。章魚試驗設備通常根據其電氣參數(如線圈電阻)，采用二極管正向導通電壓等方法進行測試。

4 結語

目前，章魚試驗法已成功應用于動車組的生產試驗過程中，完全滿足高速動車組的測試要求，為保證車輛配線質量及部分電氣元器件質量，為車輛調試提供了良好的試驗手段，對動車組產品質量的保障發揮了重要作用。