動車組線纜自動導(dǎo)通測試可行性研究

劉春海 劉戰(zhàn)

摘要：電氣導(dǎo)通試驗(yàn)是動車組單車調(diào)試的基礎(chǔ)試驗(yàn)，主要對線纜的導(dǎo)通性進(jìn)行測試，是后續(xù)調(diào)試試驗(yàn)測試的基礎(chǔ)，本文以動車組單車調(diào)試電氣導(dǎo)通試驗(yàn)為研究對象，研究實(shí)現(xiàn)電氣導(dǎo)通自動化測試的可行性，爭取提高調(diào)試生產(chǎn)效率，提高調(diào)試自動化水平，減少人為錯誤的發(fā)生。

關(guān)鍵詞：動車組；自動導(dǎo)通測試；可行性

1、引言

電氣導(dǎo)通試驗(yàn)，即檢測車輛接線是否完整和正確的試驗(yàn)。車輛在組裝階段完成了車輛布線和連接，需要在調(diào)試階段確認(rèn)車輛布線的完整性和正確性。長期以來，動車組的電氣導(dǎo)通試驗(yàn)一直以人工操作為主，自動化水平較低。以時(shí)速350公里中國標(biāo)準(zhǔn)動車組為例，每輛單車大約有1800余根線是需要進(jìn)行電氣導(dǎo)通測試的。這些導(dǎo)線的連接點(diǎn)分布在車頂、車上電氣柜、車下轉(zhuǎn)向架等區(qū)域。線纜分布區(qū)域分散，連接方式多種多樣。

2、電氣導(dǎo)通測試現(xiàn)狀

2.1、電氣導(dǎo)通試驗(yàn)測試原理分析

對線纜進(jìn)行電氣導(dǎo)通測量時(shí)，原則上要按照線的方向來進(jìn)行測量，絕不能跨越設(shè)備或接線點(diǎn)進(jìn)行測量，試驗(yàn)結(jié)果要求R<5Ω。在進(jìn)行導(dǎo)通測試前，應(yīng)確認(rèn)需要測試的線纜的狀況，如果連接的是端子排，要求恢復(fù)連接后再進(jìn)行測試；如果連接的是插頭，則應(yīng)等導(dǎo)通測試完成后再恢復(fù)。其主要原理如下圖所示：

電氣導(dǎo)通測試就是將待測線纜的一端連接到車體上，用萬用表測試線纜另一端與車體之間的電阻。由于線纜電阻和車體電阻很小，所以當(dāng)測量阻值小于5Ω時(shí)，就表示線纜連接正確。實(shí)際測量情形如下圖所示：

2.2、現(xiàn)行測試方案的缺點(diǎn)

現(xiàn)在進(jìn)行導(dǎo)通試驗(yàn)時(shí)一般是分三組進(jìn)行，每組兩人，既需要兩人一組熟悉車輛設(shè)備位置、環(huán)境，也需要精心配合，試驗(yàn)人員工作強(qiáng)度較大。另外由于導(dǎo)通測試時(shí)借用了車體，將車體作為測試電路的一部分，存在一定的風(fēng)險(xiǎn)。如果待測線纜存在接地，操作人員沒有沒有在A點(diǎn)先使用萬用表測量是否接地，那么無論B點(diǎn)人員是否將待測導(dǎo)線的另一端接到車體上，萬用表顯示測試阻值小于5Ω且蜂鳴器響起，此時(shí)的測試結(jié)果是錯誤的。所以進(jìn)行導(dǎo)通測試時(shí)，A點(diǎn)和B點(diǎn)人員一定要保持溝通，并要求操作人員測試時(shí)分兩步進(jìn)行，第一步是測試線纜是否存在接地情況，第二步才是測試線纜導(dǎo)通。

3、CKT1175-10電纜自動導(dǎo)通測試系統(tǒng)

CKT1175-10電纜自動導(dǎo)通測試系統(tǒng)由電纜測試儀和測試計(jì)算機(jī)組成，測試計(jì)算機(jī)運(yùn)行全中文的圖形化操作界面實(shí)現(xiàn)對測試系統(tǒng)的控制。測試計(jì)算機(jī)和測試儀之間通過以太網(wǎng)接口通訊；具有自學(xué)習(xí)功能，將被測對象連接到測試系統(tǒng)上，然后運(yùn)行編程器，系統(tǒng)可以自動分析被測產(chǎn)品的內(nèi)部連接關(guān)系，并將學(xué)習(xí)結(jié)果保存到本地硬盤，學(xué)習(xí)到的文件可以做為測試程序文件使用；CKT1175系統(tǒng)測試軟件支持多種界面語言，支持全中文的圖形化操作界面；連接方式和可擴(kuò)展性，CKT1175-10便攜式測試系統(tǒng)配置了5塊100通道的測試板卡，共500個測試通道，還可以根據(jù)需求進(jìn)行擴(kuò)展。測試接口可以根據(jù)要求進(jìn)行定制，推薦配置50針的D-sub型連接器，該型連接器比較通用，在國內(nèi)市場上可以用較低廉的價(jià)格采購到；CKT1175系統(tǒng)的硬件采用模塊化、可擴(kuò)展的結(jié)構(gòu)，可以在不對軟件做任何修改的情況下對系統(tǒng)功能進(jìn)行靈活的擴(kuò)展。系統(tǒng)測試軟件為全中文的圖形化操作界面，生成的測試報(bào)告也是中文報(bào)告，支持自定義報(bào)告中顯示的內(nèi)容。

用于判斷一條指定線路的導(dǎo)通性是否符合要求，通過給被測線路施加一個電流激勵，測量線路上產(chǎn)生的壓降，根據(jù)歐姆定律計(jì)算出其電阻值，并與預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比對，進(jìn)而得出是否導(dǎo)通的判斷。導(dǎo)通測試通俗講就是判斷“該通的地方要通”，通過導(dǎo)通測試可以對導(dǎo)通性、漏接、接觸不實(shí)等故障進(jìn)行檢驗(yàn)和排查。自動測試系統(tǒng)會逐條線路的測試其導(dǎo)通性，逐條線路的測試其制造正確性（如虛焊，壓接不實(shí)等缺陷），逐條線路的測試是否存在錯接、漏接等連接不正確的情況。導(dǎo)通測試原理如下圖所示：

導(dǎo)通測試的參數(shù)定義：

測試激勵：導(dǎo)通測試采用電流源作為測試激勵源，電流源的參數(shù)的定義遵循以下原則：

a）截面積≤0.25mm2，測試電流不小于0.1安培；

b）截面積0.25～1.0mm2，測試電流不小于1安培；

判定依據(jù)：測試系統(tǒng)通過將測量到的電阻值和預(yù)設(shè)的電阻值進(jìn)行比對，做出是否導(dǎo)通的判斷。

4、技術(shù)可行性分析

4.1 自動導(dǎo)通測試技術(shù)分析

現(xiàn)有的自動導(dǎo)通測試系統(tǒng)一般由帶測試軟件的主控計(jì)算機(jī)，測試主機(jī)以及測試子機(jī)組成，測試框圖如下圖所示：

在自學(xué)習(xí)模式下，測試主機(jī)提供測試激勵電流源或電壓源給子機(jī)A1的某個對端子DA1，子機(jī)B1的端子DB1接收到激勵信號后，上位機(jī)軟件就認(rèn)為DA1和DB1導(dǎo)通，作為導(dǎo)通關(guān)系數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲。當(dāng)然，也可以手動錄入測試導(dǎo)線兩端之間的關(guān)系數(shù)據(jù)。

在測試模式下，測試主機(jī)提供激勵，給子機(jī)A1的端子DA1，如果DB1接收到激勵，則認(rèn)為測試成功；如果沒有接收到激勵或其它端子接收到激勵，則認(rèn)為測試失敗，判定接線錯誤。在進(jìn)行絕緣電阻測試和耐壓測試時(shí)，一端絕緣，另一端則施加測試電壓，并根據(jù)測試的漏電流輸出測試結(jié)果，如果漏電流輸出超過設(shè)置范圍則判定線纜存在接地現(xiàn)象。該測試系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確的確定待測導(dǎo)線的交叉導(dǎo)通和不導(dǎo)通。

4.2、應(yīng)用自動導(dǎo)通測試系統(tǒng)技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)分析

動車組調(diào)試階段應(yīng)用自動導(dǎo)通測試系統(tǒng)技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)分析如下：

1）一節(jié)單車全車插頭數(shù)量約為300個，多數(shù)插頭屬于針腳數(shù)量較少的小插頭，易造成工裝管理和使用混亂，整理難度很大；

2）插頭分布不集中，準(zhǔn)備和拆除適配器的時(shí)間過長，影響工作效率；

3）適配器制作費(fèi)用高昂，耐壓適配器全列一共約800個插頭，工裝費(fèi)用約為40萬；自動導(dǎo)通適配器全列需要2400個，工裝費(fèi)用在100以上；

4）根據(jù)項(xiàng)目不同，車輛端插頭種類也不盡相同，適配器的通用性差，造成浪費(fèi)；

5）不能適用于有大量端子排連接的情況。

5、結(jié)論

自動導(dǎo)通測試系統(tǒng)在航空及其他領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，其適用范圍主要受部件是否大批量生產(chǎn)、測試位置是否集中以及測試線纜是否存在大量插頭針腳的影響，應(yīng)用于動車組電氣導(dǎo)通測試還是有一定的可行性。比如電氣柜插頭和車下軸溫傳感器、牽引電機(jī)溫度傳感器、齒輪箱溫度傳感器等；制動控制單元與軸端速度傳感器、加速度傳感器等，這部分插頭種類相對固定，不存在端子排連接，且不同車型和不同車輛之間的相差不大，通用性較強(qiáng)。

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作者簡介：劉春海，男，滿族，河北秦皇島人，1984年8月16日出生，工程師，現(xiàn)就職于中車唐山機(jī)車車輛有限公司制造技術(shù)中心。

（作者單位：中車唐山機(jī)車車輛有限公司）