關于列車廣播系統電阻電路測量方法的改進分析

郝曉武 魏孔鷹

關鍵詞 阻值測量;故障排除;效率

中圖分類號 TM934.1 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2022）04-0090-03

0 引言

“十三五”規劃（2016—2020年）期間，中國城市軌道交通運營里程預計新增4 494 km，年均新增近900 km，總里程達8 112 km，隨著國家大力推行“一帶一路”“高鐵外交”政策，“十四五”規劃（2021—2025年）期間，中國城市軌道交通運營里程有望新增5 000 km，年均新增1 000 km左右，總里程達1.3萬km，數據表明，我國軌道交通又進入了新一輪發展階段。城市軌道交通的發展已呈多樣化發展趨勢，尤其是城際軌道交通線和市郊線的建設越來越多，大運量、中運量、市郊線多種形式并存，軌道交通和軌道交通產品也呈現多樣化發展，生產制造中有許多問題需要快速處理。該文通過對列車廣播典型電阻測量故障進行分析，在原有測試基礎上進行方法優化，歸納快速分析處理異常的方法，有效提升了列車測試環節的效率。

1 現狀及存在問題

列車單車耐壓導通試驗前的阻值測量工作需要驗證處理多個系統電路，特別是由多個揚聲器組成的車內輸出放大器揚聲器回路的阻值測量，由于受溫度、配線接線質量、配件質量等因素的影響，試驗中易出現異常問題。原有測量方法需要對回路中的電阻逐個測量，測量過程須重復拆裝接線耗費大量時間，且需要大量重復性的工作進行故障查找阻值測量及大量數據記錄比對，不僅效率低下，而且對于配件與線路接口處可能存在的異常無法準確判斷，碰到異常情況沒有參照數據，不能快速有效地處置問題，影響列車生產進度以及施工效率，嚴重時甚至會拖慢整個工期，增加列車制造成本。

2 原理分析

廣播系統揚聲器回路原理圖如圖1所示。通過分析該廣播系統揚聲器回路原理圖，可發現該原理圖中廣播回路均為不同阻值元件構成電阻電路通過串聯、并聯的方式，在分析各種電路故障點時，可以采取將回路逐個隔離分析的方法，形成參考值對照表以查閱對比[1]。

將逐個電阻測量的重復工作進行優化，首先對整個回路進行測量，并將常見阻值進行歸納記錄，形成阻值對照表;其次對于易出現異常情況的電阻回路進行電路分析計算，采用隔離測試的方法對比參照表，快速判斷出故障問題點。

根據電路知識，溫度一定時，導體的電阻與導體的長度L成正比，與導體的橫截面積S成反比。用公式表示R=ρL/S，ρ為正比例常數，稱為電阻率，同種材料的電阻率是相同的。

下面對動車組廣播回路進行分析，形成阻值對照表，解決現車測量時可能遇到的各類異常問題。

3 方法優化

3.1 列車廣播回路阻值計算

3.1.1 M1車廣播回路分析

客室廣播回路由多個相同電阻并聯而成，通過長期試驗每個揚聲器整體阻值約為260 Ω。其電路如圖2所示，阻值對照表見表1。

T3車廣播回路與其他車相比除了存在客室揚聲器之外，還設置了吧臺、機械師室、乘務員室可變電阻揚聲器，計算時用可變電阻的最大阻值418 Ω。其電路如圖3所示，阻值對照表見表2。

若測量時若發現電阻異常，原始方法必須重新拆除車輛兩側所有揚聲器外罩進行排查，存在大量返修。因此需要在最少試驗次數內準確確定故障點，根據電路原理及揚聲器排布規律，可采用1/2隔離排除法，快速縮小故障點測試范圍。

3.2.1 阻值無窮大（斷路）情況

（1）圖4為廣播回路揚聲器布置圖，可以看出一位側為SP1、SP3、SP5、SP7、SP9揚聲器，二位側為SP2、SP4、SP6、SP8、SP10揚聲器，連接方式為并聯跨接。首先快速判斷是否兩側回路的第一個揚聲器SP1、SP2配線未壓接，導致測量開路。

（2）若a步驟正常，可初步判定為主線回路輸出放大器CN連接器故障。

3.2.2 阻值為0情況

（1）假設任一揚聲器內部短路，其他揚聲器阻值正常，所有配線接線正確，從輸出放大器測得阻值為0。由于揚聲器為并聯跨接，初步判斷為揚聲器電源線之間短路或揚聲器內部線圈短路。

（2）若a步驟正常，則采用1/2隔離排除法，將兩路揚聲器從1揚聲器處的電源線分解，分解后一位側SP3、SP5、SP7、SP9揚聲器為一路，SP1揚聲器單獨隔離，二位側SP2、SP4、SP6、SP8、SP10揚聲器為一路，單獨測量三路阻值。可以將測試值與計算值對比：一位側計算阻值為260/4=65 Ω，二位側阻值計算為260/5=52 Ω，若其中任一路出現阻值為0，可判斷出該路揚聲器故障。

（3）然后再取故障回路的（以二位側故障為例）中間位置SP7揚聲器處將揚聲器所有配線分解，SP3、SP5為一路，SP7、SP9可單獨隔離，單獨測量三個阻值，阻值為0判斷出故障點，該方法可快速判斷故障點。

3.2.3 阻值偏大情況

（1）從圖4上可以看出任意一個揚聲器內部開路，都會導致此揚聲器無阻值。客室揚聲器安裝在墻板內，不方便檢查，所以首先要排除兩個通過臺揚聲器。假設SP8揚聲器內部配線開路，其他揚聲器阻值正常，所有配線接線正確。從輸出放大器測得阻值260/9=28.9 Ω，分解SP1和SP10揚聲器配線，將兩個揚聲器從兩路隔離，測量兩個回路阻值，可以得出SP3、SP5、SP7、SP9回路阻值為260/4=65 Ω正常，SP2、SP4、SP6、SP8回路阻值偏大為260/3=86.7 Ω。

（2）取中間位置SP6揚聲器處將所有配線分解。分解后SP6、SP8為一路，SP2、SP4可單獨隔離，單獨測量三個阻值，可以得出SP6、SP8阻值偏大為260 Ω，其他揚聲器正常。

（3）在SP6或者SP8揚聲器處將所有配線分解。以分解SP8配線為例，分解后SP6、SP8可單獨隔離，單獨測量兩個阻值，SP8無阻值，SP6正常。使用該方法通過三個步驟能準確找到故障點。

4 改進效果

通過實際列車制造過程中的運用，驗證了該文測試方法，可有效減少電阻逐個測量查找故障的時間，減少大量重復性的操作，對于配件與線路接口處可能存在的異常問題可以在采用1/2隔離方法時將回路涵蓋，避免因回路接口處連接不良的問題造成的阻值測量遺漏。分段隔離以及經驗阻值對比結合的方法可以廣泛應用于動車組、城軌車輛等各車型類似電阻回路故障的排除，提高列車制造及維修效率，具有良好的實用性。

參考文獻

[1]陶蓓， 朱靜， 劉玉濤. 高精度電阻測量方法及其應用[J].計量與測試技術， 2011（10）： 35-36.

2117501705366