動車組自動導(dǎo)通測試線纜測試儀系統(tǒng)的設(shè)計

一、線纜測試儀設(shè)計背景

高速動車組內(nèi)部電氣設(shè)備種類繁多、部署分散，設(shè)備間電纜連接冗長且錯綜復(fù)雜，動車組整車配線、接線的正確性以及線纜間絕緣性能直接決定動車能否正常、安全的運(yùn)行，因此，在車輛生產(chǎn)、測試、出廠、定期檢修維護(hù)、運(yùn)行技術(shù)保障各階段，都需要對動車整車設(shè)備線纜的導(dǎo)通和絕緣性能進(jìn)行測試。因此進(jìn)行動車組線纜導(dǎo)通、絕緣等性能測試是保證動車組出廠的重要試驗(yàn)內(nèi)容。

二、傳統(tǒng)動車組線纜測試

在動車組及地鐵車輛的線路導(dǎo)通試驗(yàn)和絕緣試驗(yàn)過程中，傳統(tǒng)的測試方法是利用分立儀器、蜂鳴器、對講機(jī)進(jìn)行人工測試，導(dǎo)通試驗(yàn)用自制蜂鳴器和萬用表進(jìn)行測試，絕緣試驗(yàn)主要依靠短接線夾實(shí)現(xiàn)配線短接。手工檢測方法存在不能克服的缺陷，無法高效、全面檢測線纜敷設(shè)質(zhì)量。手工檢測方法主要具體存以下問題：

1）測試效率低，人工完成每輛車線纜導(dǎo)通試驗(yàn)需要5～6小時，且受制于試驗(yàn)人員素質(zhì)及長時間作業(yè)產(chǎn)生疲勞，不能保證測試準(zhǔn)確率；動車組內(nèi)局部線纜具有連接形式多樣化、復(fù)雜化特點(diǎn)，進(jìn)行動車組線纜測試時，不能實(shí)現(xiàn)線纜的快速診錯；三人配合逐點(diǎn)檢測，速度慢、工作量大、繁瑣、枯燥、易疲勞，易造成漏檢、錯檢。

2）只能檢測導(dǎo)通或與臨近線路不通，無有效手段檢測線纜短路（即錯接、多接）和線間的絕緣測試。

3）所用蜂鳴器對接觸電阻不敏感，無法有效檢測接觸不良的問題。

三、線纜測試儀系統(tǒng)設(shè)計要求

為實(shí)現(xiàn)動車組車內(nèi)電氣配線導(dǎo)通絕緣測試的自動化、數(shù)字化、實(shí)時化，建立標(biāo)準(zhǔn)的在線檢測流程，提高測試效率和測試的準(zhǔn)確度，采用模塊化、可移動的自動化線纜測試設(shè)備與測試軟件，配套完善的轉(zhuǎn)接工裝，通過現(xiàn)場編程實(shí)現(xiàn)對車輛配線的線路導(dǎo)通測試、絕緣測試等功能。本次使用ATX-3000S線纜測試儀完成系統(tǒng)的設(shè)計。

測試系統(tǒng)介紹

1.1系統(tǒng)功能指標(biāo)

1）線纜性能測試：導(dǎo)通電阻（二線、四線電阻）、絕緣電阻、耐壓測試；

2）測試流程自動配置：測試流程支持EXCEL表格自動導(dǎo)入；

3）自學(xué)習(xí)導(dǎo)通測試：對未知線纜進(jìn)行遍歷掃描，確定其連接關(guān)系；

4）線纜診錯掃描：實(shí)現(xiàn)一點(diǎn)對多點(diǎn)的診錯掃描；

5）主控箱和上位機(jī)通信：支持LAN/WIFI通信方式；

6）主控箱和開關(guān)單元通信：支持串行通信方式；

7）數(shù)據(jù)報表管理：測試數(shù)據(jù)實(shí)時顯示、查詢、存儲、導(dǎo)出、打印功能，測試結(jié)果以WORD、EXCEL、PDF三種格式導(dǎo)出；

8）系統(tǒng)自檢校準(zhǔn)：系統(tǒng)功能自檢。

1.2系統(tǒng)性能指標(biāo)

1）測試點(diǎn)數(shù)：32~4096；

2）通信接口方式：CAN、LAN、WIFI；

3）電源激勵電流：1uA～1A；

4）二線測試：電阻范圍：1～1MΩ，精確度：±2％±5Ω；

5）四線測試：電阻范圍：0.001～1MΩ，精確度：±2％±0.002Ω；

1.3絕緣測試：

（1）絕緣電阻測量范圍：10KΩ～10MΩ，精確度：±(5％+2KΩ)；

10MΩ～1000MΩ，精確度：±(10％+1MΩ)；

（2）絕緣測試電壓：50V～750VDC（程控可調(diào)）,精確度：±(0.5％+1V)。

1.3系統(tǒng)總體架構(gòu)

該線纜測試系統(tǒng)主要由上位機(jī)（PC、應(yīng)用軟件）、1個主控器單元（高壓/恒流激勵、導(dǎo)通/絕緣/開關(guān)單元級聯(lián)控制、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)上傳）、系統(tǒng)連接電纜、測試工裝電纜等部分組成，其中每個從機(jī)有256個測試點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)65536點(diǎn)的測試。系統(tǒng)總體架構(gòu)如圖所示。

如上圖所示，模塊化自動導(dǎo)通測試系統(tǒng)由上位機(jī)筆記本電腦、線纜測試系統(tǒng)硬件以及可移動式測試機(jī)柜、測試工裝線纜（車端、車下、車上設(shè)備測試轉(zhuǎn)接工裝線纜）等部分組成；設(shè)備軟件平臺由線纜表導(dǎo)入程序、測試執(zhí)行程序、數(shù)據(jù)管理程序、開關(guān)單元模塊控制程序、串行總線通信程序、LAN/WIFI無線通信程序、測試數(shù)據(jù)自動導(dǎo)出程序、測試結(jié)果自動統(tǒng)計等應(yīng)用軟件模塊組成。

四、線纜測試儀系統(tǒng)設(shè)計小結(jié)

動車組自動導(dǎo)通測試系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)中長距離不同位置的儀器設(shè)備的多通道線纜測試；針對動車組生產(chǎn)現(xiàn)場的特點(diǎn)和工作條件，方便不同車位和不同測試場地的使用，設(shè)計性能良好的電纜接口、通訊接口、供電接口以及相應(yīng)配套的測試工裝線纜，形成方便實(shí)用的可組合移動的動車組自動導(dǎo)通測試系統(tǒng)平臺。

在硬件平臺齊套、軟件程序設(shè)計完成的情況下進(jìn)行軟硬件系統(tǒng)聯(lián)調(diào)，調(diào)試內(nèi)容包括參數(shù)測試、對接動車設(shè)備測試驗(yàn)證，優(yōu)化軟件人機(jī)交互界面，加快測試結(jié)果的查詢速度和數(shù)據(jù)分析響應(yīng)時間、參數(shù)測試流程優(yōu)化、數(shù)據(jù)庫設(shè)計統(tǒng)計優(yōu)化。

自動導(dǎo)通測試設(shè)備、轉(zhuǎn)接工裝電纜及測試程序可以完成單車車輛線路的自動導(dǎo)通試驗(yàn)?？蓪S內(nèi)正在生產(chǎn)出廠的車輛以及運(yùn)行時長較長的車輛進(jìn)行測試接線正確，功能是否完整，運(yùn)行是否正常。

本文能為我國相關(guān)研究人員在推動國產(chǎn)化電纜測試儀研制的道路上提供一定的經(jīng)驗(yàn)參考和啟示。同時為高鐵制造行業(yè)在車輛生產(chǎn)、測試、出廠、定期檢修維護(hù)、運(yùn)行技術(shù)保障過程中對整車設(shè)備線纜的導(dǎo)通和絕緣性能測試中提供解決方案。

本文有關(guān)線纜測試儀內(nèi)容由西安安泰電子發(fā)布，如想了解更多方案，請持續(xù)關(guān)注安泰電子官網(wǎng)。Aigtek是國內(nèi)專業(yè)從事測量儀器研發(fā)、生產(chǎn)和銷售的高科技企業(yè)，一直專注于功率放大器、線纜測試儀、計量校準(zhǔn)源等測試儀器產(chǎn)品的研發(fā)與制造。

審核編輯：符乾江