客車空調(diào)機(jī)組自動(dòng)絕緣耐壓檢測(cè)裝置的研究

李 剛 中國鐵路上海局集團(tuán)有限公司合肥車輛段

1 研究背景

合肥車輛段空調(diào)機(jī)組檢修的主要生產(chǎn)任務(wù)是承擔(dān)上海局集團(tuán)公司既有客車空調(diào)機(jī)組的E2、E3、E4、E5修。近幾年，在客車檢修生產(chǎn)組織方面，段修不斷推行檢修網(wǎng)絡(luò)化節(jié)拍修車，檢修質(zhì)量和能力都有較大提高。但是，在空調(diào)機(jī)組絕緣和耐壓測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)檢修作業(yè)中，存在大量數(shù)據(jù)測(cè)試工作，目前檢修中采用的是作業(yè)人員使用通用測(cè)試儀表，手工測(cè)試并記錄的方法，測(cè)試效率低、儀表無法自檢、測(cè)試作業(yè)和記錄也存在人為干預(yù)等問題。

為提高客車檢修流程信息化管理建設(shè)，完善空調(diào)機(jī)組檢修生產(chǎn)過程管理，生產(chǎn)信息的完整采集，保證檢修信息的全面性、準(zhǔn)確性和及時(shí)性，實(shí)現(xiàn)信息資源共享，在生產(chǎn)組織中形成高效的生產(chǎn)質(zhì)量信息管理體系，更好的為客車檢修管理的生產(chǎn)組織與工藝質(zhì)量提供幫助。提高空調(diào)機(jī)組絕緣耐壓測(cè)試效率、變?nèi)丝貫闄C(jī)控為出發(fā)點(diǎn)，研發(fā)制造專用測(cè)試設(shè)備，解決人工測(cè)試的弊端。

2 研究內(nèi)容

2.1 配線測(cè)試回路自動(dòng)切換設(shè)計(jì)

空調(diào)機(jī)組負(fù)載配線共34根，其中通風(fēng)機(jī)6根、冷凝風(fēng)機(jī)6根（40機(jī)組）、壓縮機(jī)6根、預(yù)熱器6根、保護(hù)裝置4根、接地線1根、N線2根、風(fēng)門電機(jī)3根。根據(jù)電規(guī)要求，在E2～E5修中需要測(cè)試線間、線地、整機(jī)對(duì)地等絕緣和耐壓，切換裝置應(yīng)能夠?qū)崿F(xiàn)上述34根負(fù)載線任意兩組切換測(cè)試。電路包括單路切換、單路選定兩部分。其中，單選繼電器負(fù)責(zé)控制是否選中該配線，切換繼電器控制配線連接到測(cè)試儀的哪個(gè)端口。通過預(yù)先編制的得電表，能夠?qū)崿F(xiàn)任意兩根、兩組配線之間的切換（具體設(shè)計(jì)電路見圖1，切換序列見表1）。

圖1 切換電路

表1 測(cè)試切換序列示意（略去04～34通道）

2.2 航空插頭轉(zhuǎn)換接口設(shè)計(jì)

目前，既有客車空調(diào)機(jī)組已實(shí)現(xiàn)統(tǒng)型，主流機(jī)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(fù)載線定義是完全一致的。因此，針對(duì)這6種插頭，只需要制作6副轉(zhuǎn)接頭，即可實(shí)現(xiàn)各類機(jī)組航空插頭都能接入試驗(yàn)裝置的目的（部分常見航空插頭管腳定義見圖2）。

2.3 自動(dòng)控制設(shè)計(jì)

自動(dòng)控制設(shè)計(jì)分為程控和輸入輸出設(shè)計(jì)兩部分。為了實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)自動(dòng)采集和遠(yuǎn)程控制耐壓儀工作，采用無線模塊實(shí)現(xiàn)主機(jī)對(duì)耐壓儀的控制并回傳測(cè)試數(shù)據(jù)；測(cè)試負(fù)載自動(dòng)切換采用無線輸入輸出模塊進(jìn)行控制。無線部分采用測(cè)試主機(jī)為主站點(diǎn)、程控和自動(dòng)切換部分為分站點(diǎn)的模式（具體拓?fù)鋱D見圖 3）。

圖2 常見航空插頭管腳定義

圖3 自動(dòng)控制結(jié)構(gòu)

2.4 軟件設(shè)計(jì)

圖4 軟件功能

系統(tǒng)軟件包括主測(cè)試界面和后臺(tái)管理界面，其中主測(cè)試界面是主要工作界面，通過選擇不同型號(hào)機(jī)組，系統(tǒng)自動(dòng)從數(shù)據(jù)庫中提取預(yù)先設(shè)定的測(cè)試序列，通過無線數(shù)傳裝置控制自動(dòng)切換裝置工作，同時(shí)控制耐壓儀工作并取回測(cè)試數(shù)據(jù)。測(cè)試完成后自動(dòng)比對(duì)合格標(biāo)準(zhǔn)，判定是否合格。后臺(tái)管理界面主要包括系統(tǒng)設(shè)置、用戶管理、數(shù)據(jù)查詢等功能。其中系統(tǒng)設(shè)置可編制不同型號(hào)機(jī)組的測(cè)試序列、合格標(biāo)準(zhǔn)，調(diào)整系統(tǒng)內(nèi)置參數(shù)；用戶管理可授權(quán)用戶，確保測(cè)試數(shù)據(jù)可追溯到人；數(shù)據(jù)查詢可查詢歷史數(shù)據(jù)，保存測(cè)試記錄（軟件結(jié)構(gòu)見圖4）。

3 技術(shù)特點(diǎn)

通過近半年的試用，該裝置能實(shí)現(xiàn)作業(yè)指導(dǎo)書的測(cè)試工況要求，消除了測(cè)試盲區(qū)，實(shí)現(xiàn)微機(jī)控制測(cè)試過程，減少人工干預(yù)，杜絕了漏檢現(xiàn)象發(fā)生。內(nèi)置耐壓測(cè)試儀，可調(diào)控參數(shù)精度、實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)測(cè)試方式，杜絕測(cè)試耐壓（1 500V）時(shí)的人身安全隱患，同時(shí)提高了測(cè)試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。此裝置具備以下三個(gè)技術(shù)特點(diǎn)：

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

（2）測(cè)試精度高：采用高精度測(cè)試儀器、全自動(dòng)測(cè)試方式，提高了測(cè)試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、科學(xué)性，耐壓測(cè)試精度達(dá)到±1.0%，絕緣測(cè)試精度達(dá)到±5.0%。

（3）適應(yīng)性和擴(kuò)展性強(qiáng)：硬件切換電路采用了切換、選中兩個(gè)單元聯(lián)合控制，可實(shí)現(xiàn)測(cè)試任意組合方式，通過合理編制測(cè)試序列表，可以適用于各類絕緣、耐壓測(cè)試場(chǎng)合，尤其適合多通道測(cè)試的場(chǎng)合。同時(shí)，將切換電路與測(cè)試部分分離后，可將測(cè)試設(shè)備改為電阻測(cè)試儀等其他設(shè)備，通過簡單的調(diào)整程序，就可以進(jìn)行電阻、電壓等測(cè)試，設(shè)備擴(kuò)展性強(qiáng)。

4 結(jié)論

研究設(shè)計(jì)“空調(diào)機(jī)組絕緣耐壓自動(dòng)檢測(cè)裝置”，解決了空調(diào)機(jī)組耐壓、絕緣檢測(cè)無法自動(dòng)試驗(yàn)的問題，將原有繁雜的人工切換、測(cè)試改為全自動(dòng)測(cè)試方式，實(shí)現(xiàn)了人控變機(jī)控。以高效、科學(xué)、精準(zhǔn)的測(cè)試手段，詳實(shí)、具體的測(cè)試數(shù)據(jù)保證了空調(diào)機(jī)組檢修參數(shù)的準(zhǔn)確性、唯一性，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)空調(diào)機(jī)組檢修后存在的絕緣故障、配線耐壓等級(jí)不符合標(biāo)準(zhǔn)等問題。不斷提高空調(diào)機(jī)組檢修質(zhì)量，繼而保證了旅客出行的滿意舒適度，實(shí)現(xiàn)“安全出行、方便出行、溫馨出行”目標(biāo)，更好的展現(xiàn)鐵路“為人民服務(wù)”的宗旨。

今后還需結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)、管理實(shí)際，進(jìn)一步優(yōu)化裝置，拓展新的功能，在鞏固階段成果的基礎(chǔ)上，加大推廣及深化應(yīng)用。