動車組線纜自動導通測試可行性研究

劉春海 劉戰

摘要：電氣導通試驗是動車組單車調試的基礎試驗，主要對線纜的導通性進行測試，是后續調試試驗測試的基礎，本文以動車組單車調試電氣導通試驗為研究對象，研究實現電氣導通自動化測試的可行性，爭取提高調試生產效率，提高調試自動化水平，減少人為錯誤的發生。

關鍵詞：動車組；自動導通測試；可行性

1、引言

電氣導通試驗，即檢測車輛接線是否完整和正確的試驗。車輛在組裝階段完成了車輛布線和連接，需要在調試階段確認車輛布線的完整性和正確性。長期以來，動車組的電氣導通試驗一直以人工操作為主，自動化水平較低。以時速350公里中國標準動車組為例，每輛單車大約有1800余根線是需要進行電氣導通測試的。這些導線的連接點分布在車頂、車上電氣柜、車下轉向架等區域。線纜分布區域分散，連接方式多種多樣。

2、電氣導通測試現狀

2.1、電氣導通試驗測試原理分析

對線纜進行電氣導通測量時，原則上要按照線的方向來進行測量，絕不能跨越設備或接線點進行測量，試驗結果要求R<5Ω。在進行導通測試前，應確認需要測試的線纜的狀況，如果連接的是端子排，要求恢復連接后再進行測試；如果連接的是插頭，則應等導通測試完成后再恢復。其主要原理如下圖所示：

電氣導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，所以當測量阻值小于5Ω時，就表示線纜連接正確。實際測量情形如下圖所示：

2.2、現行測試方案的缺點

現在進行導通試驗時一般是分三組進行，每組兩人，既需要兩人一組熟悉車輛設備位置、環境，也需要精心配合，試驗人員工作強度較大。另外由于導通測試時借用了車體，將車體作為測試電路的一部分，存在一定的風險。如果待測線纜存在接地，操作人員沒有沒有在A點先使用萬用表測量是否接地，那么無論B點人員是否將待測導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，此時的測試結果是錯誤的。所以進行導通測試時，A點和B點人員一定要保持溝通，并要求操作人員測試時分兩步進行，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通。

3、CKT1175-10電纜自動導通測試系統

CKT1175-10電纜自動導通測試系統由電纜測試儀和測試計算機組成，測試計算機運行全中文的圖形化操作界面實現對測試系統的控制。測試計算機和測試儀之間通過以太網接口通訊；具有自學習功能，將被測對象連接到測試系統上，然后運行編程器，系統可以自動分析被測產品的內部連接關系，并將學習結果保存到本地硬盤，學習到的文件可以做為測試程序文件使用；CKT1175系統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；連接方式和可擴展性，CKT1175-10便攜式測試系統配置了5塊100通道的測試板卡，共500個測試通道，還可以根據需求進行擴展。測試接口可以根據要求進行定制，推薦配置50針的D-sub型連接器，該型連接器比較通用，在國內市場上可以用較低廉的價格采購到；CKT1175系統的硬件采用模塊化、可擴展的結構，可以在不對軟件做任何修改的情況下對系統功能進行靈活的擴展。系統測試軟件為全中文的圖形化操作界面，生成的測試報告也是中文報告，支持自定義報告中顯示的內容。

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

導通測試的參數定義：

測試激勵：導通測試采用電流源作為測試激勵源，電流源的參數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：測試系統通過將測量到的電阻值和預設的電阻值進行比對，做出是否導通的判斷。

4、技術可行性分析

4.1 自動導通測試技術分析

現有的自動導通測試系統一般由帶測試軟件的主控計算機，測試主機以及測試子機組成，測試框圖如下圖所示：

在自學習模式下，測試主機提供測試激勵電流源或電壓源給子機A1的某個對端子DA1，子機B1的端子DB1接收到激勵信號后，上位機軟件就認為DA1和DB1導通，作為導通關系數據進行存儲。當然，也可以手動錄入測試導線兩端之間的關系數據。

在測試模式下，測試主機提供激勵，給子機A1的端子DA1，如果DB1接收到激勵，則認為測試成功；如果沒有接收到激勵或其它端子接收到激勵，則認為測試失敗，判定接線錯誤。在進行絕緣電阻測試和耐壓測試時，一端絕緣，另一端則施加測試電壓，并根據測試的漏電流輸出測試結果，如果漏電流輸出超過設置范圍則判定線纜存在接地現象。該測試系統能夠準確的確定待測導線的交叉導通和不導通。

4.2、應用自動導通測試系統技術風險分析

動車組調試階段應用自動導通測試系統技術風險分析如下：

1）一節單車全車插頭數量約為300個，多數插頭屬于針腳數量較少的小插頭，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，準備和拆除適配器的時間過長，影響工作效率；

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

4）根據項目不同，車輛端插頭種類也不盡相同，適配器的通用性差，造成浪費；

5）不能適用于有大量端子排連接的情況。

5、結論

自動導通測試系統在航空及其他領域應用廣泛，其適用范圍主要受部件是否大批量生產、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，應用于動車組電氣導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。

參考文獻

[1] 李慧萍，林輝. 航空整機電纜自動化測試系統的設計[J] .計算機測量與控制，2010，18（4）：789—791.

[2] 楊奮為. 連接器電纜組件常規電性能自動檢測[J] .機電元件，2011（6）：71—37.

[3] 蘇建軍，鄭永豐，于功敬，等. 便攜式電纜測試儀的設計[J] .計算機測量與控制，2006，14（11）：1585—1588.

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，現就職于中車唐山機車車輛有限公司制造技術中心。

（作者單位：中車唐山機車車輛有限公司）