一、線(xiàn)纜測(cè)試儀設(shè)計(jì)背景

高速動(dòng)車(chē)組內(nèi)部電氣設(shè)備種類(lèi)繁多、部署分散，設(shè)備間電纜連接冗長(zhǎng)且錯(cuò)綜復(fù)雜，動(dòng)車(chē)組整車(chē)配線(xiàn)、接線(xiàn)的正確性以及線(xiàn)纜間絕緣性能直接決定動(dòng)車(chē)能否正常、安全的運(yùn)行，因此，在車(chē)輛生產(chǎn)、測(cè)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(duì)動(dòng)車(chē)整車(chē)設(shè)備線(xiàn)纜的導(dǎo)通和絕緣性能進(jìn)行測(cè)試。因此進(jìn)行動(dòng)車(chē)組線(xiàn)纜導(dǎo)通、絕緣等性能測(cè)試是保證動(dòng)車(chē)組出廠的重要試驗(yàn)內(nèi)容。

二、傳統(tǒng)動(dòng)車(chē)組線(xiàn)纜測(cè)試

在動(dòng)車(chē)組及地鐵車(chē)輛的線(xiàn)路導(dǎo)通試驗(yàn)和絕緣試驗(yàn)過(guò)程中，傳統(tǒng)的測(cè)試方法是利用分立儀器、蜂鳴器、對(duì)講機(jī)進(jìn)行人工測(cè)試，導(dǎo)通試驗(yàn)用自制蜂鳴器和萬(wàn)用表進(jìn)行測(cè)試，絕緣試驗(yàn)主要依靠短接線(xiàn)夾實(shí)現(xiàn)配線(xiàn)短接。手工檢測(cè)方法存在不能克服的缺陷，無(wú)法高效、全面檢測(cè)線(xiàn)纜敷設(shè)質(zhì)量。手工檢測(cè)方法主要具體存以下問(wèn)題：

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

2）只能檢測(cè)導(dǎo)通或與臨近線(xiàn)路不通，無(wú)有效手段檢測(cè)線(xiàn)纜短路（即錯(cuò)接、多接）和線(xiàn)間的絕緣測(cè)試。

3）所用蜂鳴器對(duì)接觸電阻不敏感，無(wú)法有效檢測(cè)接觸不良的問(wèn)題。

三、線(xiàn)纜測(cè)試儀系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求

為實(shí)現(xiàn)動(dòng)車(chē)組車(chē)內(nèi)電氣配線(xiàn)導(dǎo)通絕緣測(cè)試的自動(dòng)化、數(shù)字化、實(shí)時(shí)化，建立標(biāo)準(zhǔn)的在線(xiàn)檢測(cè)流程，提高測(cè)試效率和測(cè)試的準(zhǔn)確度，采用模塊化、可移動(dòng)的自動(dòng)化線(xiàn)纜測(cè)試設(shè)備與測(cè)試軟件，配套完善的轉(zhuǎn)接工裝，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)編程實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)輛配線(xiàn)的線(xiàn)路導(dǎo)通測(cè)試、絕緣測(cè)試等功能。本次使用ATX-3000S線(xiàn)纜測(cè)試儀完成系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

測(cè)試系統(tǒng)介紹

1.1系統(tǒng)功能指標(biāo)

1）線(xiàn)纜性能測(cè)試：導(dǎo)通電阻（二線(xiàn)、四線(xiàn)電阻）、絕緣電阻、耐壓測(cè)試；

2）測(cè)試流程自動(dòng)配置：測(cè)試流程支持EXCEL表格自動(dòng)導(dǎo)入；

3）自學(xué)習(xí)導(dǎo)通測(cè)試：對(duì)未知線(xiàn)纜進(jìn)行遍歷掃描，確定其連接關(guān)系；

4）線(xiàn)纜診錯(cuò)掃描：實(shí)現(xiàn)一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的診錯(cuò)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(kāi)關(guān)單元通信：支持串行通信方式；

7）數(shù)據(jù)報(bào)表管理：測(cè)試數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示、查詢(xún)、存儲(chǔ)、導(dǎo)出、打印功能，測(cè)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(cè)試點(diǎn)數(shù)：32~4096；

2）通信接口方式：CAN、LAN、WIFI；

3）電源激勵(lì)電流：1uA～1A；

4）二線(xiàn)測(cè)試：電阻范圍：1～1MΩ，精確度：±2％±5Ω；

5）四線(xiàn)測(cè)試：電阻范圍：0.001～1MΩ，精確度：±2％±0.002Ω；

1.3絕緣測(cè)試：

（1）絕緣電阻測(cè)量范圍：10KΩ～10MΩ，精確度：±(5％+2KΩ)；

10MΩ～1000MΩ，精確度：±(10％+1MΩ)；

（2）絕緣測(cè)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(xiàn)纜測(cè)試系統(tǒng)主要由上位機(jī)（PC、應(yīng)用軟件）、1個(gè)主控器單元（高壓/恒流激勵(lì)、導(dǎo)通/絕緣/開(kāi)關(guān)單元級(jí)聯(lián)控制、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)上傳）、系統(tǒng)連接電纜、測(cè)試工裝電纜等部分組成，其中每個(gè)從機(jī)有256個(gè)測(cè)試點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)65536點(diǎn)的測(cè)試。系統(tǒng)總體架構(gòu)如圖所示。

如上圖所示，模塊化自動(dòng)導(dǎo)通測(cè)試系統(tǒng)由上位機(jī)筆記本電腦、線(xiàn)纜測(cè)試系統(tǒng)硬件以及可移動(dòng)式測(cè)試機(jī)柜、測(cè)試工裝線(xiàn)纜（車(chē)端、車(chē)下、車(chē)上設(shè)備測(cè)試轉(zhuǎn)接工裝線(xiàn)纜）等部分組成；設(shè)備軟件平臺(tái)由線(xiàn)纜表導(dǎo)入程序、測(cè)試執(zhí)行程序、數(shù)據(jù)管理程序、開(kāi)關(guān)單元模塊控制程序、串行總線(xiàn)通信程序、LAN/WIFI無(wú)線(xiàn)通信程序、測(cè)試數(shù)據(jù)自動(dòng)導(dǎo)出程序、測(cè)試結(jié)果自動(dòng)統(tǒng)計(jì)等應(yīng)用軟件模塊組成。

四、線(xiàn)纜測(cè)試儀系統(tǒng)設(shè)計(jì)小結(jié)

動(dòng)車(chē)組自動(dòng)導(dǎo)通測(cè)試系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)中長(zhǎng)距離不同位置的儀器設(shè)備的多通道線(xiàn)纜測(cè)試；針對(duì)動(dòng)車(chē)組生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的特點(diǎn)和工作條件，方便不同車(chē)位和不同測(cè)試場(chǎng)地的使用，設(shè)計(jì)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(cè)試工裝線(xiàn)纜，形成方便實(shí)用的可組合移動(dòng)的動(dòng)車(chē)組自動(dòng)導(dǎo)通測(cè)試系統(tǒng)平臺(tái)。

在硬件平臺(tái)齊套、軟件程序設(shè)計(jì)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(cè)試、對(duì)接動(dòng)車(chē)設(shè)備測(cè)試驗(yàn)證，優(yōu)化軟件人機(jī)交互界面，加快測(cè)試結(jié)果的查詢(xún)速度和數(shù)據(jù)分析響應(yīng)時(shí)間、參數(shù)測(cè)試流程優(yōu)化、數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)統(tǒng)計(jì)優(yōu)化。

自動(dòng)導(dǎo)通測(cè)試設(shè)備、轉(zhuǎn)接工裝電纜及測(cè)試程序可以完成單車(chē)車(chē)輛線(xiàn)路的自動(dòng)導(dǎo)通試驗(yàn)?？蓪?duì)廠內(nèi)正在生產(chǎn)出廠的車(chē)輛以及運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)較長(zhǎng)的車(chē)輛進(jìn)行測(cè)試接線(xiàn)正確，功能是否完整，運(yùn)行是否正常。

本文能為我國(guó)相關(guān)研究人員在推動(dòng)國(guó)產(chǎn)化電纜測(cè)試儀研制的道路上提供一定的經(jīng)驗(yàn)參考和啟示。同時(shí)為高鐵制造行業(yè)在車(chē)輛生產(chǎn)、測(cè)試、出廠、定期檢修維護(hù)、運(yùn)行技術(shù)保障過(guò)程中對(duì)整車(chē)設(shè)備線(xiàn)纜的導(dǎo)通和絕緣性能測(cè)試中提供解決方案。

本文有關(guān)線(xiàn)纜測(cè)試儀內(nèi)容由西安安泰電子發(fā)布，如想了解更多方案，請(qǐng)持續(xù)關(guān)注安泰電子官網(wǎng)。Aigtek是國(guó)內(nèi)專(zhuān)業(yè)從事測(cè)量?jī)x器研發(fā)、生產(chǎn)和銷(xiāo)售的高科技企業(yè)，一直專(zhuān)注于功率放大器、線(xiàn)纜測(cè)試儀、計(jì)量校準(zhǔn)源等測(cè)試儀器產(chǎn)品的研發(fā)與制造。

審核編輯：符乾江