动车组线缆自动导通测试可行性研究

刘春海 刘战

摘要：电气导通试验是动车组单车调试的基础试验，主要对线缆的导通性进行测试，是后续调试试验测试的基础，本文以动车组单车调试电气导通试验为研究对象，研究实现电气导通自动化测试的可行性，争取提高调试生产效率，提高调试自动化水平，减少人为错误的发生。

关键词：动车组；自动导通测试；可行性

1、引言

电气导通试验，即检测车辆接线是否完整和正确的试验。车辆在组装阶段完成了车辆布线和连接，需要在调试阶段确认车辆布线的完整性和正确性。长期以来，动车组的电气导通试验一直以人工操作为主，自动化水平较低。以时速350公里中国标准动车组为例，每辆单车大约有1800余根线是需要进行电气导通测试的。这些导线的连接点分布在车顶、车上电气柜、车下转向架等区域。线缆分布区域分散，连接方式多种多样。

2、电气导通测试现状

2.1、电气导通试验测试原理分析

对线缆进行电气导通测量时，原则上要按照线的方向来进行测量，绝不能跨越设备或接线点进行测量，试验结果要求R<5Ω。在进行导通测试前，应确认需要测试的线缆的状况，如果连接的是端子排，要求恢复连接后再进行测试；如果连接的是插头，则应等导通测试完成后再恢复。其主要原理如下图所示：

电气导通测试就是将待测线缆的一端连接到车体上，用万用表测试线缆另一端与车体之间的电阻。由于线缆电阻和车体电阻很小，所以当测量阻值小于5Ω时，就表示线缆连接正确。实际测量情形如下图所示：

2.2、现行测试方案的缺点

现在进行导通试验时一般是分三组进行，每组两人，既需要两人一组熟悉车辆设备位置、环境，也需要精心配合，试验人员工作强度较大。另外由于导通测试时借用了车体，将车体作为测试電路的一部分，存在一定的风险。如果待测线缆存在接地，操作人员没有没有在A点先使用万用表测量是否接地，那么无论B点人员是否将待测导线的另一端接到车体上，万用表显示测试阻值小于5Ω且蜂鸣器响起，此时的测试结果是错误的。所以进行导通测试时，A点和B点人员一定要保持沟通，并要求操作人员测试时分两步进行，第一步是测试线缆是否存在接地情况，第二步才是测试线缆导通。

3、CKT1175-10电缆自动导通测试系统

CKT1175-10电缆自动导通测试系统由电缆测试仪和测试计算机组成，测试计算机运行全中文的图形化操作界面实现对测试系统的控制。测试计算机和测试仪之间通过以太网接口通讯；具有自学习功能，将被测对象连接到测试系统上，然后运行编程器，系统可以自动分析被测产品的内部连接关系，并将学习结果保存到本地硬盘，学习到的文件可以做为测试程序文件使用；CKT1175系统测试软件支持多种界面语言，支持全中文的图形化操作界面；连接方式和可扩展性，CKT1175-10便携式测试系统配置了5块100通道的测试板卡，共500个测试通道，还可以根据需求进行扩展。测试接口可以根据要求进行定制，推荐配置50针的D-sub型连接器，该型连接器比较通用，在国内市场上可以用较低廉的价格采购到；CKT1175系统的硬件采用模块化、可扩展的结构，可以在不对软件做任何修改的情况下对系统功能进行灵活的扩展。系统测试软件为全中文的图形化操作界面，生成的测试报告也是中文报告，支持自定义报告中显示的内容。

用于判断一条指定线路的导通性是否符合要求，通过给被测线路施加一个电流激励，测量线路上产生的压降，根据欧姆定律计算出其电阻值，并与预设的标准值进行比对，进而得出是否导通的判断。导通测试通俗讲就是判断“该通的地方要通”，通过导通测试可以对导通性、漏接、接触不实等故障进行检验和排查。自动测试系统会逐条线路的测试其导通性，逐条线路的测试其制造正确性（如虚焊，压接不实等缺陷），逐条线路的测试是否存在错接、漏接等连接不正确的情况。导通测试原理如下图所示：

导通测试的参数定义：

测试激励：导通测试采用电流源作为测试激励源，电流源的参数的定义遵循以下原则：

a）截面积≤0.25mm2，测试电流不小于0.1安培；

b）截面积0.25～1.0mm2，测试电流不小于1安培；

判定依据：测试系统通过将测量到的电阻值和预设的电阻值进行比对，做出是否导通的判断。

4、技术可行性分析

4.1 自动导通测试技术分析

现有的自动导通测试系统一般由带测试软件的主控计算机，测试主机以及测试子机组成，测试框图如下图所示：

在自学习模式下，测试主机提供测试激励电流源或电压源给子机A1的某个对端子DA1，子机B1的端子DB1接收到激励信号后，上位机软件就认为DA1和DB1导通，作为导通关系数据进行存储。当然，也可以手动录入测试导线两端之间的关系数据。

在测试模式下，测试主机提供激励，给子机A1的端子DA1，如果DB1接收到激励，则认为测试成功；如果没有接收到激励或其它端子接收到激励，则认为测试失败，判定接线错误。在进行绝缘电阻测试和耐压测试时，一端绝缘，另一端则施加测试电压，并根据测试的漏电流输出测试结果，如果漏电流输出超过设置范围则判定线缆存在接地现象。该测试系统能够准确的确定待测导线的交叉导通和不导通。

4.2、应用自动导通测试系统技术风险分析

动车组调试阶段应用自动导通测试系统技术风险分析如下：

1）一节单车全车插头数量约为300个，多数插头属于针脚数量较少的小插头，易造成工装管理和使用混乱，整理难度很大；

2）插头分布不集中，准备和拆除适配器的时间过长，影响工作效率；

3）适配器制作费用高昂，耐压适配器全列一共约800个插头，工装费用约为40万；自动导通适配器全列需要2400个，工装费用在100以上；

4）根据项目不同，车辆端插头种类也不尽相同，适配器的通用性差，造成浪费；

5）不能适用于有大量端子排连接的情况。

5、结论

自动导通测试系统在航空及其他领域应用广泛，其适用范围主要受部件是否大批量生产、测试位置是否集中以及测试线缆是否存在大量插头针脚的影响，应用于动车组电气导通测试还是有一定的可行性。比如电气柜插头和车下轴温传感器、牵引电机温度传感器、齿轮箱温度传感器等；制动控制单元与轴端速度传感器、加速度传感器等，这部分插头种类相对固定，不存在端子排连接，且不同车型和不同车辆之间的相差不大，通用性较强。

参考文献

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[3] 苏建军，郑永丰，于功敬，等. 便携式电缆测试仪的设计[J] .计算机测量与控制，2006，14（11）：1585—1588.

作者简介：刘春海，男，满族，河北秦皇岛人，1984年8月16日出生，工程师，现就职于中车唐山机车车辆有限公司制造技术中心。

（作者单位：中车唐山机车车辆有限公司）