動(dòng)車(chē)組單車(chē)自動(dòng)校線及耐壓試驗(yàn)方法

耿天宇，房少君，吳世杰，閆 君，崔珍波

(中車(chē)青島四方機(jī)車(chē)車(chē)輛股份有限公司，青島 266100)

0 引言

目前，隨著動(dòng)車(chē)組電氣功能的不斷升級(jí)，車(chē)輛線纜數(shù)量越來(lái)越多，回路接線狀態(tài)越來(lái)越復(fù)雜。針對(duì)動(dòng)車(chē)組單車(chē)校線、絕緣耐壓試驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的人工測(cè)試周期長(zhǎng)、人為因素導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果錯(cuò)誤，手動(dòng)測(cè)試容易導(dǎo)致測(cè)試覆蓋性不全、測(cè)試錯(cuò)誤的情況出現(xiàn)[1]。運(yùn)用自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)替代人工測(cè)試避免人工失誤，縮短試驗(yàn)周期，提高測(cè)試準(zhǔn)確率成為一種必要和可能。

現(xiàn)階段，人工檢測(cè)耗時(shí)費(fèi)力，因此避免測(cè)試中的人為因素問(wèn)題，將原來(lái)人工測(cè)試改為自動(dòng)測(cè)試，提升單車(chē)自動(dòng)校線、絕緣及耐壓測(cè)試的檢測(cè)效率和生產(chǎn)質(zhì)量。

動(dòng)車(chē)組單車(chē)自動(dòng)校線及絕緣耐壓測(cè)試系統(tǒng)，用于動(dòng)車(chē)組線纜、電氣柜、操縱臺(tái)等機(jī)柜線纜的自動(dòng)校線、絕緣、耐壓功能性能的測(cè)試需求，一次性完成產(chǎn)品的所有測(cè)試要求，并生成測(cè)試數(shù)據(jù)報(bào)告。

可移動(dòng)的單車(chē)自動(dòng)校線及絕緣耐壓測(cè)試系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電氣綜合測(cè)試的人機(jī)交互功能，提升電氣測(cè)試檢測(cè)的使用效率，實(shí)現(xiàn)對(duì)單車(chē)電氣組件線纜的自動(dòng)校線、絕緣、耐壓性能的自動(dòng)化測(cè)試，減少電氣組件的測(cè)試時(shí)間，提高測(cè)試效率[1]。

本文通過(guò)對(duì)單車(chē)校線、絕緣耐壓試驗(yàn)的長(zhǎng)期經(jīng)驗(yàn)積累，結(jié)合多種產(chǎn)品車(chē)型項(xiàng)目的試制驗(yàn)證，給出一套適用于動(dòng)車(chē)組單車(chē)自動(dòng)校線、絕緣和耐壓測(cè)試的試驗(yàn)方法。該方法保障了測(cè)試系統(tǒng)的高可靠性、實(shí)現(xiàn)了不同動(dòng)車(chē)組項(xiàng)目間的轉(zhuǎn)換。相比于傳統(tǒng)的人工測(cè)試方法，其自動(dòng)測(cè)試的測(cè)試效率和測(cè)試準(zhǔn)確率更高。

1 系統(tǒng)組成及原理

1.1 系統(tǒng)架構(gòu)

單車(chē)自動(dòng)校線及絕緣耐壓系統(tǒng)包括：整機(jī)測(cè)試系統(tǒng)、轉(zhuǎn)接工裝、測(cè)試設(shè)備軟件、數(shù)字化施工平臺(tái)。單車(chē)自動(dòng)校線及絕緣耐壓總體系統(tǒng)架構(gòu)框圖如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)架構(gòu)框圖

1.1.1 整機(jī)測(cè)試系統(tǒng)

整機(jī)測(cè)試系統(tǒng)包括：主控器單元、系統(tǒng)激勵(lì)單元、系統(tǒng)供電單元、開(kāi)關(guān)單元。所有的主控器單元、直流高壓電源、供電電源燈硬件設(shè)備集成安裝在可移動(dòng)的機(jī)柜中，每個(gè)開(kāi)關(guān)板為128路，每個(gè)開(kāi)關(guān)單元有10個(gè)開(kāi)關(guān)板，16個(gè)開(kāi)關(guān)單元通過(guò)級(jí)聯(lián)組成20 480個(gè)測(cè)試點(diǎn)位。系統(tǒng)有對(duì)外預(yù)留電纜接口、通訊接口、供電接口以及相應(yīng)配套工裝線纜。

主控板實(shí)現(xiàn)電流/電壓采集、漏電流采集、繼電器板控制、恒流源激勵(lì)控制、直流高壓激勵(lì)控制、校線/絕緣/耐壓/繼電器等性能測(cè)試、功能切換和測(cè)試數(shù)據(jù)上傳等功能。

組合高壓電源可輸出5 V、12 V等多種電壓，滿足嵌入式控制器、主控板和繼電器板的供電需求。

繼電器開(kāi)關(guān)單元負(fù)責(zé)被測(cè)通道切換控制；可實(shí)現(xiàn)任意兩點(diǎn)、一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的通道切換。分布式繼電器開(kāi)關(guān)單元之間通過(guò)兩束(高壓、低壓)線纜級(jí)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)單元的通道擴(kuò)展[2]。

1.1.2 測(cè)試轉(zhuǎn)接工裝

測(cè)試轉(zhuǎn)接工裝：由轉(zhuǎn)接工裝連接器、工裝線纜組成，自動(dòng)測(cè)試設(shè)備與被測(cè)車(chē)輛通過(guò)測(cè)試轉(zhuǎn)接工裝實(shí)現(xiàn)電氣連接。轉(zhuǎn)接工裝連接器分別適配測(cè)試設(shè)備和被測(cè)車(chē)輛的電氣接口。試驗(yàn)時(shí)將轉(zhuǎn)接工裝與測(cè)試設(shè)備和被測(cè)車(chē)輛的電氣接口相連，形成電氣回路。

1.1.3 測(cè)試系統(tǒng)軟件

測(cè)試系統(tǒng)軟件，通過(guò)劃分合理的軟件模塊，完成系統(tǒng)測(cè)試流程二次開(kāi)發(fā)、開(kāi)關(guān)單元控制、線纜表自動(dòng)導(dǎo)入、數(shù)據(jù)報(bào)表管理等工作。單車(chē)自動(dòng)校線及絕緣耐壓設(shè)備采用預(yù)留開(kāi)關(guān)單元可擴(kuò)展結(jié)構(gòu)形式，支持測(cè)試通道的擴(kuò)展。嵌入式控制器采用windows7/10操作系統(tǒng)，安裝系統(tǒng)測(cè)試軟件，通過(guò)HDMI/VGA口外接顯示器，構(gòu)成用戶交互平臺(tái)，完成對(duì)底層硬件的測(cè)試命令下發(fā)和測(cè)試結(jié)果的回傳。

1.1.4 數(shù)字化施工平臺(tái)

數(shù)字化施工平臺(tái)：為整機(jī)測(cè)試系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的數(shù)據(jù)交互平臺(tái)。整機(jī)測(cè)試設(shè)備內(nèi)部有網(wǎng)絡(luò)通信模塊，通過(guò)車(chē)間無(wú)線網(wǎng)絡(luò)及適配的接口協(xié)議實(shí)現(xiàn)與平臺(tái)的數(shù)據(jù)傳輸。最終實(shí)現(xiàn)，通過(guò)數(shù)字化施工平臺(tái)下載自動(dòng)導(dǎo)通及絕緣耐壓測(cè)試程序，并將全部的測(cè)試結(jié)果數(shù)據(jù)將回傳至平臺(tái)。

1.2 系統(tǒng)原理

1.2.1 導(dǎo)通電阻測(cè)試原理

導(dǎo)通電阻測(cè)量采用恒流源法測(cè)量原理。

圖2 導(dǎo)通電阻測(cè)量采用恒流源法測(cè)量原理圖

恒流源的輸出電流大小由主控板CPU程控控制，恒流源通過(guò)主控板導(dǎo)通電阻功能控制電路切換，采集流過(guò)被測(cè)電阻Rx的電流I和電壓U，通過(guò)公式Rx=U/I計(jì)算得到。

恒流源輸出控制電路實(shí)現(xiàn)對(duì)直流恒流源的輸出控制。通過(guò)程控改變直流恒流源的控制端電平大小，可以改變恒流源輸出。

1.2.2 絕緣測(cè)量模塊

采用漏電流法測(cè)量絕緣電阻，外加直流電壓加到被測(cè)通道。如果該通道與其它芯線、電纜殼體、地絕緣，則其余芯線對(duì)地就不會(huì)有漏電壓，否則，就會(huì)檢測(cè)到漏電壓。

絕緣電阻測(cè)量原理如圖3所示，U為所加的測(cè)試電壓，Rx為待測(cè)絕緣電阻，R1、R2為已知的標(biāo)準(zhǔn)電阻，當(dāng)絕緣電壓為U，加在絕緣測(cè)試電路后，根據(jù)全電路歐姆定律可知：

A/D轉(zhuǎn)換電路在測(cè)量出Uo后，便可根據(jù)上式計(jì)算出絕緣電阻Rx[3]。

圖3 絕緣測(cè)量原理圖

根據(jù)電路原理可知，選擇不同電路參數(shù)，可以達(dá)到不同測(cè)試范圍。為保證絕緣電阻采樣電壓的動(dòng)態(tài)范圍在AD測(cè)試量程范圍內(nèi)，根據(jù)施加絕緣激勵(lì)高壓的不同，采取電阻分檔控制方式，保證在全量程范圍內(nèi)絕緣電阻的測(cè)量精度。

絕緣耐壓控制電路實(shí)現(xiàn)對(duì)DC1500V高壓的輸出控制。通過(guò)程控改變直流高壓模塊的控制端電平大小，可以改變高壓模塊輸出。

1.2.3 交流耐壓測(cè)量模塊

交流耐壓測(cè)量采用漏電流法測(cè)量原理，施加交流高壓源被測(cè)測(cè)電纜的兩端，如果被測(cè)電纜某一根芯線與其它芯線、電纜殼體、地絕緣，給該芯線施加交流電壓，則其余芯線對(duì)地就不會(huì)有漏電流，否則，就會(huì)檢測(cè)到漏電流。耐壓測(cè)量原理是交流高壓加到被測(cè)電纜的兩端COM1、COM2，通過(guò)一個(gè)電流傳感器檢測(cè)其漏電流，限流電阻的作用是對(duì)交流高壓電源起保護(hù)作用，防止短路燒壞電源。

交流高壓通過(guò)高壓檢測(cè)分壓電路分壓，實(shí)時(shí)采集交流高壓輸出，送到AD采集模塊實(shí)時(shí)采集交流輸出高壓。交流耐壓測(cè)量原理圖如圖4所示。

圖4 交流耐壓測(cè)量原理圖

交流耐壓控制電路實(shí)現(xiàn)對(duì)AC1500V高壓的輸出控制。通過(guò)程控改變交流高壓模塊的控制端電平大小，可以改變交流高壓模塊輸出。

2 測(cè)試指標(biāo)及功能

2.1 測(cè)試指標(biāo)

自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)校線測(cè)試速率3 000次/分鐘，測(cè)量電阻值范圍為：1 Ω～100 kΩ。

絕緣測(cè)試的電壓輸出范圍是：DC50 V～2 000 V，絕緣電阻測(cè)試范圍：0.1 MΩ～1 GΩ。耐壓測(cè)試系統(tǒng)輸出交流電壓范圍為AC50 V～5 500 V，耐壓試驗(yàn)要求無(wú)閃烙擊穿要求，系統(tǒng)試驗(yàn)的保護(hù)泄漏電流閾值可設(shè)定的范圍是0～500 mA。主要測(cè)試指標(biāo)見(jiàn)表1。

表1 主要測(cè)試指標(biāo)

2.2 功能

單車(chē)校線及絕緣耐壓自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)，可根據(jù)單車(chē)校線及絕緣耐壓的不同邏輯狀態(tài)，自動(dòng)完成單車(chē)校線及絕緣耐壓的性能測(cè)試；自動(dòng)測(cè)試設(shè)備具備測(cè)試報(bào)告自動(dòng)生成功能，測(cè)試報(bào)告包含測(cè)試人員、測(cè)試時(shí)間、工作種類、測(cè)試結(jié)果等信息，具備存儲(chǔ)功能；設(shè)備在自動(dòng)測(cè)試過(guò)程中需要人工干預(yù)時(shí)，可自動(dòng)彈出對(duì)話框進(jìn)行提示和交互操作；設(shè)備具有自檢、自校準(zhǔn)功能，在測(cè)試前可進(jìn)行自檢檢查設(shè)備功能是否正常?？赏ㄟ^(guò)計(jì)量參數(shù)據(jù)值進(jìn)行校準(zhǔn)；設(shè)備具有較好的二次開(kāi)發(fā)功能及擴(kuò)展性。

2.2.1 自動(dòng)校線功能

可完成整車(chē)線路接線關(guān)系的校對(duì)。自動(dòng)校線功能完全按照設(shè)備名稱、子設(shè)備名稱進(jìn)行點(diǎn)位測(cè)試，通過(guò)測(cè)量回路電阻值，并與系統(tǒng)設(shè)定的電阻閾值進(jìn)行對(duì)比，判斷回路的導(dǎo)通性。涉及到回路中所帶設(shè)備件，其自身帶有一定阻值，通過(guò)測(cè)量回路實(shí)際電阻值來(lái)判斷設(shè)備接線情況。例如，車(chē)輛的伴熱回路，通過(guò)測(cè)量該回路伴熱阻值是否在計(jì)算電阻值范圍內(nèi)來(lái)確認(rèn)伴熱帶接線關(guān)系是否正確。涉及到串聯(lián)二極管的回路，利用二極管的單向?qū)ㄐ?，測(cè)量二極管正向、反向壓降來(lái)判斷回路二極管接線情況。

2.2.2 線間絕緣測(cè)試功能

絕緣測(cè)試根據(jù)物理地址可進(jìn)行分組掃描，掃描分為：高階掃描、低階掃描、全階掃描。對(duì)動(dòng)車(chē)組車(chē)輛側(cè)連接器，可實(shí)現(xiàn)芯線間絕緣測(cè)試、芯線對(duì)連接器外殼的絕緣測(cè)試。

2.2.3 自動(dòng)耐壓功能

滿足整車(chē)工頻耐壓試驗(yàn)要求，對(duì)車(chē)輛直流回路電壓施加值一般在：AC(800～1 600)V；交流回路、高壓回路電壓施加值一般在AC(1 900～5 500)V。自動(dòng)耐壓設(shè)備的板卡、繼電器等電氣元件應(yīng)滿足高壓回路施加電壓值的電抗性要求，同時(shí)配置高壓輸出電源。為保證高壓及交流回路耐壓60 s過(guò)程中，其他回路接地的條件，在執(zhí)行高壓或交流回路耐壓試驗(yàn)時(shí)，直流回路的繼電器需保持動(dòng)作狀態(tài)，以確保直流回路接地的持續(xù)性[2]。

2.2.4 數(shù)據(jù)交互功能

數(shù)字化施工平臺(tái)通過(guò)車(chē)間無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信可以實(shí)現(xiàn)與自動(dòng)測(cè)試設(shè)備的數(shù)據(jù)交互?？蓪⒉煌?chē)型平臺(tái)項(xiàng)目的自動(dòng)測(cè)試任務(wù)作為測(cè)試程序運(yùn)行直接下發(fā)至本地設(shè)備。自動(dòng)校線及耐壓試驗(yàn)結(jié)果可以回傳至平臺(tái)進(jìn)行存儲(chǔ)及查看。

3 測(cè)試軟件及方法

測(cè)試軟件主要完成用戶管理、TP開(kāi)發(fā)、測(cè)試執(zhí)行、報(bào)表管理、系統(tǒng)自檢、系統(tǒng)校準(zhǔn)等功能，與主控板協(xié)調(diào)實(shí)現(xiàn)線纜自動(dòng)高效測(cè)試。上位機(jī)的輔助功能包括：系統(tǒng)自檢、幫助、設(shè)備狀態(tài)信息收集等。

測(cè)試軟件在安裝有Win7 64位中文版操作系統(tǒng)的上位機(jī)筆記本中運(yùn)行，通過(guò)TCP/IP協(xié)議與主控板通訊，完成指令下發(fā)，測(cè)試數(shù)據(jù)接收，控制主控單元，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測(cè)試。主要軟件功能模塊包括：用戶管理、流程編輯、測(cè)試執(zhí)行、報(bào)表管理和系統(tǒng)自檢校準(zhǔn)等。測(cè)試系統(tǒng)軟件功能框圖見(jiàn)圖5。

圖5 測(cè)試系統(tǒng)軟件功能框圖

使用人員根據(jù)需要設(shè)計(jì)不同的測(cè)試流程，生成測(cè)試程序，在測(cè)試執(zhí)行界面執(zhí)行測(cè)試并生成測(cè)試結(jié)果，測(cè)試結(jié)果可以即時(shí)導(dǎo)出或在報(bào)表程序中查看、導(dǎo)出等[4]。

測(cè)試軟件通過(guò)解析Excel校線表生成測(cè)試系統(tǒng)可執(zhí)行的測(cè)試流程文件(.TP)，再由流程解析引擎依據(jù)通訊協(xié)議形成校線測(cè)試指令、絕緣測(cè)試指令、耐壓測(cè)試指令、二極管測(cè)試指令等，經(jīng)LAN通訊發(fā)送給主控板，由主控板執(zhí)行相應(yīng)測(cè)試。測(cè)試軟件通過(guò)LAN通訊接收主控板發(fā)送的測(cè)試結(jié)果，用于顯示和存儲(chǔ)。上位機(jī)軟件具有歷史數(shù)據(jù)報(bào)表功能，可輸出Excel格式、Word格式的報(bào)表[5]。

根據(jù)測(cè)試線纜的分布情況確定每個(gè)測(cè)試機(jī)柜的物理地址分布，并將測(cè)試線纜的地址和設(shè)備廠家自身的地址進(jìn)行匹配，制作測(cè)試線纜和設(shè)備地址的映射表。設(shè)備地址分配表如表2所示。

表2 設(shè)備地址分配表

系統(tǒng)需具備與四方數(shù)字化電氣施工平臺(tái)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)交互能力，實(shí)現(xiàn)從EPE系統(tǒng)測(cè)試任務(wù)下載，測(cè)試數(shù)據(jù)上傳，因此，需在原有系統(tǒng)軟件的基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)相應(yīng)功能模塊。

圖6 系統(tǒng)軟件二次開(kāi)發(fā)功能圖

系統(tǒng)軟件二次開(kāi)發(fā)主要功能如下。

1)網(wǎng)絡(luò)通信：

網(wǎng)絡(luò)通信功能開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)與數(shù)字化電氣施工系統(tǒng)的無(wú)線/有線兩種方式連接。

2)線纜表導(dǎo)入、編輯：

線纜表采用Excel格式編輯，系統(tǒng)軟件通過(guò)導(dǎo)入、解析Excel線纜表自動(dòng)生成可執(zhí)行的測(cè)試程序。

3)測(cè)試任務(wù)下載：

系統(tǒng)軟件與數(shù)字化電氣施工系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)連接，查看不同車(chē)型的測(cè)試進(jìn)度，并根據(jù)測(cè)試進(jìn)度下載待執(zhí)行的測(cè)試任務(wù)，并自動(dòng)解析生成可執(zhí)行測(cè)試程序。

4)測(cè)試結(jié)果上傳:

系統(tǒng)軟件與數(shù)字化電氣施工系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)連接，將測(cè)試結(jié)果文件按照數(shù)據(jù)格式解析并通過(guò)上傳接口上傳到數(shù)字化電氣施工系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)測(cè)試數(shù)據(jù)數(shù)字化同步管理。

4 電氣參數(shù)測(cè)試

4.1 車(chē)輛電氣接口與設(shè)備布置

4.1.1 列車(chē)編組

動(dòng)車(chē)組車(chē)輛項(xiàng)目的編組多種多樣，動(dòng)車(chē)組整車(chē)自動(dòng)測(cè)試過(guò)程為單車(chē)試驗(yàn)，即測(cè)試對(duì)象為單個(gè)車(chē)輛。試驗(yàn)時(shí)按照車(chē)型劃分，逐一進(jìn)行電氣測(cè)試，各車(chē)輛測(cè)試合格后再進(jìn)行車(chē)輛編組調(diào)試。

4.1.2 車(chē)輛電氣接口特點(diǎn)及設(shè)備布置

動(dòng)車(chē)組項(xiàng)目的車(chē)輛電氣系統(tǒng)復(fù)雜，接口種類多樣，線纜數(shù)量多。車(chē)內(nèi)電氣設(shè)備大量布置于車(chē)輛側(cè)頂及座椅下部。車(chē)輛采用OT接線端子、連接器或接線端子排型式連接。使用接線端子排的部位主要有：LJB1，LJB2，門(mén)控器端子排，TIMS接線端子排，電氣柜TB-S接線端子排，信號(hào)柜ATC接線端子排等，其余電氣設(shè)備采用了大量的連接器接口型式。針對(duì)自動(dòng)校線及耐壓測(cè)試試驗(yàn)，需通過(guò)轉(zhuǎn)接工裝將車(chē)輛端的設(shè)備電氣接口作為外接點(diǎn)接入到測(cè)試系統(tǒng)端，實(shí)現(xiàn)回路的貫通。

4.1.3 自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)布置

固定式臺(tái)位測(cè)試：

基于具體電氣設(shè)備布置、測(cè)試線纜數(shù)量、測(cè)試接口、生產(chǎn)節(jié)拍，采用固定式臺(tái)位測(cè)試方法。測(cè)試系統(tǒng)機(jī)柜整體固定布置于廠房?jī)?nèi)，并劃分專門(mén)測(cè)試區(qū)域用于自動(dòng)測(cè)式試驗(yàn)區(qū)域，可應(yīng)用于雙臺(tái)位車(chē)輛測(cè)試。該方法方便測(cè)試人員試驗(yàn)前整備與試驗(yàn)測(cè)試，頂層設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)接工裝可固化(線纜長(zhǎng)度、位置)可熟練收放線操作，方便試驗(yàn)。

各電氣柜內(nèi)測(cè)試模塊及測(cè)試點(diǎn)數(shù)分配見(jiàn)表3。

機(jī)柜布置按照車(chē)輛電氣設(shè)備布置該平臺(tái)有蹬車(chē)區(qū)域，周?chē)?米內(nèi)不允許圍擋。針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，機(jī)柜的安裝位置變更，到車(chē)輛二位端的相關(guān)及部分機(jī)柜的轉(zhuǎn)接線纜長(zhǎng)度及插接位置需優(yōu)化。

非固定臺(tái)位測(cè)試：

基于非固定臺(tái)位自動(dòng)校線耐壓測(cè)試方法，設(shè)備測(cè)試主機(jī)及測(cè)試分布模塊之間通過(guò)電源線、通信線進(jìn)行級(jí)聯(lián)。測(cè)試機(jī)柜底部安裝有方向輪便于柜體移動(dòng)及調(diào)整。各測(cè)試模塊安裝在測(cè)試機(jī)柜中，自動(dòng)測(cè)式準(zhǔn)備過(guò)程中，測(cè)試機(jī)柜按照車(chē)輛的布線方式，分別布置在被測(cè)車(chē)輛兩側(cè)及端部。車(chē)上線路測(cè)試部分的轉(zhuǎn)接工裝經(jīng)過(guò)車(chē)輛的側(cè)車(chē)門(mén)及端門(mén)布置到車(chē)上，轉(zhuǎn)接工裝的布置及測(cè)試機(jī)柜分布擺放方式采取就近原則。

表3 測(cè)試機(jī)柜模塊和測(cè)試板卡布置表

4.1.4 測(cè)試模塊布置

測(cè)試模塊一般安置在測(cè)試機(jī)柜內(nèi)部，各模塊之間的供電、通信通過(guò)內(nèi)部的級(jí)聯(lián)走線進(jìn)行連接，測(cè)試系統(tǒng)之間形成跨接[6]。測(cè)試系統(tǒng)級(jí)聯(lián)分布圖如圖7所示，測(cè)試系統(tǒng)級(jí)聯(lián)分布表見(jiàn)表4。

圖7 測(cè)試系統(tǒng)級(jí)聯(lián)分布圖

表4 測(cè)試系統(tǒng)級(jí)聯(lián)分布表

4.2 轉(zhuǎn)接工裝配置方法

一般的轉(zhuǎn)接工裝接線，需要使用大量的轉(zhuǎn)換電纜實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測(cè)試，測(cè)試前的準(zhǔn)備時(shí)間繁瑣且時(shí)間長(zhǎng)，且靈活性差。工裝轉(zhuǎn)接的線纜長(zhǎng)度一般在(10～15)m范圍，以保障不同車(chē)型設(shè)備位置不同的兼容性。工裝的線纜應(yīng)選擇輕量化材質(zhì)，以保障在收放工裝線纜過(guò)程盡量方便。同一線束的轉(zhuǎn)接的工裝應(yīng)定義線束號(hào)，不同區(qū)域工裝有色帶區(qū)分。

工裝的端部由色帶捆扎來(lái)劃分不同連接區(qū)域，試驗(yàn)前整備過(guò)程中，按照車(chē)型、色帶進(jìn)行區(qū)分，避免線束存放及連接工裝混亂。對(duì)照各車(chē)型工裝明細(xì)來(lái)連接工裝。在試驗(yàn)后以工裝線束的色帶區(qū)分整理存放。

不同項(xiàng)目之間，車(chē)輛端使用的連接器型號(hào)、品牌不同。為實(shí)現(xiàn)不同項(xiàng)目之間的快速切換，測(cè)試的轉(zhuǎn)接工裝設(shè)計(jì)采用分段式結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。工裝有兩段，分別定義為A段測(cè)試系統(tǒng)端工裝，B段為動(dòng)車(chē)組車(chē)輛端工裝；A段與B段的轉(zhuǎn)接工裝之間中轉(zhuǎn)使用5芯、10芯模塊的連接器插頭對(duì)實(shí)現(xiàn)。自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)電氣回路路徑：自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)-A段工裝-5芯、10芯插頭對(duì)-B段工裝-動(dòng)車(chē)組。當(dāng)需要完成其他項(xiàng)目車(chē)型時(shí)，整體替換B段工裝，重新完成AB段工裝對(duì)接即可實(shí)現(xiàn)新項(xiàng)目路徑的轉(zhuǎn)換。實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目靈活快速的切換的效果[6]，工裝分段示意圖如圖8所示。

圖8 工裝分段示意圖

4.3 探針測(cè)試方法

自動(dòng)測(cè)試的試驗(yàn)流程為：線路校對(duì)—絕緣測(cè)試—工頻耐壓測(cè)試。在線路校對(duì)環(huán)節(jié)，車(chē)輛的接線故障需全部處理完畢后，才能進(jìn)行下一環(huán)節(jié)測(cè)試。線路校對(duì)過(guò)程中出現(xiàn)的接線故障需快速排除，否則將影響整體的試驗(yàn)效率。為了提高測(cè)試過(guò)程中故障處理能力及排故效率，采用探針測(cè)試法來(lái)實(shí)現(xiàn)故障的快速排查。

根據(jù)被測(cè)線纜的兩端特性，探針測(cè)試時(shí)，一端通過(guò)轉(zhuǎn)接工裝外接點(diǎn)接入測(cè)試系統(tǒng)，另一端通過(guò)探針表筆(內(nèi)部探針與測(cè)試模塊回路相連)碰觸接線點(diǎn)位形成閉合回路,測(cè)試該段回路電阻值，判斷線路通斷。特殊情況下，為方便排查，也可通過(guò)雙探針進(jìn)行測(cè)試，即通過(guò)兩個(gè)探針表筆接觸被測(cè)回路兩端進(jìn)行測(cè)試。

探針測(cè)試時(shí)，系統(tǒng)界面將顯示對(duì)應(yīng)該點(diǎn)位的物理地址信息，同時(shí)顯示實(shí)際對(duì)應(yīng)的設(shè)備名稱、子設(shè)備名稱、針位號(hào)信息。試驗(yàn)人員通過(guò)測(cè)試系統(tǒng)顯示的信息與接線圖紙進(jìn)行對(duì)照，逐一排查線路關(guān)系是否正確，快速準(zhǔn)確的完成線號(hào)錯(cuò)誤、接線錯(cuò)誤、一線雙號(hào)等情況的故障排查[8]。

涉及到較為復(fù)雜的多段導(dǎo)通關(guān)系故障排查時(shí)，也可使用探針表筆接觸中間點(diǎn)位進(jìn)行接線關(guān)系確認(rèn)，快速定位故障點(diǎn)位。

例如，車(chē)輛線路關(guān)系為：A-B-C-D。此時(shí)，外接點(diǎn)位為A、D。A-D線路校對(duì)不通過(guò)時(shí)，可通過(guò)探針表筆輕觸中間點(diǎn)B、C進(jìn)行故障排查。通過(guò)探針?lè)侄螠y(cè)試A-B、A-C、B-D、C-D的導(dǎo)通情況，可準(zhǔn)確定位故障點(diǎn)位。

探針測(cè)試方法，也可完成新項(xiàng)目轉(zhuǎn)接工裝線纜的線路測(cè)試與驗(yàn)證。當(dāng)完成對(duì)轉(zhuǎn)接工裝連接器點(diǎn)位的物理地址定義后，可通過(guò)測(cè)試探針測(cè)試轉(zhuǎn)接工裝車(chē)輛側(cè)連接器點(diǎn)位，通過(guò)系統(tǒng)顯示的物理地址來(lái)確認(rèn)接線關(guān)系及物理地址分布是否正確性[7]。

通過(guò)探針測(cè)試法可在自動(dòng)測(cè)試設(shè)備與轉(zhuǎn)接工裝連接完成后的狀態(tài)下進(jìn)行測(cè)試核對(duì)，避免了工裝連接環(huán)節(jié)導(dǎo)致的錯(cuò)誤，可有效的提高測(cè)試準(zhǔn)確性及測(cè)試效率。

使用探針測(cè)試法靈活方便，在驗(yàn)證及測(cè)試過(guò)程中有效幫助試驗(yàn)人員進(jìn)行故障處理及定位。

4.4 整段測(cè)試方法

動(dòng)車(chē)組單車(chē)自動(dòng)校線、絕緣和耐壓測(cè)試過(guò)程中，涉及到部分電氣回路經(jīng)過(guò)配電柜端子排或車(chē)下接線箱線排。一般自動(dòng)測(cè)試經(jīng)常適配不同規(guī)格、型號(hào)、品牌的端子排適配器來(lái)實(shí)現(xiàn)端子排測(cè)試點(diǎn)的外接。通過(guò)端子排適配器工裝插接到端子排測(cè)試孔實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)接。

端子排適配器工裝在插接過(guò)程中存在一定的插拔力，整排插接時(shí)存在其插接片與端子排接觸不良的情況，部分測(cè)試插片插針與端子排接觸不到位，導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果有多處報(bào)錯(cuò)。試驗(yàn)過(guò)程中的排故周期較長(zhǎng)，嚴(yán)重影響了測(cè)試效率及準(zhǔn)確率。涉及到端子排中轉(zhuǎn)回路將程序改編成整段校線及絕緣耐壓測(cè)試。

將原本測(cè)試過(guò)程：a到b段、b到c段(b點(diǎn)位為端子排孔位)，優(yōu)化成a到c段，中間的b點(diǎn)位通過(guò)目視確認(rèn)的方式。此方法不再使用端子排適配器工裝，避免了端子排處因工裝插接不良增加測(cè)試故障，降低試驗(yàn)效率的情況。同時(shí)無(wú)需制作不同規(guī)格、品牌、型號(hào)的端子排轉(zhuǎn)接工裝，節(jié)約了測(cè)試成本[9]。

首輛試制車(chē)輛，車(chē)輛線纜多，連接接口多，經(jīng)寫(xiě)實(shí)驗(yàn)證，手動(dòng)測(cè)試：線路校對(duì)用時(shí)24小時(shí)；絕緣測(cè)試用時(shí)2小時(shí)；耐壓測(cè)試用時(shí)8小時(shí)。自動(dòng)測(cè)試：線路校對(duì)用時(shí)8小時(shí)；絕緣測(cè)試用時(shí)1小時(shí)；耐壓測(cè)試用時(shí)4小時(shí)。手動(dòng)自動(dòng)測(cè)試用時(shí)對(duì)照表見(jiàn)表5。

表5 手動(dòng)自動(dòng)測(cè)試用時(shí)對(duì)照表

經(jīng)過(guò)動(dòng)車(chē)組單車(chē)自動(dòng)校線及耐壓試驗(yàn)方法的研制后，可大幅度提升測(cè)試的效率。根據(jù)上述動(dòng)車(chē)組自動(dòng)校線、絕緣耐壓試驗(yàn)方法的研究與應(yīng)用，與人工測(cè)試相比，測(cè)試效率提高了。

根據(jù)自動(dòng)測(cè)試要求，從根本上解決故障發(fā)生數(shù)量，自動(dòng)校線耐壓試驗(yàn)故障發(fā)生數(shù)量統(tǒng)計(jì)如表6所示，排故數(shù)量對(duì)比如圖9所示。

圖9 排故數(shù)量對(duì)比圖

通過(guò)整段自動(dòng)測(cè)試方法，避免了端子排處因工裝插接不良增加測(cè)試故障，降低試驗(yàn)效率的情況。對(duì)非緊固連接器在線纜端部進(jìn)行固定，對(duì)緊固型連接器進(jìn)行二次捆扎固定，以保障避免由于拖拽導(dǎo)致的影響及破壞。通過(guò)分段設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)接工裝實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目的快速切換[10]。

表6 自動(dòng)校線耐壓故障統(tǒng)計(jì)

5 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)一系列驗(yàn)證，運(yùn)用自動(dòng)校線及耐壓試驗(yàn)方法：轉(zhuǎn)接工裝配置方法、探針測(cè)試排故方法、整段測(cè)試方法。使用自動(dòng)化測(cè)試方法來(lái)替代傳統(tǒng)手動(dòng)試驗(yàn)。自動(dòng)校線及耐壓試驗(yàn)方法提高了試驗(yàn)準(zhǔn)確率及效率，滿足了目前動(dòng)車(chē)組多線纜、復(fù)雜回路的測(cè)試需求，可在不同動(dòng)車(chē)組項(xiàng)目產(chǎn)品之間完成快速轉(zhuǎn)換，縮短試驗(yàn)周期，提高測(cè)試效率，保證了新型動(dòng)車(chē)組的生產(chǎn)質(zhì)量?？山鉀Q自動(dòng)測(cè)試驗(yàn)證運(yùn)用過(guò)程中的很多實(shí)際問(wèn)題，對(duì)自動(dòng)校線及絕緣耐壓試驗(yàn)的研究有深遠(yuǎn)意義。