安泰动车组自动导通测试线缆测试仪系统的设计

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一、线缆测试仪设计背景

高速动车组内部电气设备种类繁多、部署分散，设备间电缆连接冗长且错综复杂，动车组整车配线、接线的正确性以及线缆间绝缘性能直接决定动车能否正常、安全的运行，因此，在车辆生产、测试、出厂、定期检修维护、运行技术保障各阶段，都需要对动车整车设备线缆的导通和绝缘性能进行测试。因此进行动车组线缆导通、绝缘等性能测试是保证动车组出厂的重要试验内容。

二、传统动车组线缆测试

在动车组及地铁车辆的线路导通试验和绝缘试验过程中，传统的测试方法是利用分立仪器、蜂鸣器、对讲机进行人工测试，导通试验用自制蜂鸣器和万用表进行测试，绝缘试验主要依靠短接线夹实现配线短接。手工检测方法存在不能克服的缺陷，无法高效、全面检测线缆敷设质量。手工检测方法主要具体存以下问题：

1）测试效率低，人工完成每辆车线缆导通试验需要5～6小时，且受制于试验人员素质及长时间作业产生疲劳，不能保证测试准确率；动车组内局部线缆具有连接形式多样化、复杂化特点，进行动车组线缆测试时，不能实现线缆的快速诊错；三人配合逐点检测，速度慢、工作量大、繁琐、枯燥、易疲劳，易造成漏检、错检。

2）只能检测导通或与临近线路不通，无有效手段检测线缆短路（即错接、多接）和线间的绝缘测试。

3）所用蜂鸣器对接触电阻不敏感，无法有效检测接触不良的问题。

三、线缆测试仪系统设计要求

为实现动车组车内电气配线导通绝缘测试的自动化、数字化、实时化，建立标准的在线检测流程，提高测试效率和测试的准确度，采用模块化、可移动的自动化线缆测试设备与测试软件，配套完善的转接工装，通过现场编程实现对车辆配线的线路导通测试、绝缘测试等功能。本次使用ATX-3000S线缆测试仪完成系统的设计。

测试系统介绍

1.1系统功能指标

1）线缆性能测试：导通电阻（二线、四线电阻）、绝缘电阻、耐压测试；

2）测试流程自动配置：测试流程支持EXCEL表格自动导入；

3）自学习导通测试：对未知线缆进行遍历扫描，确定其连接关系；

4）线缆诊错扫描：实现一点对多点的诊错扫描；

5）主控箱和上位机通信：支持LAN/WIFI通信方式；

6）主控箱和开关单元通信：支持串行通信方式；

7）数据报表管理：测试数据实时显示、查询、存储、导出、打印功能，测试结果以WORD、EXCEL、PDF三种格式导出；

8）系统自检校准：系统功能自检。

1.2系统性能指标

1）测试点数：32~65536；

2）通信接口方式：CAN、LAN、WIFI；

3）电源激励电流：1uA～1A；

4）二线测试：电阻范围：1～1MΩ，精确度：±2％±5Ω；

5）四线测试：电阻范围：0.001～1MΩ，精确度：±2％±0.002Ω；

1.3绝缘测试：

（1）绝缘电阻测量范围：10KΩ～10MΩ，精确度：±(5％+2KΩ)；

10MΩ～1000MΩ，精确度：±(10％+1MΩ)；

（2）绝缘测试电压：50V～750VDC（程控可调）,精确度：±(0.5％+1V)。

1.3系统总体架构

该线缆测试系统主要由上位机（PC、应用软件）、1个主控器单元（高压/恒流激励、导通/绝缘/开关单元级联控制、数据采集、数据上传）、系统连接电缆、测试工装电缆等部分组成，其中每个从机有256个测试点，可实现65536点的测试。系统总体架构如图所示。

 

如上图所示，模块化自动导通测试系统由上位机笔记本电脑、线缆测试系统硬件以及可移动式测试机柜、测试工装线缆（车端、车下、车上设备测试转接工装线缆）等部分组成；设备软件平台由线缆表导入程序、测试执行程序、数据管理程序、开关单元模块控制程序、串行总线通信程序、LAN/WIFI无线通信程序、测试数据自动导出程序、测试结果自动统计等应用软件模块组成。

四、线缆测试仪系统设计小结

动车组自动导通测试系统，实现中长距离不同位置的仪器设备的多通道线缆测试；针对动车组生产现场的特点和工作条件，方便不同车位和不同测试场地的使用，设计性能良好的电缆接口、通讯接口、供电接口以及相应配套的测试工装线缆，形成方便实用的可组合移动的动车组自动导通测试系统平台。

在硬件平台齐套、软件程序设计完成的情况下进行软硬件系统联调，调试内容包括参数测试、对接动车设备测试验证，优化软件人机交互界面，加快测试结果的查询速度和数据分析响应时间、参数测试流程优化、数据库设计统计优化。

自动导通测试设备、转接工装电缆及测试程序可以完成单车车辆线路的自动导通试验。可对厂内正在生产出厂的车辆以及运行时长较长的车辆进行测试接线正确，功能是否完整，运行是否正常。

本文能为我国相关研究人员在推动国产化电缆测试仪研制的道路上提供一定的经验参考和启示。同时为高铁制造行业在车辆生产、测试、出厂、定期检修维护、运行技术保障过程中对整车设备线缆的导通和绝缘性能测试中提供解决方案。

本文有关线缆测试仪内容由西安安泰电子发布，如想了解更多方案，请持续关注安泰电子官网www.aigtek.com。Aigtek是国内专业从事测量仪器研发、生产和销售的高科技企业，一直专注于功率放大器、线缆测试仪、计量校准源等测试仪器产品的研发与制造。