CN102914715A - 一种变流器柜的电气性能测试系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变流器柜的电气性能测试系统及方法，用以解决现有技术中变流器柜的测试能耗较高的问题。该系统包括：工控机，与变流器柜以及电气测试设备相连，用于根据需要测试的变流器柜的电气性能向电气测试设备发送控制信号，并根据电气设备的测试数据确定测试结果；电气测试设备，用于根据控制信号向变流器柜输出激励信号，并根据变流器柜的响应消息进行电气特性测试，得到测试数据。与传统测试方式相比，使用本发明的系统可以使变流器柜的电气性能测试操作更加简便，并且能耗较低。

Description

一种变流器柜的电气性能测试系统及方法

技术领域

本发明涉及内燃机车的变流器柜的电气性能测试领域，具体而言，涉及一种变流器柜的电气性能测试系统及方法。

背景技术

内燃机车主辅一体变流器柜，简称变流器柜，是内燃机车的核心。变流器柜工作时将柴油机发出的不可控的交流电通过转化为电压和频率都可控的交流电供给内燃机车的牵引电机，同时，变流器柜还包含各种辅助变流模块，用于给各种车载辅助设备供电。

变流器柜在厂家组装布线完成后需要完成出厂例行试验。传统的做法是搭建一个模拟车上各种负载和工况的试验台来完成试验。采用这种方式模拟机车的负载试验时，需要给变流柜输入额定的功率，输出额定的功率，这种情况下，需要功率较大的试验电源和试验负载。而这些大功率的电源和负载设备均非常昂贵，高电压和大电流测试会消耗大量电能，同时还需要昂贵的安全防护资源来确保试验的安全性，并且试验的员工操作相对复杂。这些因素导致变流器柜批量生产较为困难，同时该方法在也不符合国家倡导节能减排的要求。因此，目前需要构建一个降低测试能耗的变流器柜测试系统来对变流器柜的电气性能进行测试。

发明内容

本发明提供了一种变流器柜的电气性能测试系统及方法，用以解决现有技术中变流器柜的电气性能测试能耗较高的问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种变流器柜的电气性能测试系统，包括：工控机，与变流器柜以及电气测试设备相连，用于根据需要测试的变流器柜的电气性能向电气测试设备发送控制信号，并根据电气设备的测试数据确定测试结果；电气测试设备，用于根据控制信号向变流器柜输出激励信号，并根据变流器柜的响应消息进行电气特性测试，得到测试数据。

其中，上述电气测试设备为查线测试设备，用于根据工控机发出的查线测试控制信号输出电压或电流信号给变流器柜，接收变流器柜的查线测试响应信号，根据查线测试响应信号进行查线测试。

其中，上述电气测试设备为介电测试设备，用于根据工控机的介电测试控制信号输出电压或电流信号给变流器柜，接收变流器柜的介电测试响应信号，并根据介电测试响应信号进行介电测试。

其中，上述电气测试设备为变流器柜的功能测试设备，用于根据工控机的功能测试控制信号输出电压或电流信号给变流器柜，接收变流器柜的功能测试响应信号，并根据功能测试响应信号进行功能测试。

其中，上述电气测试设备包括：

查线测试设备、介电测试设备以及功能测试设备；

查线设备用于根据工控机的查线测试控制信号向变流器柜发送激励信号，并根据变流器柜的响应消息测试变流器柜内的导线的状态；

介电测试设备用于根据工控机的介电测试信号向变流器柜发送激励信号，并根据变流器柜的响应消息测试变流器柜的介电特性；

功能测试设备用于根据工控机的介电测试信号向变流器柜发送激励信号，并根据变流器柜的响应消息测试变流器柜的各功能是否正常。

其中，上述变流器柜功能测试至少进行以下一种测试：上电试验、电源试验、模拟输入和输出试验、接触器试验、反馈和保护电路试验、牵引参数试验、逆变器模块检测和放电试验以及通讯试验。

进一步地，上述系统还包括：通信装置，与变流器柜以及工控机相连，用于工控机与变流器柜进行通信。

其中，上述通信装置为内燃机车自带的通讯装置。

进一步地，上述系统还包括：自动升降工装台架，包括路由设备，用于将电气测试设备发出的激励信号传输至变流器柜，并将变流器柜的响应消息传输至电气测试设备。

根据本发明的另一个方面，提供了一种变流器柜的电气性能测试方法，包括：向电气测试设备发送控制信号，控制电气测试设备输出测试所需的激励信号给变流器柜；接收电气测试设备测试得到的变流器柜的电气性能测试数据；将电气性能测试数据与对应的预设值进行比较；根据比较结果确定变流器柜的电气性能测试结果。

其中，上述控制信号包括：变流器柜查线测试信号、变流器柜介电测试信号以及变流器柜功能测试信号。

本发明的变流器柜的电气性能测试系统，由于系统中的工控机根据需要测试的变流器柜的电气性能向电气测试设备发送控制信号，控制电气测试设备输出激励信号给变流器柜，变流器柜会对接收到的激励信号做出响应，进而可以实现通过电气测试设备输出的激励信号进行模拟测试，与传统测试方式相比，操作较为简单，能耗较低。同时，电气测试设备根据变流器柜的响应消息自动进行电气特性测试，可以得到测试数据，然后工控机根据电气测试设备的测试数据确定测试结果。这一系列测试仅仅需要电气测试设备与工控机的相互配合即可完成，且最终在工控机端可直接得到变流器柜电气性能测试结果，便于对结果进行分析，从而得到的测试结果为变流器柜的批量生产提供了依据。

附图说明

图1是本发明变流器柜的电气性能测试系统应用于变流器柜电气性能测试的示意图；

图2是本发明的变流器柜的电气性能测试系统对变流器柜进行查线测试的示意图；

图3是本发明的变流器柜的电气性能测试系统对变流器柜进行介电测试的示意图；

图4是本发明的变流器柜的电气性能测试系统对变流器柜进行功能测试的示意图；

图5是本发明变流器柜的电气性能测试方法流程图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明实施例作进一步详细的说明。

本发明中涉及到的变流器柜为内燃机车主辅一体变流器柜，以下简称变流器柜。

图1是本发明变流器柜的电气性能测试系统应用于变流器柜电气性能测试的示意图。

如图1所示，该变流器柜的电气性能测试系统包括工控机11以及电气测试设备12，其中工控机11与变流器柜13以及电气测试设备12相连，用于根据需要测试的变流器柜13的电气性能向电气测试设备12发送控制信号，并根据电气设备12的测试数据确定测试结果；电气测试设备12用于根据控制信号向变流器柜13输出激励信号，并根据变流器柜13的响应消息进行电气特性测试，得到测试数据。

其中，上述激励信号为与需要测试的变流器柜的电气特性一一对应的电压或电流信号，例如，需要对变流器柜进行介电测试，则激励信号就是用于介电测试的电压或电流信号。接收到这些信号变流器柜会做出相应的响应，电气测试设备根据这些响应信号进行自动测试，可以得出测试数据，工控机根据测试数据可以分析出故障信息。

其中上述测试系统还可以包括用于变流器柜与工控机进行通信的通信装置，为了减少测试开销，该通信装置可以使用内燃机车自带的通讯装置，通过刷写相应试验程序可以配合完成测试过程中的通讯功能。

此外，上述系统还可以包括自动升降工装台架，该台架包括路由设备，用于实现电气测试设备与变流器柜之间的激励信号传输功能，该台架可以为钢结构，能够承受变流器柜的所有重量，其上可以设置有辅助导入的斜坡设计，能实现变流器柜的吊放。

其中，为了通过上述电气性能测试系统对变流器柜的多种电气性能参数进行测试，上述电气测试设备可以采用具有查线测试、介电测试以及变流器柜功能测试等多种功能的电气测试设备。以下对具有不同测试功能的电气测试设备一一进行说明。

如图2所示，上述电气测试设备可以为查线测试设备，用于对变流器柜进行查线测试，以测试变流器柜内的导线是否导通、是否存在多余的导线以及是否遗漏导线。如图2所示，该查线测试设备21根据工控机24的发出的查线测试控制信号输出电压或电流信号，这些信号通过测试线束26后由自动升降工装台架22传输给变流器柜23，变流器柜23会对这些电流信号或电压信息做出相应的响应，该测试设备21接收变流器柜23的响应信号进行自动查线测试，得到查线测试结果，并将测试结果发送给工控机24，其中工控机24可以通过通讯装置25与变流器柜23进行通信，获取相关信息，工控机24根据测试结果以及相关信息进行判断，确定变流器柜23的故障情况，如果出现故障，工控机24上会显示辅助故障排查信息，给故障排查人员提供参考，有利于快速排查故障。

需要说明的是，该查线设备21具有根据响应信号确定变流器柜内的各导线的具体导通情况以及确定变流器柜内具体位置是否存在导线的实际情况的功能的测试设备。该设备实现了自动查线，与目前普遍采用的手动查线或不查线的方式相比，自动查线避免了手动查线的错线、漏线和多线的情况，同时也提高了查线测试的准确率和效率。

如图3所示，其中，上述电气测试设备可以为介电测试设备，用于对变流器柜进行介电测试，以测试变流器柜的介电性能。该介电测试设备31可以是具有介电测试功能的任何设备，具体地，该测试设备31根据工控机32的介电测试控制信号输出电压或电流信号给变流器柜33，变流器柜33会对接收到的电流或电压信号做出响应，该测试设备31接收介电测试的响应信号，根据响应信号进行介电测试。试验时，测试人员只需要将变流器柜内需要测量的点通过测试线束连接至测试板34，测试板34为可以将各线束集中到一起的电气元件，然后将介电测试设备连接至测试板34，即可开始变流器柜的介电测试，其中，测试板34上可以设有专用的卡勾，以便测试人员进行测试接线。

如图4所示，其中，上述电气测试设备还可以为变流器柜功能测试设备，用于测试变流器柜的各功能是否正常，其中这些试验包括：上电试验、电源试验、模拟输入和输出试验、接触器试验、反馈和保护电路试验、牵引参数试验、逆变器模块检测和放电试验、通讯试验。其中工控机41可以控制变流器柜功能测试设备45输出与需要测试的功能对应的各激励信号给变流器柜42，这些激励信号通过功能测试线束43后，由自动升降工装台架44的路由设备传输给变流器柜42，变流器柜42接收到各种激励信号后，会对各激励信号做出响应，各响应消息通过功能测试线束43后通过自动升降工装台架44传输给测试设备45。测试设备45根据响应消息进行变流器柜的功能测试，得到测试数据并将测试数据发送给工控机41，其中工控机41可以通过通讯装置46与变流器柜42进行通信，获取相关信息，工控机41根据测试结果以及相关信息进行判断，确定变流器柜42的故障情况，如果出现故障，工控机41上会显示辅助故障排查信息，给故障排查人员提供参考，有利于快速排查故障。该通信装置可以使用内燃机车自带的通讯装置，通过刷写相应试验程序可以配合完成测试过程中的通讯功能。

工控机41则将测试数据与预先保存的预设值进行比较，以确定变流器柜41的各种功能是否正常。

该电气测试设备可以在模拟变流器柜功能测试方法中使用的均为模拟电压，通过该设备中编写的自动测试程序可以实现对变流器柜各项功能的自动测试。该测试设备节约了测试的成本，同时也提高了测试效率。

需要说明的是，上述变流器柜的电气特性测试系统还可以是包括上述查线测试设备、介电测试设备以及功能测试设备的综合测试系统。通过在工控机上编写专用的查线测试程序、介电测试程序以及变流器柜功能测试程序，该综合系统可以根据工控机的控制信号完成变流器柜的查线测试、介电测试以及功能测试，从而实现对变流器柜的综合测试，并且测试后可以在工控机上显示辅助故障排查信息，给故障排查人员提供参考信息，有助于快速排查故障。

本发明还提供了一种变流器柜的电气性能测试方法，图5是该方法的流程图。

如图5所示，该方法包括以下步骤：

步骤501：向电气测试设备发送控制信号，控制电气测试设备输出测试所需的激励信号给变流器柜；

步骤502：接收电气测试设备测试得到的变流器柜的电气性能测试数据；

步骤503：将电气性能测试数据与对应的预设值进行比较；

步骤504：根据比较结果确定变流器柜的电气性能测试结果。

其中，上述步骤501至步骤504可以由工控机来执行，具体地，可以是在设置在工控机中的程序来控制工控机执行。具体地，可以通过工控机中的程序来控制工控机执行。

为了使用户能够更加直观地获得测试结果，当测试结果表明变流器柜发生故障时，可以在工控机上显示故障信息，以便故障排查人员进行相关操作。

其中，上述控制信号可以包括变流器柜查线测试信号、变流器柜介电测试信号以及变流器柜功能测试信号。根据控制信号的不同，电气测试设备向变流器柜发出不同的激励信号，也就是说，测试设备发出的激励信号与变流器柜需要进行的测试时一一对应的。这些激励信号通过功能测试线束后，由自动升降工装台架的路由设备传输给变流器柜，变流器柜接收到这些激励信号后，会对各激励信号做出响应并发出响应消息，各响应消息通过功能测试线束后通过自动升降工装台架传输给测试设备。测试设备根据响应消息进行测试，得到测试数据并将测试数据发送给工控机，工控机则根据这些测试数据来判断变流器柜的状态。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (11)

1.一种变流器柜的电气性能测试系统，其特征在于，包括：

工控机，与变流器柜以及电气测试设备相连，用于根据需要测试的变流器柜的电气性能向电气测试设备发送控制信号，并根据所述电气设备的测试数据确定测试结果；

所述电气测试设备，用于根据所述控制信号向变流器柜输出激励信号，并根据所述变流器柜的响应消息进行电气特性测试，得到测试数据。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电气测试设备为查线测试设备，用于根据所述工控机发出的查线测试控制信号输出电压或电流信号给所述变流器柜，接收所述变流器柜的查线测试响应信号，根据所述查线测试响应信号进行查线测试。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电气测试设备为介电测试设备，用于根据所述工控机的介电测试控制信号输出电压或电流信号给所述变流器柜，接收所述变流器柜的介电测试响应信号，并根据所述介电测试响应信号进行介电测试。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电气测试设备为变流器柜的功能测试设备，用于根据所述工控机的功能测试控制信号输出电压或电流信号给所述变流器柜，接收所述变流器柜的功能测试响应信号，并根据所述功能测试响应信号进行功能测试。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电气测试设备包括：

查线测试设备、介电测试设备以及功能测试设备；

所述查线设备用于根据所述工控机的查线测试控制信号向所述变流器柜发送激励信号，并根据所述变流器柜的响应消息测试所述变流器柜内的导线的状态；

所述介电测试设备用于根据所述工控机的介电测试信号向所述变流器柜发送激励信号，并根据所述变流器柜的响应消息测试所述变流器柜的介电特性；

所述功能测试设备用于根据所述工控机的介电测试信号向所述变流器柜发送激励信号，并根据所述变流器柜的响应消息测试所述变流器柜的各功能是否正常。

6.根据权利要求4或5所述的系统，其特征在于，所述变流器柜功能测试至少进行以下一种测试：上电试验、电源试验、模拟输入和输出试验、接触器试验、反馈和保护电路试验、牵引参数试验、逆变器模块检测和放电试验以及通讯试验。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

通信装置，与所述变流器柜以及所述工控机相连，用于所述工控机与所述变流器柜进行通信。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述通信装置为内燃机车自带的通讯装置。

9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

自动升降工装台架，包括路由设备，用于将所述电气测试设备发出的激励信号传输至变流器柜，并将所述变流器柜的响应消息传输至所述电气测试设备。

10.一种变流器柜的电气性能测试方法，其特征在于，包括：

向电气测试设备发送控制信号，控制所述电气测试设备输出测试所需的激励信号给变流器柜；

接收所述电气测试设备测试得到的变流器柜的电气性能测试数据；

将所述电气性能测试数据与对应的预设值进行比较；

根据比较结果确定所述变流器柜的电气性能测试结果。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述控制信号包括：

变流器柜查线测试信号、变流器柜介电测试信号以及变流器柜功能测试信号。

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