徐永路

摘 要：文章简要介绍了线缆自动测试技术的基本原理，线缆自动测试系统的基本组成和功能，同时对其在动车组制造过程中的应用进行了说明。

关键词：Kelvin电桥测试法；精密电阻；绝缘测试；耐压测试

1 概述

当今国际上已有的线缆自动测试系统主要由北美及欧洲的厂家垄断，供货周期长，价格高昂，操作系统复杂、不能根据用户的实际需求进行定制，不适合中国用户的情况非常明显。基于此种现状，需要对线缆自动测试技术进行更加深入的研究，以便能有更多先进、稳定的线缆自动测试系统在国内设计、制造和应用。

2 测试系统功能

根据通常的线缆测试需求，线缆自动测试系统应具有导通测试、电阻测试、绝缘测试及耐压测试功能，并可将测量结果进行保存及打印，以满足各种线缆的多种测试需求。

3 测试系统组成

测试系统一般分为两部分，一是线缆自动测试系统主机，二是测试系统软件，检测系统主机负责整个测试系统的功能实现，系统软件实现功能操作、数据存储、通讯等功能。

3.1 测试系统主机

线缆自动测试系统具有导通测试、电阻测试、绝缘测试以及耐压测试等测试功能，在绝缘、耐压测试结束后，系统自动放电，确保操作人员安全。

3.1.1 导通测试。导通测试是为了检测线束中是否有导通错误（断/短路、误配线等）。给被测件施加一定电流，测量被测件端点处的电压值和电流值，由测试仪内部对测量结果使用欧姆定律进行换算，得出准确的电阻值。用此电阻值与设定的电阻值进行比较，判定是否符合指标要求。

3.1.2 电阻测试。电阻测试是通过检测出被测回路电阻的微小变化，对接触不良、虚焊等质量隐患提供参考依据，精度高，速度快。电阻测试功能基于多路高精度恒流源和开尔文电桥的四线隔离法测试技术得以实现。开尔文电桥法是利用众所周知的Kelvin电桥测试法进行电阻测量，如图1所示。当被测电阻阻值较小时，利用这种测试方法可获得非常精确的测试结果。这种测试法是利用直接从被测电阻两端读取电压的方法，可以消除测试导线接入误差，尤其是在测短线缆长度时，可补偿线缆测试仪内部的电阻。

3.1.3 绝缘测试。线缆自动测试系统按照行业相关标准对电缆进行快速、安全、完整的绝缘电阻测试，并显示出每一次测试的实际电阻值。绝缘电阻测试可检测出任意不相连回路之间的绝缘电阻以及任意回路与壳体之间的绝缘电阻。通过低压导通测试后，进行绝缘测试。绝缘测试时，测试系统对需要测试的线缆施加一定的电压，其余的线缆将其接到地线上，测量线缆间的电流，如果电流超过设定的电流值，则认为线缆不合格。满足设定的电流值的情况下，测量出此时的绝缘电阻值。

测试方法采用电桥调零法测量，测量原理如图2所示。

测试过程中升压时间、测试时间及测试电压均程控可调。测试过程中，电压采用缓升缓降的方式，对被测线束进行保护，防止被击穿。

3.1.4 耐压测试。线缆自动测试系统按照行业相关标准对线束进行快速、安全、完整的耐压（抗电强度）测试，并显示出每一次测试的漏电流值。

耐压测试可检测出任意不相连回路之间的漏电流值以及任意回路与壳体之间的漏电流值。将一个高于正常工作的电压加在被测设备上，并持续一段规定的时间，如果其间的绝缘性足够好，加在上面的电压就只会产生很小的漏电流。如果一个被测设备在规定的时间内，其漏电电流保持在规定的范围内，就可以确定这个被测设备可以在正常的运行条件下安全运行。

按照IEC61010的规定，测试电压必须在5s内逐渐地上升到所要求的试验电压值，保证试验电压值稳定加在被测绝缘体上不少于5s，此时所测回路的漏电流值与标准规定的泄漏电流阈值相比较，就可以判断被测产品的绝缘性能是否符合标准。测试结束后，试验电压必须在规定的时间内逐渐地降至零。

3.2 控制系统软件

系统软件实现了整个系统中人机交互功能，软件内部集成了系统测试所需的过采样算法、高速导通测试特有算法，所有的测试、保存、数据库操作、报表输出等等都可以通过软件的灵活应用而实现，可以方便的实现二次编程，二次编程将大大提高设备的使用性能，提高实际工作的生产效率。软件系统遵循操作简捷、自动化、智能化的原理。

3.3 安全设计

测试系统为了保证使用过程中的绝对安全，需制定多项防护措施用以确保操作人员的安全及被测件的完好。不仅要在软件设计过程中采取多项安全措施，在硬件结构设计上，测试系统需提供完善的接地隔离系统，保证特殊情况下人员及设备的安全。

4 测试系统应用

在某型号动车组制造过程中，采用了线缆自动测试系统对已经组装完成的电缆进行测试，并取得了良好的效果和经济效益。在使用线缆自动测试系统之前首先需要对动车组所有线缆之间的接线关系和连接方式进行分析和研究，以便根据具体情况配备对应的转接工装；另外还需要对每个线束的电阻参数、绝缘参数、耐压参数等各项测试指标进行分析，以便在线缆自动测试系统的软件中编制相应的测试程序。通过线缆自动测试系统的应用，在动车组制造过程中不再需要人工手动进行绝缘耐压和导通试验，实现了动车组的绝缘耐压和导通试验由人工到自动测试的转变，降低了操作者的劳动强度、提高了生产效率，大大缩短了试验周期，减少了工作量、节约了生产成本，取得了良好的经济效益。

5 结束语

随着对线缆自动测试技术研究的不断深入，部分国内公司生产的线缆自动测试系统已达到或部分超过了欧美等发达国家同类设备的各项技术参数。同时随着越来越多的大型国内制造企业和线束制作企业对线缆自动测试系统的高智能、高精密、高可靠性、以及高效率等优点的不断认识，越来越多的企业开始在生产过程中使用该系统。随着线缆自动测试技术的不断进步，线缆自动测试系统的设计、制造和应用在未来将会有更加广阔的前景。

参考文献

[1]杨奋为.连接器常规电性能检验技术研究[J].机电元件，2001，2.

[2]陈文华.航天电连接器振动可靠性试验与分析[J].航空学报，2003，4.