專利名稱：一種變流器柜的電氣性能測試系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及內(nèi)燃機車的變流器柜的電氣性能測試領(lǐng)域，具體而言，涉及一種變流器柜的電氣性能測試系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
內(nèi)燃機車主輔一體變流器柜，簡稱變流器柜，是內(nèi)燃機車的核心。變流器柜工作時將柴油機發(fā)出的不可控的交流電通過轉(zhuǎn)化為電壓和頻率都可控的交流電供給內(nèi)燃機車的牽引電機，同時，變流器柜還包含各種輔助變流模塊，用于給各種車載輔助設(shè)備供電。變流器柜在廠家組裝布線完成后需要完成出廠例行試驗。傳統(tǒng)的做法是搭建一個模擬車上各種負載和工況的試驗臺來完成試驗。采用這種方式模擬機車的負載試驗時，需要給變流柜輸入額定的功率，輸出額定的功率，這種情況下，需要功率較大的試驗電源和試 驗負載。而這些大功率的電源和負載設(shè)備均非常昂貴，高電壓和大電流測試會消耗大量電能，同時還需要昂貴的安全防護資源來確保試驗的安全性，并且試驗的員工操作相對復(fù)雜。這些因素導(dǎo)致變流器柜批量生產(chǎn)較為困難，同時該方法在也不符合國家倡導(dǎo)節(jié)能減排的要求。因此，目前需要構(gòu)建一個降低測試能耗的變流器柜測試系統(tǒng)來對變流器柜的電氣性能進行測試。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種變流器柜的電氣性能測試系統(tǒng)及方法，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中變流器柜的電氣性能測試能耗較高的問題。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種變流器柜的電氣性能測試系統(tǒng)，包括工控機，與變流器柜以及電氣測試設(shè)備相連，用于根據(jù)需要測試的變流器柜的電氣性能向電氣測試設(shè)備發(fā)送控制信號，并根據(jù)電氣設(shè)備的測試數(shù)據(jù)確定測試結(jié)果；電氣測試設(shè)備，用于根據(jù)控制信號向變流器柜輸出激勵信號，并根據(jù)變流器柜的響應(yīng)消息進行電氣特性測試，得到測試數(shù)據(jù)。其中，上述電氣測試設(shè)備為查線測試設(shè)備，用于根據(jù)工控機發(fā)出的查線測試控制信號輸出電壓或電流信號給變流器柜，接收變流器柜的查線測試響應(yīng)信號，根據(jù)查線測試響應(yīng)信號進行查線測試。其中，上述電氣測試設(shè)備為介電測試設(shè)備，用于根據(jù)工控機的介電測試控制信號輸出電壓或電流信號給變流器柜，接收變流器柜的介電測試響應(yīng)信號，并根據(jù)介電測試響應(yīng)信號進行介電測試。其中，上述電氣測試設(shè)備為變流器柜的功能測試設(shè)備，用于根據(jù)工控機的功能測試控制信號輸出電壓或電流信號給變流器柜，接收變流器柜的功能測試響應(yīng)信號，并根據(jù)功能測試響應(yīng)信號進行功能測試。其中，上述電氣測試設(shè)備包括查線測試設(shè)備、介電測試設(shè)備以及功能測試設(shè)備；
查線設(shè)備用于根據(jù)工控機的查線測試控制信號向變流器柜發(fā)送激勵信號，并根據(jù)變流器柜的響應(yīng)消息測試變流器柜內(nèi)的導(dǎo)線的狀態(tài)；介電測試設(shè)備用于根據(jù)工控機的介電測試信號向變流器柜發(fā)送激勵信號，并根據(jù)變流器柜的響應(yīng)消息測試變流器柜的介電特性；功能測試設(shè)備用于根據(jù)工控機的介電測試信號向變流器柜發(fā)送激勵信號，并根據(jù)變流器柜的響應(yīng)消息測試變流器柜的各功能是否正常。其中，上述變流器柜功能測試至少進行以下一種測試上電試驗、電源試驗、模擬輸入和輸出試驗、接觸器試驗、反饋和保護電路試驗、牽引參數(shù)試驗、逆變器模塊檢測和放電試驗以及通訊試驗。進一步地，上述系統(tǒng)還包括通信裝置，與變流器柜以及工控機相連，用于工控機與變流器柜進行通信。
其中，上述通信裝置為內(nèi)燃機車自帶的通訊裝置。進一步地，上述系統(tǒng)還包括自動升降工裝臺架，包括路由設(shè)備，用于將電氣測試設(shè)備發(fā)出的激勵信號傳輸至變流器柜，并將變流器柜的響應(yīng)消息傳輸至電氣測試設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種變流器柜的電氣性能測試方法，包括向電氣測試設(shè)備發(fā)送控制信號，控制電氣測試設(shè)備輸出測試所需的激勵信號給變流器柜；接收電氣測試設(shè)備測試得到的變流器柜的電氣性能測試數(shù)據(jù)；將電氣性能測試數(shù)據(jù)與對應(yīng)的預(yù)設(shè)值進行比較；根據(jù)比較結(jié)果確定變流器柜的電氣性能測試結(jié)果。其中，上述控制信號包括變流器柜查線測試信號、變流器柜介電測試信號以及變流器柜功能測試信號。本發(fā)明的變流器柜的電氣性能測試系統(tǒng)，由于系統(tǒng)中的工控機根據(jù)需要測試的變流器柜的電氣性能向電氣測試設(shè)備發(fā)送控制信號，控制電氣測試設(shè)備輸出激勵信號給變流器柜，變流器柜會對接收到的激勵信號做出響應(yīng)，進而可以實現(xiàn)通過電氣測試設(shè)備輸出的激勵信號進行模擬測試，與傳統(tǒng)測試方式相比，操作較為簡單，能耗較低。同時，電氣測試設(shè)備根據(jù)變流器柜的響應(yīng)消息自動進行電氣特性測試，可以得到測試數(shù)據(jù)，然后工控機根據(jù)電氣測試設(shè)備的測試數(shù)據(jù)確定測試結(jié)果。這一系列測試僅僅需要電氣測試設(shè)備與工控機的相互配合即可完成，且最終在工控機端可直接得到變流器柜電氣性能測試結(jié)果，便于對結(jié)果進行分析，從而得到的測試結(jié)果為變流器柜的批量生產(chǎn)提供了依據(jù)。


圖I是本發(fā)明變流器柜的電氣性能測試系統(tǒng)應(yīng)用于變流器柜電氣性能測試的示意圖；圖2是本發(fā)明的變流器柜的電氣性能測試系統(tǒng)對變流器柜進行查線測試的示意圖；圖3是本發(fā)明的變流器柜的電氣性能測試系統(tǒng)對變流器柜進行介電測試的示意圖；圖4是本發(fā)明的變流器柜的電氣性能測試系統(tǒng)對變流器柜進行功能測試的示意圖；圖5是本發(fā)明變流器柜的電氣性能測試方法流程圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明實施例作進一步詳細的說明。本發(fā)明中涉及到的變流器柜為內(nèi)燃機車主輔一體變流器柜，以下簡稱變流器柜。圖I是本發(fā)明變流器柜的電氣性能測試系統(tǒng)應(yīng)用于變流器柜電氣性能測試的示意圖。如圖I所示，該變流器柜的電氣性能測試系統(tǒng)包括工控機11以及電氣測試設(shè)備12，其中工控機11與變流器柜13以及電氣測試設(shè)備12相連，用于根據(jù)需要測試的變流器柜13的電氣性能向電氣測試設(shè)備12發(fā)送控制信號，并根據(jù)電氣設(shè)備12的測試數(shù)據(jù)確定測試結(jié)果；電氣測試設(shè)備12用于根據(jù)控制信號向變流器柜13輸出激勵信號，并根據(jù)變流器柜13的響應(yīng)消息進行電氣特性測試，得到測試數(shù)據(jù)。
其中，上述激勵信號為與需要測試的變流器柜的電氣特性一一對應(yīng)的電壓或電流信號，例如，需要對變流器柜進行介電測試，則激勵信號就是用于介電測試的電壓或電流信號。接收到這些信號變流器柜會做出相應(yīng)的響應(yīng)，電氣測試設(shè)備根據(jù)這些響應(yīng)信號進行自動測試，可以得出測試數(shù)據(jù)，工控機根據(jù)測試數(shù)據(jù)可以分析出故障信息。其中上述測試系統(tǒng)還可以包括用于變流器柜與工控機進行通信的通信裝置，為了減少測試開銷，該通信裝置可以使用內(nèi)燃機車自帶的通訊裝置，通過刷寫相應(yīng)試驗程序可以配合完成測試過程中的通訊功能。此外，上述系統(tǒng)還可以包括自動升降工裝臺架，該臺架包括路由設(shè)備，用于實現(xiàn)電氣測試設(shè)備與變流器柜之間的激勵信號傳輸功能，該臺架可以為鋼結(jié)構(gòu)，能夠承受變流器柜的所有重量，其上可以設(shè)置有輔助導(dǎo)入的斜坡設(shè)計，能實現(xiàn)變流器柜的吊放。其中，為了通過上述電氣性能測試系統(tǒng)對變流器柜的多種電氣性能參數(shù)進行測試，上述電氣測試設(shè)備可以采用具有查線測試、介電測試以及變流器柜功能測試等多種功能的電氣測試設(shè)備。以下對具有不同測試功能的電氣測試設(shè)備一一進行說明。如圖2所示，上述電氣測試設(shè)備可以為查線測試設(shè)備，用于對變流器柜進行查線測試，以測試變流器柜內(nèi)的導(dǎo)線是否導(dǎo)通、是否存在多余的導(dǎo)線以及是否遺漏導(dǎo)線。如圖2所示，該查線測試設(shè)備21根據(jù)工控機24的發(fā)出的查線測試控制信號輸出電壓或電流信號，這些信號通過測試線束26后由自動升降工裝臺架22傳輸給變流器柜23，變流器柜23會對這些電流信號或電壓信息做出相應(yīng)的響應(yīng)，該測試設(shè)備21接收變流器柜23的響應(yīng)信號進行自動查線測試，得到查線測試結(jié)果，并將測試結(jié)果發(fā)送給工控機24，其中工控機24可以通過通訊裝置25與變流器柜23進行通信，獲取相關(guān)信息，工控機24根據(jù)測試結(jié)果以及相關(guān)信息進行判斷，確定變流器柜23的故障情況，如果出現(xiàn)故障，工控機24上會顯示輔助故障排查信息，給故障排查人員提供參考，有利于快速排查故障。需要說明的是，該查線設(shè)備21具有根據(jù)響應(yīng)信號確定變流器柜內(nèi)的各導(dǎo)線的具體導(dǎo)通情況以及確定變流器柜內(nèi)具體位置是否存在導(dǎo)線的實際情況的功能的測試設(shè)備。該設(shè)備實現(xiàn)了自動查線，與目前普遍采用的手動查線或不查線的方式相比，自動查線避免了手動查線的錯線、漏線和多線的情況，同時也提高了查線測試的準(zhǔn)確率和效率。如圖3所示，其中，上述電氣測試設(shè)備可以為介電測試設(shè)備，用于對變流器柜進行介電測試，以測試變流器柜的介電性能。該介電測試設(shè)備31可以是具有介電測試功能的任何設(shè)備，具體地，該測試設(shè)備31根據(jù)工控機32的介電測試控制信號輸出電壓或電流信號給變流器柜33，變流器柜33會對接收到的電流或電壓信號做出響應(yīng)，該測試設(shè)備31接收介電測試的響應(yīng)信號，根據(jù)響應(yīng)信號進行介電測試。試驗時，測試人員只需要將變流器柜內(nèi)需要測量的點通過測試線束連接至測試板34，測試板34為可以將各線束集中到一起的電氣元件，然后將介電測試設(shè)備連接至測試板34，即可開始變流器柜的介電測試，其中，測試板34上可以設(shè)有專用的卡勾，以便測試人員進行測試接線。如圖4所示，其中，上述電氣測試設(shè)備還可以為變流器柜功能測試設(shè)備，用于測試變流器柜的各功能是否正常，其中這些試驗包括上電試驗、電源試驗、模擬輸入和輸出試驗、接觸器試驗、反饋和保護電路試驗、牽引參數(shù)試驗、逆變器模塊檢測和放電試驗、通訊試驗。其中工控機41可以控制變流器柜功能測試設(shè)備45輸出與需要測試的功能對應(yīng)的各激勵信號給變流器柜42，這些激勵信號通過功能測試線束43后，由自動升降工裝臺架44的路由設(shè)備傳輸給變流器柜42，變流器柜42接收到各種激勵信號后，會對各激勵信號做出響應(yīng)，各響應(yīng)消息通過功能測試線束43后通過自動升降工裝臺架44傳輸給測試設(shè)備45。測 試設(shè)備45根據(jù)響應(yīng)消息進行變流器柜的功能測試，得到測試數(shù)據(jù)并將測試數(shù)據(jù)發(fā)送給工控機41，其中工控機41可以通過通訊裝置46與變流器柜42進行通信，獲取相關(guān)信息，工控機41根據(jù)測試結(jié)果以及相關(guān)信息進行判斷，確定變流器柜42的故障情況，如果出現(xiàn)故障，工控機41上會顯示輔助故障排查信息，給故障排查人員提供參考，有利于快速排查故障。該通信裝置可以使用內(nèi)燃機車自帶的通訊裝置，通過刷寫相應(yīng)試驗程序可以配合完成測試過程中的通訊功能。工控機41則將測試數(shù)據(jù)與預(yù)先保存的預(yù)設(shè)值進行比較，以確定變流器柜41的各種功能是否正常。該電氣測試設(shè)備可以在模擬變流器柜功能測試方法中使用的均為模擬電壓，通過該設(shè)備中編寫的自動測試程序可以實現(xiàn)對變流器柜各項功能的自動測試。該測試設(shè)備節(jié)約了測試的成本，同時也提高了測試效率。需要說明的是，上述變流器柜的電氣特性測試系統(tǒng)還可以是包括上述查線測試設(shè)備、介電測試設(shè)備以及功能測試設(shè)備的綜合測試系統(tǒng)。通過在工控機上編寫專用的查線測試程序、介電測試程序以及變流器柜功能測試程序，該綜合系統(tǒng)可以根據(jù)工控機的控制信號完成變流器柜的查線測試、介電測試以及功能測試，從而實現(xiàn)對變流器柜的綜合測試，并且測試后可以在工控機上顯示輔助故障排查信息，給故障排查人員提供參考信息，有助于快速排查故障。本發(fā)明還提供了一種變流器柜的電氣性能測試方法，圖5是該方法的流程圖。如圖5所示，該方法包括以下步驟步驟501 :向電氣測試設(shè)備發(fā)送控制信號，控制電氣測試設(shè)備輸出測試所需的激勵信號給變流器柜；步驟502 :接收電氣測試設(shè)備測試得到的變流器柜的電氣性能測試數(shù)據(jù)；步驟503 :將電氣性能測試數(shù)據(jù)與對應(yīng)的預(yù)設(shè)值進行比較；步驟504 :根據(jù)比較結(jié)果確定變流器柜的電氣性能測試結(jié)果。其中，上述步驟501至步驟504可以由工控機來執(zhí)行，具體地，可以是在設(shè)置在工控機中的程序來控制工控機執(zhí)行。具體地，可以通過工控機中的程序來控制工控機執(zhí)行。為了使用戶能夠更加直觀地獲得測試結(jié)果，當(dāng)測試結(jié)果表明變流器柜發(fā)生故障時，可以在工控機上顯示故障信息，以便故障排查人員進行相關(guān)操作。其中，上述控制信號可以包括變流器柜查線測試信號、變流器柜介電測試信號以及變流器柜功能測試信號。根據(jù)控制信號的不同，電氣測試設(shè)備向變流器柜發(fā)出不同的激勵信號，也就是說，測試設(shè)備發(fā)出的激勵信號與變流器柜需要進行的測試時一一對應(yīng)的。這些激勵信號通過功能測試線束后，由自動升降工裝臺架的路由設(shè)備傳輸給變流器柜，變流器柜接收到這些激勵信號后，會對各激勵信號做出響應(yīng)并發(fā)出響應(yīng)消息，各響應(yīng)消息通過功能測試線束后通過自動升降工裝臺架傳輸給測試設(shè)備。測試設(shè)備根據(jù)響應(yīng)消息進行測試，得到測試數(shù)據(jù)并將測試數(shù)據(jù)發(fā)送給工控機，工控機則根據(jù)這些測試數(shù)據(jù)來判斷變流器柜的狀態(tài)。需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用 來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備
所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個......”限定的要素，并不排
除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進等，均包含在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種變流器柜的電氣性能測試系統(tǒng)，其特征在于，包括 工控機，與變流器 柜以及電氣測試設(shè)備相連，用于根據(jù)需要測試的變流器柜的電氣性能向電氣測試設(shè)備發(fā)送控制信號，并根據(jù)所述電氣設(shè)備的測試數(shù)據(jù)確定測試結(jié)果； 所述電氣測試設(shè)備，用于根據(jù)所述控制信號向變流器柜輸出激勵信號，并根據(jù)所述變流器柜的響應(yīng)消息進行電氣特性測試，得到測試數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述電氣測試設(shè)備為查線測試設(shè)備，用于根據(jù)所述工控機發(fā)出的查線測試控制信號輸出電壓或電流信號給所述變流器柜，接收所述變流器柜的查線測試響應(yīng)信號，根據(jù)所述查線測試響應(yīng)信號進行查線測試。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述電氣測試設(shè)備為介電測試設(shè)備，用于根據(jù)所述工控機的介電測試控制信號輸出電壓或電流信號給所述變流器柜，接收所述變流器柜的介電測試響應(yīng)信號，并根據(jù)所述介電測試響應(yīng)信號進行介電測試。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述電氣測試設(shè)備為變流器柜的功能測試設(shè)備，用于根據(jù)所述工控機的功能測試控制信號輸出電壓或電流信號給所述變流器柜，接收所述變流器柜的功能測試響應(yīng)信號，并根據(jù)所述功能測試響應(yīng)信號進行功能測試。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述電氣測試設(shè)備包括 查線測試設(shè)備、介電測試設(shè)備以及功能測試設(shè)備； 所述查線設(shè)備用于根據(jù)所述工控機的查線測試控制信號向所述變流器柜發(fā)送激勵信號，并根據(jù)所述變流器柜的響應(yīng)消息測試所述變流器柜內(nèi)的導(dǎo)線的狀態(tài)； 所述介電測試設(shè)備用于根據(jù)所述工控機的介電測試信號向所述變流器柜發(fā)送激勵信號，并根據(jù)所述變流器柜的響應(yīng)消息測試所述變流器柜的介電特性； 所述功能測試設(shè)備用于根據(jù)所述工控機的介電測試信號向所述變流器柜發(fā)送激勵信號，并根據(jù)所述變流器柜的響應(yīng)消息測試所述變流器柜的各功能是否正常。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述變流器柜功能測試至少進行以下一種測試上電試驗、電源試驗、模擬輸入和輸出試驗、接觸器試驗、反饋和保護電路試驗、牽弓I參數(shù)試驗、逆變器模塊檢測和放電試驗以及通訊試驗。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括 通信裝置，與所述變流器柜以及所述工控機相連，用于所述工控機與所述變流器柜進行通信。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述通信裝置為內(nèi)燃機車自帶的通訊裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括 自動升降工裝臺架，包括路由設(shè)備，用于將所述電氣測試設(shè)備發(fā)出的激勵信號傳輸至變流器柜，并將所述變流器柜的響應(yīng)消息傳輸至所述電氣測試設(shè)備。
10.一種變流器柜的電氣性能測試方法，其特征在于，包括 向電氣測試設(shè)備發(fā)送控制信號，控制所述電氣測試設(shè)備輸出測試所需的激勵信號給變流器柜； 接收所述電氣測試設(shè)備測試得到的變流器柜的電氣性能測試數(shù)據(jù)； 將所述電氣性能測試數(shù)據(jù)與對應(yīng)的預(yù)設(shè)值進行比較； 根據(jù)比較結(jié)果確定所述變流器柜的電氣性能測試結(jié)果。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述控制信號包括變流器柜查線測試信號、變流器柜介電測試信號以及變流器柜功能測試信號。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種變流器柜的電氣性能測試系統(tǒng)及方法，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中變流器柜的測試能耗較高的問題。該系統(tǒng)包括工控機，與變流器柜以及電氣測試設(shè)備相連，用于根據(jù)需要測試的變流器柜的電氣性能向電氣測試設(shè)備發(fā)送控制信號，并根據(jù)電氣設(shè)備的測試數(shù)據(jù)確定測試結(jié)果；電氣測試設(shè)備，用于根據(jù)控制信號向變流器柜輸出激勵信號，并根據(jù)變流器柜的響應(yīng)消息進行電氣特性測試，得到測試數(shù)據(jù)。與傳統(tǒng)測試方式相比，使用本發(fā)明的系統(tǒng)可以使變流器柜的電氣性能測試操作更加簡便，并且能耗較低。
文檔編號G01R31/00GK102914715SQ201210433798
公開日2013年2月6日 申請日期2012年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月2日
發(fā)明者蘇建輝, 李濤, 陳志漫, 余志濤, 張教文, 周洪亮, 耶小方, 言歡, 謝明明, 曹金洲, 屈宏濤 申請人:株洲南車時代電氣股份有限公司