模擬過(guò)分相試驗(yàn)檢測(cè)

在現(xiàn)代電氣化鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)中，電力機(jī)車(chē)或動(dòng)車(chē)組通過(guò)接觸網(wǎng)供電的分相絕緣區(qū)段（俗稱“電分相”）是一個(gè)關(guān)鍵且復(fù)雜的過(guò)程。過(guò)分相期間，機(jī)車(chē)需要經(jīng)歷短暫的斷電惰行、切換系統(tǒng)狀態(tài)（如斷開(kāi)主斷路器、投入備用輔助電源等）、再重新投入電網(wǎng)取電等一系列動(dòng)作。這一過(guò)程是否平穩(wěn)、可靠、快速，直接關(guān)系到列車(chē)運(yùn)行的安全性、乘客舒適度以及供電系統(tǒng)與車(chē)載設(shè)備的壽命。為了在實(shí)際運(yùn)行前充分驗(yàn)證和評(píng)估機(jī)車(chē)車(chē)輛及其自動(dòng)過(guò)分相系統(tǒng)（如車(chē)載自動(dòng)過(guò)分相裝置、地面磁感應(yīng)裝置等）的性能、邏輯準(zhǔn)確性和設(shè)備耐受能力，“模擬過(guò)分相試驗(yàn)檢測(cè)”成為研發(fā)、型式試驗(yàn)及出廠檢驗(yàn)中至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。

模擬過(guò)分相試驗(yàn)的核心在于在實(shí)驗(yàn)室或?qū)Ｓ迷囼?yàn)線上，利用專門(mén)的設(shè)備和技術(shù)手段，真實(shí)地復(fù)現(xiàn)列車(chē)通過(guò)實(shí)際電分相區(qū)段時(shí)的電氣環(huán)境變化（主要是接觸網(wǎng)電壓的相位、幅值變化或消失/重現(xiàn)）及位置觸發(fā)信號(hào)（如地面磁鐵信號(hào)）。通過(guò)這種模擬，可以在可控、可重復(fù)的條件下，系統(tǒng)地檢測(cè)和記錄機(jī)車(chē)的各項(xiàng)關(guān)鍵響應(yīng)指標(biāo)，評(píng)估其自動(dòng)過(guò)分相功能的準(zhǔn)確性和可靠性，識(shí)別潛在的設(shè)計(jì)缺陷或配置問(wèn)題，確保在真實(shí)線路上的安全無(wú)故障運(yùn)行。

該試驗(yàn)涉及多個(gè)層面的性能評(píng)估，從最基礎(chǔ)的邏輯動(dòng)作正確性，到電氣參數(shù)變化的適應(yīng)性，再到對(duì)整個(gè)列車(chē)系統(tǒng)（特別是輔助供電系統(tǒng)、牽引變流器、主斷路器等關(guān)鍵部件）的沖擊和影響。因此，構(gòu)建一套科學(xué)、全面、精確的模擬過(guò)分相試驗(yàn)檢測(cè)體系，配備相應(yīng)的儀器設(shè)備，并遵循嚴(yán)格的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)和方法，是保證試驗(yàn)有效性和結(jié)論可靠性的基礎(chǔ)。

主要檢測(cè)項(xiàng)目

模擬過(guò)分相試驗(yàn)檢測(cè)的核心在于評(píng)估系統(tǒng)在模擬電分相環(huán)境下的綜合表現(xiàn)，主要檢測(cè)項(xiàng)目包括：

• 操作時(shí)序準(zhǔn)確性： 檢測(cè)自動(dòng)過(guò)分相裝置的觸發(fā)、主斷路器斷開(kāi)/閉合、輔助系統(tǒng)切換（如投入/切除劈相機(jī)或輔助變流器備用模式）等動(dòng)作的時(shí)間點(diǎn)、順序及持續(xù)時(shí)間是否符合設(shè)計(jì)要求。
• 速度適應(yīng)性： 在不同運(yùn)行速度下（低速、中速、高速），測(cè)試自動(dòng)過(guò)分相功能的可靠性和動(dòng)作一致性。
• 電氣性能：
  • 過(guò)電壓/過(guò)電流： 檢測(cè)過(guò)分相過(guò)程中主斷路器開(kāi)斷、閉合時(shí)在牽引變壓器、牽引變流器等關(guān)鍵部件上產(chǎn)生的過(guò)電壓和涌流峰值及其持續(xù)時(shí)間。
  • 網(wǎng)壓波動(dòng)適應(yīng)性： 模擬不同幅值和相位的網(wǎng)壓跌落與恢復(fù)，檢測(cè)機(jī)車(chē)控制系統(tǒng)及輔助電源系統(tǒng)維持正常工作的能力。
  • 零壓/失壓時(shí)間： 測(cè)量機(jī)車(chē)實(shí)際經(jīng)歷的斷電時(shí)長(zhǎng)及其波動(dòng)范圍。
• 輔助供電系統(tǒng)穩(wěn)定性： 重點(diǎn)檢測(cè)過(guò)分相期間，依賴輔助變流器或劈相機(jī)維持的通風(fēng)、冷卻、控制電源等輔助負(fù)載的電壓、頻率波動(dòng)范圍及恢復(fù)特性，確保關(guān)鍵設(shè)備（如主變流器冷卻風(fēng)扇、控制計(jì)算機(jī)）不因短暫斷電而停機(jī)或損壞。
• 電磁兼容性(EMC)： 評(píng)估過(guò)分相操作（特別是主斷路器動(dòng)作）產(chǎn)生的瞬態(tài)電磁干擾對(duì)車(chē)載其他敏感電子設(shè)備的影響。
• 系統(tǒng)恢復(fù)性能： 檢測(cè)重新投入電網(wǎng)后，牽引力/制動(dòng)力恢復(fù)的平滑性、快速性以及有無(wú)沖擊。
• 故障診斷與保護(hù)： 驗(yàn)證在模擬過(guò)分相過(guò)程中或完成后，相關(guān)保護(hù)裝置（如網(wǎng)壓異常保護(hù)、輔逆故障保護(hù)等）是否能正確動(dòng)作或不誤動(dòng)作。

關(guān)鍵檢測(cè)儀器

精確測(cè)量和記錄模擬過(guò)分相過(guò)程中的各類參數(shù)需要依賴專業(yè)的儀器設(shè)備：

• 高精度動(dòng)態(tài)錄波儀/功率分析儀： 這是核心設(shè)備，要求具有高采樣率（通常需MHz級(jí)）、多通道同步采集能力、高精度電壓/電流傳感器接口。用于實(shí)時(shí)記錄：
  • 接觸網(wǎng)電壓（原邊電壓）波形、有效值、相位。
  • 機(jī)車(chē)原邊電流波形、有效值。
  • 牽引變流器直流環(huán)節(jié)電壓、電流。
  • 輔助電源系統(tǒng)輸入/輸出電壓、電流（AC/DC）。
  • 關(guān)鍵控制信號(hào)（如主斷路器狀態(tài)信號(hào)、過(guò)分相裝置觸發(fā)信號(hào)、保護(hù)信號(hào)）。
• 接觸網(wǎng)電壓模擬發(fā)生器： 用于在實(shí)驗(yàn)室或地面試驗(yàn)臺(tái)精確模擬電分相區(qū)前后接觸網(wǎng)電壓的幅值、頻率和相位變化（包括零壓狀態(tài)）。要求輸出功率足夠，波形質(zhì)量高，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快。
• 位置/速度信號(hào)模擬裝置： 模擬地面磁鐵信號(hào)（對(duì)于磁感式過(guò)分相）或基于GPS/北斗的位置觸發(fā)信號(hào)（對(duì)于位置預(yù)測(cè)式過(guò)分相）。
• 高速數(shù)據(jù)記錄儀/車(chē)載故障診斷系統(tǒng)： 用于記錄機(jī)車(chē)控制系統(tǒng)內(nèi)部的總線數(shù)據(jù)、狀態(tài)變量、故障代碼等，以便分析邏輯動(dòng)作和控制策略。
• 輔助測(cè)量設(shè)備： 包括高精度示波器（用于瞬態(tài)波形細(xì)節(jié)捕捉）、溫度記錄儀（監(jiān)測(cè)關(guān)鍵部件溫升）、振動(dòng)噪聲測(cè)試系統(tǒng)（可選，評(píng)估機(jī)械沖擊）等。

檢測(cè)方法

模擬過(guò)分相試驗(yàn)檢測(cè)的實(shí)施方法根據(jù)試驗(yàn)場(chǎng)地（實(shí)驗(yàn)室臺(tái)架、靜止地面試驗(yàn)線、動(dòng)態(tài)試驗(yàn)線）有所不同，但核心思路一致：

1. 構(gòu)建模擬環(huán)境：
   • 實(shí)驗(yàn)室/地面臺(tái)架： 使用接觸網(wǎng)電壓模擬發(fā)生器取代實(shí)際電網(wǎng)，為機(jī)車(chē)提供可編程的電壓波形（包括正常供電、分相區(qū)壓降/零壓、恢復(fù)供電）。通過(guò)位置信號(hào)模擬裝置觸發(fā)車(chē)載過(guò)分相系統(tǒng)。
   • 試驗(yàn)線： 在專門(mén)鋪設(shè)了地面磁鐵或安裝了位置觸發(fā)信標(biāo)的試驗(yàn)線上，機(jī)車(chē)以不同速度實(shí)際運(yùn)行通過(guò)模擬分相區(qū)段。可能需要臨時(shí)斷開(kāi)部分接觸網(wǎng)或使用專用開(kāi)關(guān)設(shè)備制造零壓區(qū)。
2. 配置儀器與連接： 在機(jī)車(chē)的關(guān)鍵電氣節(jié)點(diǎn)（如受電弓后、主斷路器前后、牽引變壓器次邊、變流器直流環(huán)節(jié)、輔助電源輸入/輸出端等）安裝電壓、電流傳感器。連接并同步所有測(cè)試儀器（錄波儀、數(shù)據(jù)記錄儀等）。設(shè)置好觸發(fā)條件（通常以位置信號(hào)或模擬的網(wǎng)壓變化點(diǎn)為觸發(fā)源）。
3. 執(zhí)行測(cè)試：
   • 固定速度點(diǎn)測(cè)試：在選定的一系列速度點(diǎn)（如30km/h, 80km/h, 160km/h, 最高速度等）重復(fù)進(jìn)行模擬過(guò)分相操作。
   • 變速度測(cè)試：在速度變化過(guò)程中進(jìn)行過(guò)分相，評(píng)估速度波動(dòng)對(duì)系統(tǒng)的影響。
   • 邊界條件測(cè)試：模擬接近裝置設(shè)計(jì)邊界的情況，如極低網(wǎng)壓恢復(fù)、極短零壓時(shí)間、異常位置觸發(fā)等。
   • 多次連續(xù)操作：重復(fù)進(jìn)行多次過(guò)分相操作，檢驗(yàn)系統(tǒng)穩(wěn)定性和部件耐受疲勞能力。
4. 數(shù)據(jù)采集與分析： 測(cè)試過(guò)程中同步記錄所有預(yù)設(shè)通道的數(shù)據(jù)。測(cè)試結(jié)束后，重點(diǎn)分析：
   • 動(dòng)作時(shí)序圖：繪制關(guān)鍵信號(hào)（位置觸發(fā)、主斷分/合、輔切投入、網(wǎng)壓變化）的時(shí)間關(guān)系，判斷時(shí)序邏輯正確性。
   • 電氣參數(shù)波形：分析過(guò)電壓/過(guò)電流峰值、持續(xù)時(shí)間、能量；分析輔助電源電壓跌落深度、恢復(fù)時(shí)間及波形失真度。
   • 系統(tǒng)響應(yīng)：評(píng)估牽引力/制動(dòng)力恢復(fù)曲線、是否有沖擊、控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性（有無(wú)振蕩）。
   • 故障記錄與診斷：檢查有無(wú)相關(guān)故障代碼記錄，分析故障原因。

檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

模擬過(guò)分相試驗(yàn)檢測(cè)需嚴(yán)格遵循相關(guān)國(guó)家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，確保測(cè)試的規(guī)范性和結(jié)果的可比性、權(quán)威性。主要標(biāo)準(zhǔn)涉及：

• GB/T 25119-2021 《軌道交通 機(jī)車(chē)車(chē)輛電子裝置》： 該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了機(jī)車(chē)車(chē)輛電子設(shè)備（包括自動(dòng)過(guò)分相裝置）的環(huán)境條件、試驗(yàn)方法（包含電磁兼容、電氣騷擾試驗(yàn)等）和性能要求，是基礎(chǔ)性標(biāo)準(zhǔn)。
• TB/T 3437-2016 《機(jī)車(chē)車(chē)輛自動(dòng)過(guò)分相系統(tǒng)》： 這是針對(duì)機(jī)車(chē)車(chē)輛自動(dòng)過(guò)分相系統(tǒng)的專門(mén)鐵路行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。它詳細(xì)規(guī)定了：

  檢測(cè)機(jī)構(gòu)資質(zhì)證書(shū)

  

  CMA認(rèn)證

  檢驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)資質(zhì)認(rèn)定證書(shū)

  證書(shū)編號(hào)：241520345370

  有效期至：2030年4月15日

  

  CNAS認(rèn)可

  實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可證書(shū)

  證書(shū)編號(hào)：CNAS L22006

  有效期至：2030年12月1日

  

  ISO認(rèn)證

  質(zhì)量管理體系認(rèn)證證書(shū)

  證書(shū)編號(hào)：ISO9001-2024001

  有效期至：2027年12月31日