華意電力是一家專(zhuān)業(yè)研發(fā)生產(chǎn)數字兆歐表的廠(chǎng)家，本公司生產(chǎn)的數字兆歐表設備在行業(yè)內都廣受好評，以打造最具權威的“數字兆歐表“高壓設備供應商而努力。

  列車(chē)上的供電系統主要包括48V或110V直流系統和380V或600V交流供電系統,供電線(xiàn)路的絕緣狀態(tài)一直是列車(chē)安全運行重要因素之一,列車(chē)每次進(jìn)出庫都要進(jìn)行電力線(xiàn)的絕緣檢測,而我國現有鐵路上普遍采取兆歐表 (搖表)進(jìn)行設備絕緣數據的檢測,由于兆歐表每次只能測量?jì)删€(xiàn)間的絕緣值,而且需要人工記錄,對列車(chē)干線(xiàn)的U、V、W、N、P向線(xiàn)需要人工組合才能進(jìn)行測量、記錄,因此利用兆歐表來(lái)檢測列車(chē)供電線(xiàn)路的絕緣值非常的不方便,其已不能適應當前高速鐵路發(fā)展和鐵路智能運輸系統(Railway Intelligent TransportSystem, RITS)發(fā)展的需要。目前,在國內外,不斷出現了基于單片機技術(shù)的數字化兆歐表,其原理都是以單片機為控制模塊,直流高壓為測量電源, A/D轉換器實(shí)現模擬信號到數字信號的轉換,并實(shí)現數字顯示。由于其功能比較單一,針對性不強,不便于鐵路運輸的網(wǎng)絡(luò )化和智能化管理,因此,本文以單片機為主控制器,采用雙積分式AD轉化芯片ICL7135,開(kāi)發(fā)了一套專(zhuān)用于鐵路列車(chē)的便攜式智能數字兆歐表,利用電橋法消除直流高壓本身的影響,通過(guò)繼電器的排列組合可以實(shí)現列車(chē)交流供電線(xiàn)路U、V、W、N、P向之間的任意兩線(xiàn)間絕緣值,該表采用鎳氫電池供電使其體積小,攜帶方便,通過(guò)低功耗設計使其使用時(shí)間長(cháng),具有自動(dòng)記錄功能、與PC通訊功能、智能報捷功能、非線(xiàn)性補償功能、顯示直觀(guān)和數據精確度高等優(yōu)點(diǎn)。

1　硬件電路設計與實(shí)現

  數字兆歐表主要由直流高壓模塊、繼電器陣列、取樣電路、數據采集與控制、LCD顯示與鍵盤(pán)、數據保存和USB通訊等7大部分組成,其原理框圖如圖1所示。具體的工作原理為:直流高壓經(jīng)過(guò)繼電器陣列,施加到被測電源線(xiàn)的兩向間,取樣電路的電信號經(jīng)過(guò)ICL7135數據采集轉化為數字信號,單片機將數字信號進(jìn)行計算,轉化為絕緣值,同時(shí)進(jìn)行數據保存、報捷判斷,同時(shí)根據設置進(jìn)行換向檢測,直到把各個(gè)向間的絕緣值全部檢測完為止。

1. 1　直流高壓模塊

  數字兆歐表測量的基本原理與兆歐表(搖表)類(lèi)似,兆歐表(搖表)是利用手搖發(fā)電機產(chǎn)生高壓進(jìn)行測量,其輸出的額定電壓為500 V(轉速為120r/min),而數字兆歐表對此做了一些改進(jìn),采用直流高壓模塊代替手搖發(fā)電機,這就避免了由于手搖轉速不夠引起的高壓的不穩定問(wèn)題,針對鐵路列車(chē)的要求,特別將高壓模塊的額定電壓設置為500V/1kV兩擋可調,對不同的線(xiàn)路選擇不同的測量電壓。電路如圖2所示,高壓模塊電壓輸入Vin是12V,利用V5/10位控制繼電器S2選擇R49或R50來(lái)確定輸出電壓Vout為500V還是1kV,對于380V或600V交流供電線(xiàn)路采用1kV高壓測量,而對于列車(chē)48V或110V直流供電線(xiàn)路采用500V高壓測量, R/S是高壓模塊的電壓轉化的起停控制位。

1. 2　繼電器陣列

  數字兆歐表主要是用來(lái)檢測列車(chē)供電線(xiàn)路絕緣情況的,特別是其交流線(xiàn)路,按照規定列車(chē)交流供電線(xiàn)路一般是380V或600V,且有U、V、W、N向,在檢測絕緣時(shí)除了要求檢測任意兩向之間的電阻值外,還需要各向對列車(chē)外殼P的電阻值,這樣一共就有5向10種組合電阻值,因此采用繼電器陣列來(lái)實(shí)現各向間的組合測量。電路如圖3所示,當繼電器U1和V2閉合時(shí)就檢測U和V向間的絕緣值,其它的向間值類(lèi)似,這樣利用繼電器陣列,通過(guò)表的Port1接口與列車(chē)上U、V、W、N、P線(xiàn)一一對應連接就可以循環(huán)檢測各向間的絕緣值,避免使用搖表需要人工切換的過(guò)程。