铁路信号系统防雷元件智能综合测试台论证报告

铁路信号系统防雷元件智能综合测试台论证报告太原铁路局大同电务段陕西齐力铁路电气有限公司2010.10.9-1-铁路信号系统防雷元件智能综合测试台论证报告一、课题提出的理由：随着铁路跨越式的发展，电务系统微机联锁、ZPW－2000A、CTC、TDCS、微机监测、智能电源屏、环境监控、综合防雷系统等大量新技术的运用，使原有的防雷元件设备数量增长了几十倍，因此防雷元件的稳定为铁路信号各种新设备起着保驾护航的作用。铁路防雷许多元件按规定要进行定期检测，这项工作是电务信号系统维修的重要组成部分，因此防雷元件的检测设备必须安全、准确、可靠。我段目前有126种型号近7万多个防雷元件需靠人工测试，测试一个防雷元件大致需要10分钟，因此，每年的测试工作不仅要需大量的人力，而且很难保证检测质量，同时存在不测试直接贴已检测标签的现象，给安全带来一定的隐患，目前国内还没有具有测试类型较全、功能齐全的防雷元件测试台，现有的测试手段存在很多缺陷：1、测试过程比较繁琐，各电气特性需要单独测试，需要测试者具有较高的理论水平，判断测试结果是否合格。2、测试结果无法以报表形式保存，用户需要手动输入测试数据台帐，即使查询以前的测试数据花费极大的时间及精力。3、测试种类或数据不全，且每次只能测试1个防雷元件。4、测试结果不能联网管理。我们研制的铁路信号系统防雷元件智能综合测试台，要彻底解决测试步骤复杂，测试种类不全等一系列问题，为铁路运输的安全提供保障。-2-二、制定技术方案：1、系统构成：铁路信号系统防雷元件智能综合测试台主要是由：模拟雷电冲击电压发生器、控制系统、测量系统、分析系统等构成，产品符合IEC61000-4-5标准和GB/T17626.5标准规定，用以产生1.2/50μS标准雷电冲击电压波、操作波、截波、陡波等冲击电压波，用作铁路信号系统防雷元件的性能测试。2、测试类型：适用于低压阀式避雷器、压敏电阻、金属陶瓷二、三电极放电管、真空避雷管、硒片等过压防护元件参数的测量。3、工作原理：铁路信号系统防雷元件智能综合测试台是为最大峰值为10kV(1.2/50us)/5kA(8/20us)及以下的雷击浪涌冲击试验和测试而设计的智能化控制检测系统，它在技术上采用了可编程控制器和计算机技术，所有的控制和测量功能均自动实现，因而极大地简化了系统组成，大大提高了系统的可靠性，这在高电压、大电流试验中极大地增强了系统的安全性，避免设备可能遭受高压放电瞬态过程的危害。独特的触摸屏操作界面具有良好的人机对话功能，操作过程方便简单，具有智能化的特点。采用PLC可编程控制器和单片机技术，使控制系统实现超小型化及高可靠性能的智能自动控制和测量；并很方便与计算机连接，实现远程计算机智能自动控制、测量和管理（如波形的保存、报告的生成-3-等）。4、研制方案：（1）产品符合IEC61000-4-5标准和GB/T17626.5标准规定，用以产生1.2/50μS和8/20μS组合波，可以用作设备在电源线路、输入输出线路和通讯线路等遭受浪涌冲击时的耐受性能试验。适于引用上述基础标准的产品标准或行业标准，可用来进行雷击浪涌冲击试验。能模拟大气雷电冲击及设备由于开关过程引起的扰动过电压等浪涌。普遍适用于设备的抗雷击浪涌试验。（2）雷击浪涌发生器可以输出标准混合波：在负载开路时，产生的是1.2/50μS冲击电压波；在负载短路时，产生的是8/20μS冲击电流波。开路电压峰值和短路电流峰值比为2Ω。输出波形和浪涌极性可以切换。（3）系统内置三相耦合去耦网络，用作进行各种复合波动作负载试验(包括直流电源供电系统)；也可以不用去耦网络，用作雷击浪涌保护器件的雷击浪涌性能测试。（4）系统内置IEC和GB规定的四种实验等级标准，并可由用户自由设定和保存实验参数（如冲击浪涌电压峰值大小、极性、次数、需迭加的网络、同/异步触发、触发相位等），灵活方便，系统还可自动记忆当前实验的各种状态和设置，当实验未完时，下次启动系统可自动继续进行上次未完的实验，轻松实现一键完成全部实验。（5）恒流充电和PID调节，使充电平稳、精确，输出稳定。（6）独特的采集测量方法，使所有波形均转化为对地(PE)输出，-4-从而实现安全地对冲击浪涌波形进行精确测量、观察。5、测试台功能与特点：（1）低压阀式避雷器工频放电电压；（2）压敏电阻起始电压值、漏电流；（3）放电管点火电压；（4）硒片反向漏电流；（5）绝缘电阻测试；（6）可测量限压击穿、过压点火类元器件的主要参数。（7）压敏电阻测试时，可自动给出精确的1mA恒定电流和0.75U1mA电压。（8）具有高压短路保护、过流保护、自检等功能。（9）测量数据由数字仪表显示,准确度高、可靠性好。（10）可进行5个放电管同时检测。（11）完成压敏电阻与放电管串联导通测试。三、主要技术指标：1、测试台技术参数：（1）供电：AC220±10%50HZ（2）交流电压输出0-300V（3）直流电压输出：0-2000V（4）外形尺寸：1200mm×800mm×1450mm（5）工作温度和湿度：0～＋40℃≤85％RH（6）储存温度和湿度：－10℃～＋50℃≤90％RH-5-2、测试技术指标：（1）压敏电阻测量：技术指标测量范围工作误差测试条件起始动作电压U1mA0~100V≤±2V±1d1mA±5μA101~1700V≤±2%±1d漏电流I0.75U,1mA0.1~199.9μA≤2μA±1d0.75U1mA≤±2%±1d（2）放电管测量：技术指标测量范围工作误差测试条件放电电压20~1700V≤±2%±1d电压上升率100±8V/秒放电电压记忆显示时间1.5~3.5秒四、课题预期达到的目标：（1）一体化的设计使系统更加简便、安全、耐用。（2）关键器件及面板全部采用优质进口器件，质量可靠、外观豪华、操作自如。（3）操作界面采用液晶触摸屏，可灵活编程并进行控制软件升级。界面具有画面提示功能，可实现人机对话，操作方便，不易出错。（4）具有控制、测量、保护、连锁、告警、提示各种功能，可有效地保护人身和系统的安全，并可实现自动控制、程序控制、无人值守，功能可拓展。（5）自动网络迭加切换功能，避免了繁琐的接线。（9）测试台自动调压，具有数据保存、打印以及管理功能。五、课题的年度计划2010年10月至12月提出细化实施方案及测试内容和技术指标，-6-进行成本核算。2011年1月3月产品研制方案确定及产品试制。2011年4月10月产品测试、现场试用，完善产品。2011年11月12月进行费用核算，完成鉴定。六、经费概算：本课题申请的项目类别为A类；总计：149130元。序号物资名称规格型号数量单价（元）总计（元）1箱体1450045002工业计数机研华1680068003显示器19英寸宽屏三星1160016004PLC主机H2u-3232MR1680068005PLC扩展模块H2u-A/D298019606PLC扩展模块H2u-D/A19809807交流电压传感器WBV414U0114504508交流电流传感器WBV414F2114504509直流电压传感器WBV411D085450225010直流电流传感器WBV023TK015450225011交流程控电源SQ-0.7KW18500850012高压发生器541002050013二类机电1批6800680014测试软件1套8500850015管理软件1套7000700016打印机12180218017信号采集板521501075018带通讯绝缘测试仪15200520019高压变压器5826413020高压整流桥5680340021智能电压模块6套1420852022导线0.75平方5卷8040023导线6平方3卷12036024PLC通讯线1根30030025隔离变压器220/2201KW1台78078026控制电路板SQDYT2块1200240027单片机2台1450290028转换模块RS232/RS4852个75150-7-29绝缘电阻测试板500V0-2000MΩ1块1600160030空开双极10A1套151531空开单极8A1套121232电源插排公牛牌20A1个14814833电阻2K200W1个656534近前工作灯AC220V1个12012035开关电源AC22M/DC24V2套24048036数据采集卡5套1576788037资料费、查新费300038会务评审费500039测试加工费10000合计149130七、市场前景：由于全国铁路电务部门多，如果我们研制出实用的、符合现场使用要求的测试台，市场的需求量是非常巨大的，前景是非常乐观的。八、经济效益和社会效益：保证安全就能保证最大的经济效益和社会效益，测试功能完整的好产品，是所有相关的单位和部门都需要的，大量的需求会带来巨大的经济效益。避免和消除很多事故和损失的发生，就能具有良好的社会效益。2010年10月9日