·研究与分析·电器与能效管理技术(2016No,11】铁路用继电器参数测试技术的研究*关欣，李文华，沈江峰，张林林(河北工业大学，天津300130)摘要：设计了用于检测铁路继电器参数的测试系统，完成了系统硬件电路的设计与搭建，进行了与硬件电路配套的工控机控制软件的开发，实现了参数测试系统的自动控制和数据采集，并采用高速数据流文件存储方式实现了对大量数据的快速存储功能。该测试系统不仅具有很高的可操作性，而且有效降低了人为误差，提高了测试关欣(1991一)，精度，并且实现了测试数据的计算机管理。女，硕士生，研究方关键词：铁路系统；继电器；参数测试；LabVIEW;数据分析向为电器可靠性及中图分类号：TM581文献标志码：A文章编号：2095-8188(2016)11000706检测技术。D0L:10.16628/j.cmki.2095-8188.2016.11.002Research on Testing Technology of Parameters for Railway RelayGUAN Xin,LI Wenhua,SHEN Jiangfeng,ZHANG Linlin(Hebei University of Technology,Tianjin 300130,China)Abstract:The parameter test system of railway relay was designed.The system hardware circuit was designedand built,and industrial PC control software was developed.Functions of parameter test system include:automaticcontrol,data acquisition and fast storage of large amounts of data by using the high speed data stream file storagemethod.The parameter test system for railway relay not only has high operability,but also effectively reduces thehuman error and improves the test accuracy,and finishes the computer management of the test data.Key words:railway system;relay;parameter test;LabVIEW;data analysis0引言成熟，测试设备和仪器正向着小型化、数字化和固体化的方向发展，许多国外仪器公司、科研机构以随着我国铁路和机车技术迅猛发展，铁路系及学校设计和生产出了多种继电器相关参数的测统安全性受到越来越多的关注。用于铁路系统的试系统3)。美国的RT160型继电器可靠性寿命继电器是通过闭合或断开触点控制电路的开关电试验装置利用微处理器进行控制，可以自动测量器，作为铁路运输控制的基础元件，其可靠性对于继电器的接触压降、线圈电阻、线圈电流、吸合时保障铁路系统的安全运行发挥着重要的作用12。对继电器参数进行测试可对其性能分析间等参数。日本富士通公司采用微机控制，可同时进行200支舌簧管的寿命试验。日本松下电气和寿命预测提供重要的数据支持。铁路上现有的继电器大多有外壳封装，拆掉外壳对继电器参数公司生产的ARL0111直流继电器综合电参数测进行测试，操作复杂且影响其工作效率，因此在不试仪，能够获得吸合电压、释放电压、线圈电阻、动开壳的情况下检测参数变化，具有十分重要的研作时间、弹跳时间等性能参数。国外这些测试设究价值和广阔的应用前景。备虽然精度高、性能较完善，但价格非常昂贵，且属于长期垄断行业，不适合大范围应用推广5)。1继电器参数检测技术的研究现状进入20世纪90年代以后，国内出现了一批随着自动控制技术和计算机电子技术的不断现代化程度较高的继电器参数检侧装置，例如文李文华(1973一)，男，教授，研究方向为电器可靠性及检测技术，智能电网与新能源技术。沈江峰(1989一)，男，研究生，研究方向为电器可靠性及检测技术。电器与能效管理技术(2016N0.11)·研究与分析·献[8]中哈尔滨工业大学军用电气研究所研制的2.1线圈驱动电路电磁继电器时间参数综合测试分析系统。河北工本文设计的线圈驱动电路，是以PCI6024E业大学电器研究所研制的继电器可靠性测试设备输入输出控制卡为核心控制单元，通过控制卡的达到行业较高水平，并已在我国多家低压电器生数字量输出控制固态继电器的通断，进而实现对产企业得到应用列。文献[10]介绍的航天继电继电器线圈的通断电操作。外围电路中并联的压器时间参数测试分析系统，可以同时对6组转换敏电阻在电路承受过压时进行电压钳位，吸收多触点、2个线圈的继电器进行同步测试，并在上位余电流以保护敏感器件。线圈驱动电路以单路为机中实时显示继电器线圈电流和触点电压信号。例，如图2所示。文献[11]通过控制分合闸时序来实现多只磁保持继电器的同时检测，并研制了批量测试系统。随着电力电子技术、计算机控制技术、数据库技术SSR等高新技术的不断涌现和进步，继电器测试技术DOID GND3也必须与时俱进2。本文设计了系统的整体结构和硬件，采用线性光耦电路，利用其光隔离、无+12V+12V继电器线图延迟的特性，同时具有良好的线性度，可以实现信号的实时隔离线性变换，减少干扰、提高精度。滤N-TR0202-2CIN±波放大电路可将小信号中的干扰波滤除后，进行6AIO信号放大，以适应采集卡的采集范围，提高采样精AI GND度。该测试系统具有较高的变换精度和实时性，可完全满足采样要求。图2线圈驱动电路原理图该驱动电路选用SDP4010D直流固态继电2检测系统的结构和硬件设计器，输入端控制电流2~30mA,控制电压3~继电器参数测试系统硬件部分以工控机为主15V,可驱动负载直流电压12~400V,最大负载机，以高性能数据采集卡PCI6024E为核心，外围电流10A。板卡数字输出端口直流电压可达电路主要包括线圈驱动电路、信号调理电路和多5V,励磁电路电源直流电压24V,线圈电流最大通道高速信号采集电路等，采用高速采集方式对75m,通过以上分析可知，该固态继电器满足试电磁继电器的线圈电压、线圈电流、触点压降进行验要求，并可将工控机与高电压隔离开来，保护工实时监测和测试，采用合理高效的数值分析法对控机不被高电压损坏。数据进行分析处理，以得到触动时间、动断超程时2.2信号调理电路间、燃弧时间、开距时间、触点回跳时间、动合超程信号调理电路是测试系统硬件电路的重要组时间、吸合时间、释放时间等参数。该测试系统能成部分，包括信号放大、模拟滤波，电气隔离等。同时对8台试品的16路触点回路进行测试，能够本文设计的信号调理电路放在数据采集卡的前满足试验所需的精度要求，其硬件结构框图如端，主要作用是把各监测电路与采集卡进行线性图1所示。光耦隔离，并将各电压信号经过调理、放大至下一级信号采集电路的正常幅值范围内。信号调理电工控机模拟量路原理框图如图3所示。信号调理信号PC1-6024E电路数据采集试品信号采集高性能数据电压信号幅滤波放大隔离电路采集卡数据保存线陶驱动电路图3信号调理电路原理框图波形实时显示2.2.1线性隔离电路设计系统硬件结构框图检测环境中存在各种干扰源，电气隔离可防电器与能效管理技术(2016No.11)止干扰信号进入采集系统，影响信号采集的精确结合式(3)，式(5)变为度。此外隔离电路可以抑制浪涌电压，从而保护电路。通过对比现有的隔离措施，本文采用线性(6)光耦器件HCNR201构建线性隔离电路。综上所述，输入电压与输出电压关系式为线性光耦隔离电路如图4所示，输人电压为(7)U,输出电压为U。隔离电路中，R5为限流电阻，防止电流过大HCNR201为电流驱动型器件，其LED的工烧毁电路中的集成元件，R6用于控制LED的发作电流为1~40mA,电路采用低噪声、低失调、高光强度，电容C,和C6用以防止运放的自激现象，开环增益运算放大器OPO7CP,其输出电流可达提高电路的稳定性。20mA,符合电流驱动要求。此处取工作电流I,为10mA,R6=VCC/1,=5/0.01=5002。根据HCNR201芯片手册，当5nA