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公路工程机电产品试验检测方法探究

发表时间：2020/10/29 来源：《基层建设》2020年第21期作者：李曰理

[导读] 摘要：随着公路运营自动化程度的不断提高，公路工程机电产品无疑会成为未来智慧交通建设中的重要组成部分，其种类繁杂性、形式多样性、技术创新性的特点将愈发凸显出来。

        中交瑞通路桥养护科技有限公司陕西西安 710065
        摘要：随着公路运营自动化程度的不断提高，公路工程机电产品无疑会成为未来智慧交通建设中的重要组成部分，其种类繁杂性、形式多样性、技术创新性的特点将愈发凸显出来。本文从日常工作经验出发，在实际试验操作、认真归纳总结的基础上，对公路工程试验检测的方法进行了系统性论述，以期对公路机电工程的高质量建设贡献绵薄之力。
        关键词：公路；机电产品；试验检测
        一、概述
        公路工程机电产品的试验检测主要分为三类：工厂验收、工地抽检、监督抽查。
        工厂验收一般由购买方去往生产厂家进行实地测验，工地抽检一般是指产品到达工地现场后的开箱检测，监督抽查则由交通建设管理部门委托有资质的第三方检测机构进行。
        对于单位产品特征明显的机电产品，按照公路交通安全设施质量检验抽样方法进行抽样后，再采用不同的产品标准对其进行具体检测。本文主要对包含的项目及内容较全面、较能反映产品真实质量的，机电产品型式检验的试验检测方法进行探讨。
        二、公路工程机电产品内容
        公路工程机电产品属于交通工程门类的一个组成部分，交通工程产品另外还包含了交通安全设施产品。交通安全设施通常为静态的机械装置，其结构形态不易发生改变，而机电产品一般是机电液一体化设备，两者之间有较为明显的区别。
        公路工程机电产品主要划分为十五个类别，涵盖了当前工程建设过程中的主要原材料及设备设施，包括车辆检测器产品、气象检测器产品、闭路电视监视系统产品、可变标志产品、收费车道控制标志产品、电动栏杆机产品、汽车号牌识别系统产品、收费亭产品、费额显示器产品、车道控制机产品、自动发卡机产品、票据打印机产品、升降式高杆照明装置产品、LED照明灯具产品、隧道照明设施产品。按照公路机电设施的分部分项方法，上述机电产品可分别归入监控设施、通信设施、收费设施、低压供配电设施、照明设施、隧道机电设施六个分部工程。
        三、公路工程机电产品特点
        首先，涵盖的专业门类多。公路工程机电产品涉及范围之广、包含内容之多，是同为公路行业的其他土建产品不能相比较的。光学、力学、电学、机械、通信、自动化、信息技术等等专业，在机电产品的试验检测过程中，均有不同程度的应用。
        其次，结构差异大。公路工程机电产品种类繁多，也就意味着其物理形式多样，小至一个指甲盖大小的引脚式LED灯珠，大到一个几人才能抬起的收费车道电动栏杆机，两者之间的物理尺寸差距显而易见，这就对了试验检测设备及场地提出了更高要求。
        再次，检测仪器数量门类多。与涵盖的专业相对应，因为涉及的检测参数多，所以需要检测设备仪器也就数量庞大，这对检测人员的仪器使用熟练度提出了重大考验。
        四、公路工程机电产品检测流程
        公路工程机电产品的型式试验，一般包含了标准规范里面规定的所有项目，且部分机电产品价值较高，检测过后需要送还送检单位安装使用。所以，一些破坏性试验应放在最后检测，最大程度地保障业主利益。归结其检测流程，主要遵循“由外至里，由易至难，先静后动，先整后分”的原则来执行，如图1所示。

        图1 公路工程机电产品试验检测流程图
        五、公路工程机电产品检测方法
        公路工程机电产品种类多，技术特点复杂，给试验检测工作提出了挑战，但我们也能从其中发现其存在的共同点。笔者根据多年的工作经验总结发现，公路工程机电产品的检测项目，大概可以分为三部分：环境试验、电气安全性能、外观及功能。
        （1）环境试验
        环境试验主要包括低温试验、高温试验、恒温湿热试验、中性盐雾试验、耐候试验、耐温度交变试验、循环盐雾试验、机械振动试验、IP防护试验等。
        环境试验具有共同点，即仪器要求、试验过程、试验强度。环境试验箱既要严格按照相关国家标准的技术条件制造，也要考虑常用的产品试验强度，在合理范围内选择，尽量保证经济性。试验过程规定了环境试验过程的先后顺序，通常为样品预处理、初始检测、环境耐受性检测、状态恢复、最终检测。试验强度是机电产品整个检测过程的重中之重，它通常决定了产品的质量优劣，交通行业机电产品常用的环境试验强度如图2所示。

        图2 公路工程机电产品检测常用环境试验强度
        （2）电气安全性能
        电气安全性能试验主要包括绝缘电阻、介电强度、安全接地、电源适应性等。
        绝缘电阻主要是在电源接线端子与机壳间，施加直流电，经过一定时间的极化过程，流过这个回路的泄漏电流与施加的直流电压，就可得出对应的电阻，称之为绝缘电阻。绝缘电阻是公路工程机电产品最基本的绝缘指标。
        介电强度又称电气强度，电气强度测试又叫做耐压测试。简而言之，所有的公路工程机电产品都有固定的绝缘强度，在不同电压等级下，绝缘强度也不一样。当施加的电压超过一定数值以后，该设备的绝缘就会失效，绝缘回路被电压所击穿。故而，该测试就是看在给被测样品的电源接线端子与机壳间加一定的高电压(公路工程机电产品一般为1500V)，观察其绝缘是否被击穿。
        安全接地，又称接地导通电阻，是在电气设备外壳与安全接地端子之间施加大电流（公路工程机电产品一般为10A-30A），用来检查样品的接地端子与金属外壳之间是否接通良好，如导通情况不理想，那么在一定情况下，设备外壳带电，就容易导致产品的操作人员触电。这里应该注意，此安全接地，应与工程检测中的安全接地电阻区分开来，后者是利用电位补偿原理测试地线（接地体）与大地之间的电阻，主要用来检查地线的敷设是否与大地接触紧密，如图3所示。

        图3 工程检测中接地电阻测量原理图
        电源适应性主要分为电压适应性（一般为±15%）和频率适应性（±2Hz），因公路里程长、分布范围广、多位于野外偏僻地区等原因，公路工程机电产品所接用的电源质量参差不齐，有很大部分为农网电，电源的质量无法得到有效保障，那么就需要产品自身对电源具有一定的宽容性。
        （3）外观及功能
        外观及功能项目主要包括外观质量、结构要求及具体产品相对应的功能要求。以上的环境试验及电气安全性能均是笔者对公路机电产品试验检测的总结，是适用于多数产品类别的，具有共同性，其试验检测原始记录表格也可以通用。而外观及功能的检测则无法进行有效归纳，原因为每种机电产品具有不同的外观特性及特有功能，需要依据该样品独有的国家标准进行检测。
        六、公路工程机电产品检测仪器
        由于上面提到了公路工程机电产品的物理尺寸差异极大，所以在选择检测仪器时，即便是同一个参数，也可能会采用不同的检测仪器。如检测高低温环境耐受性时，同一类产品可以用普通高低温试验箱，也会由于样品尺寸较大而选择定制的步入式环境试验箱。同样是温度交变实验，也会因为变化速率的不同要求，而选择普通温度交变箱或快速温变箱。
        环境试验的检测仪器主要有高温箱、低温箱、湿热箱、盐雾箱、老化箱、防尘箱、喷水箱、电磁振动试验台等，电气安全性能试验的检测仪器主要有绝缘电阻测试仪、耐电压测试仪、接触电阻测试仪、可调电源等，外观及功能试验的检测仪器则需根据具体的试验内容选择，如检测亮度色度的彩色亮度计，检测电感的LCR表，检测车速的雷达仪，检测视频传输通道的视频测试仪等。
        七、结束语
        公路工程机电产品服务于交通管理，应用于交通建设，试验检测是保障公路建设工程质量的最后一道防线，对于机电产品检测人员来说，路漫漫其修远兮，应该对业务能力有计划地专精一部分，同时熟悉了解一部分，循序渐进，认真为公路工程建设把关。
        参考文献
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