标准动车组以太网电缆试验不通过的故障分析及解决措施

发表时间:2020/12/2   来源:《当代电力文化》2020年第19期   作者:薛海龙 杨艳梅 刘健
[导读] 分析近端串扰(Next)产生的原理,从近端串扰(Next)的定义,产生的原因的进行了介绍
        薛海龙  杨艳梅   刘健
        中车唐山机车车辆有限公司
        摘要: 分析近端串扰(Next)产生的原理,从近端串扰(Next)的定义,产生的原因的进行了介绍,然后使用FLUKE DTX 1800测试仪对以太网电缆试验不通过的故障进行定位查找和分析,找到故障点为线缆连接器接线位置,制定了制作连接器的接线标准,最后从数据上对比改进前和改进后的近端串扰(Next)值,说明此方法的正确性,提高标准动车组以太网电缆试验一次通过合格率。
        关键词:近端串扰(Next);特殊电缆试验;连接器接线
        标准动车组的制造过程主要有转向架组装和静压试验、铝合金车体焊接、车辆喷漆、车辆零部件组装、车辆布线和接线、车辆莱卡测量和落车、车辆静调、列车调试等。在车辆的静调过程中需要对MVB、WTB、CAN、以太网和同轴电缆进行特殊电缆测试。在以太网电缆进行特殊电缆测试过程中发现多根电缆没有通过测试,近端串扰(Next)值不合格。标准动车组的以太网线缆是用来在其中任意一辆车都可以实现中央控制单元(CCU)、辅助变流器(ACU)、牵引变流器(TCU)软件的上载和数据的下载,在列车运行过程中,车上工作人员能够快速的下载故障数据和做出判断,保证列车的正点运行,所以以太网电缆近端串扰(Next)值尤为重要。
1.近端串扰(NEXT)的产生及分析
        近端串扰(NEXT)也叫线对-线对NEXT损耗(pair-pair NEXT  loss)。串扰是指线缆传输数据时线对间信号的相互泄露,它类似于噪声;近端串扰可以被理解为线缆系统内部产生的噪音,严重影响信号的正确传输。NEXT的单位是dB,它表示传送信号与串扰信号之间的比值。在所有的网络运行的特性中,串扰对网络的性能影响是最大的,串扰指标不合格大多是制作工艺不达标,一般发生在线缆两端的模块位置。
2.故障测试分析
以太网的近端串扰(NEXT) 需要用FLUKE DTX 1800特殊电缆测试仪,具体操作步骤如下
        ⑴连接永久链路及通道适配器
        ⑵建立测试车辆号:打开FLUKE DTX 1800特殊电缆测试仪主机,然后将旋钮切换到SETUP档位;按上下键选择“仪器设置值”项,按ENTNR键;用上下键选择“当前资料夹”选项,按ENTNR键;在FLUKE DTX 1800特殊电缆测试仪主机上建立所测试车辆号并保存。


        ⑶将FLUKE DTX 1800特殊电缆测试仪主机旋钮切换到“SPECIAL FUNCTIONS”档位进行设置,选择“版本信息”选项,查看FLUKE DTX 1800版本及校验日期
        ⑷设置以太网测试标准:将FLUKE DTX 1800特殊电缆测试仪旋钮切换到SETUP档位,按上下键选择电缆类型,选择双绞线,按ENTER键确认;选择测试极限值文件夹,按ENTER键确认;按上下键将光标移动到定制文件夹,按ENTER键确认;针对测试电缆类型按照试验文件选择正确的“测试极限值”,按ENTER键确认;选择缆线类型文件夹,按ENTER键确认;.按上下键将光标移动到定制文件夹,按ENTER键确认
        ⑸以太网电缆测试:FLUKE DTX 1800特殊电缆测试仪主机旋钮切换到AUTO TEST档位,按下主机或者副机TEST按钮进行测试,测试过程中近端测试仪上会出现测试进度;测试通过后,主机(近端)测试仪右上角显示通过;副机(远端)测试仪上PASS灯变绿;测试通过后在近端测试仪上按SAVE按钮,依据试验文件输入对应的电缆号(例如:W012471),然后按SAVE按钮保存测试结果,结果保存后,会出现确认窗口,显示结果位置。保存完成后,正确填写试验文件
3.故障解决方法
        ⑴从以太网电缆测试不通过的车辆中,选中部分车辆进行测试
        1)选择4列3车的-W032453线缆进行测试,结果是失败,NEXT值为-4.2dB,结果见图1,此时插头剥线长度为80mm,平行布线。我们将线缆进行两两双绞,双绞圈数为5圈,测试结果通过,NEXT值为11.2dB。由此可见插头线缆双绞后比不双绞效果要好。
        2)选择1列1车的-W012483进行测试,测试结果失败,NEXT值为-4.2dB,此时插头剥线长度为80mm,平行布线。线缆两两双绞5圈后,测试通过,NEXT值为8.2dB。我们将线缆剪成65mm,两两双绞3圈,测试结果为通过*,NEXT值为0.4dB。我们发现65mm的插头剥线效果并不比80mm的好。
        3)选择10列3车的-W032453进行测试。
        ① 剥线长度为80mm,两两双绞6圈,测试为通过*,NEXT值为0.2dB;
        ② 将线缆盘松散开一圈后测试失败,NEXT值为-0.4dB,说明布线路径中线缆盘在一起的受力情况对效果影响不大。
        ③ 将剥线长度改为70mm,双绞4圈,测试为通过*,NEXT值为0.4dB;
        ④ 将插头屏蔽上翻后测试为通过,NEXT值为0.9dB;
        ⑤ 将屏蔽下翻后测试为通过*,NEXT值为0.5dB;说明屏蔽长短对效果影响不大。
        ⑥ 以上测试为线缆屏蔽接至屏蔽夹上,使用大卡子连接,将大卡子改为小卡子,测试依然为通过*,NEXT值为0.5dB;说明卡子大小造成的线缆受力大小对测试效果影响不大。
        ⑦ 我们将屏蔽从屏蔽夹上拆下,改为屏蔽接到框架接地柱上,测试为通过,NEXT值为0.7dB;说明屏蔽接的位置对效果影响不大。
        ⑧ 我们将线缆双绞圈数改为3圈,测试通过,NEXT值为10dB,至此我们得出,线缆插头剥线长70mm,双绞圈数为3圈时,效果较好。

4.结束语
         通过以上方法,找出了一种提高标准动车组以太网线缆试验测试一次通过合格率的解决方法。通过对实物质量的控制,解决了以太网电缆近端串扰(Next)一次测试合格率的低。收到了经济效益,首先避免了换线、避免了拆装顶板、避免了连接器插针的浪费,节约了大量返工工时费用,每辆车节约物料成本3000元、节约工时费用500元,按照20辆返工车辆进行计算共节约成本70000元;其次通过解决标准动车组以太网电缆的近端串扰(Next)值问题,保证了标准动车组顺利交付用户,提高了列车网络传输质量的安全性和可靠性,保证了列车的正点运行。
参考文献

⑴Fluke DTX—LT(福禄克DTX—LT)电缆认证分析仪介绍【Z】
⑵于海波.高速动车组网络双绞线自动检测及故障自动定位[C]//第八届中国智能交通年会论文.2013:330—335.
⑶《信息技术》?ISTIC?-2005年5期-马宏斌,谭斌,杨波,MA Hong-bin,Tan Bin,YANG Bo
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