EN 50121-3-2(铁路设施.电磁兼容性.第3-2部分机车.仪器).doc

英国标准铁路应用电磁兼容性第3-2部分：机车机车设备欧洲标准EN50121-3-2:2000具有英国标准的地位未经BSI的许可，不是复制，版权法允许的除外。国家标准前言本英国标准是EN 50121-3-2:2000的正式英文版。它取代DD ENV 50121-3-2:1996，该版本已取消。英国受技术委员会的委托参与编写GEL/9铁路电技术应用，它负责： 帮助调查以理解正文； 将解释或变更建议方面的调查呈送负责的欧洲委员会，并使英国同行保持消息灵通； 监控相关的国际和欧洲发展并在英国传播。应秘书的要求，可获得一份本委员会的组织名单。相互参照本文件中提及的执行国际或欧洲出版物的英国标准可在BSI标准产品目录中名为“国际标准函件索引”一节找到，也可用BSI标准电子产品目录“Find”（查找）设备找到。一个英国标准不会包括一个合同所有必需的条款。英国标准的用户应对其正确应用负责。符合英国标准并不使它本身免除法定义务。本英国标准是在委员会电技术部门的指导下编制的，在标准委员会的授权下出版并于2000年12月15日生效。BSI 12-2000ISBN 0 580 36755X本文件中的BSI版权通知示明什么时候最终颁发本文件。自出版以来签发的修正意见。修正号日期意见欧洲标准EN 50121-3-22000年9月ICS 29.020;29.280;45.060.01英文版铁路应用电磁兼容性第3-2部分：机车车辆设备本欧洲标准由CENELEC于2000年4月1日批准。CENELEC成员必定符合CEN/CENELEC内部条例，该条例规定了本欧洲标准所给国家标准地位的条件，而不需要作任何变更。向中央秘书处或向任何CENELEC成员申请，就可获得有关这种国家标准的最新清单和文献目录参考件。本欧洲标准有三种正式版本（英文、法文、德文）。任何其它语言的版本应在CENELEC成员负责下翻译成自己的语言并通知中央秘书处具有正式版本的相同地位。CENELEC成员是国家电技术委员会的成员，它们有奥地利、比利时、捷克共和国、丹麦、芬兰、法国、德国、希腊、冰岛、爱尔兰、意大利、卢森堡、荷兰、挪威、葡萄牙、西班牙、瑞典、瑞士和英国。CENELEC欧洲电技术标准化委员会中央秘书处：rue de stassart 35,B,-1050布鲁塞尔2000 CENELECCENELEC成员在世界范围内保留以任何形式和以任何方法开发的所有权利。前 言本欧洲标准由技术委员会CENELEC TC9X的SC9XB根据TC9X采取的决定编写，是关于机车车辆控制盘的机电材料和铁路电气和电子应用。草案的正文提交正式投票并作为EN50121-3-2文件由CENELEC于2000年4月1日批准。确定以下日期： 由一个相同国家标准的出版物以国家级或通过背书执行EN的最后日期 (dop) 2001年4月1日 与EN有冲突的国家标准必须取消的最后日期(dow) 2003年4月1日本欧洲标准必须与EN 50121-1:2000一起阅读。本标准构成欧洲标准系列EN 50121的第32部分，它是在铁路应用电磁兼容性的总题目下出版的。该系列包括： 第1部分：概述； 第2部分：整个铁路系统向外部世界的辐射； 第3-1部分：机车车辆火车和整个车辆； 第3-2部分：机车车辆设备； 第4部分：发送信号和通信设备的辐射和抗扰性； 第5部分：固定电源装置和设备的辐射及抗扰性；附件“规范”是标准的正文部分附件“提供的资料”仅供参考。在本标准中，附件A和B是提供的资料。目 录1 范围2 提供资料参考3 定义4 性能标准5 试验期间的条件6 适用性7 辐射试验和限制8 抗扰性试验和限制附件A（提供的资料）设备和端口实例附件B（提供的资料）9kHz30kHz范围内的功能变流器产生的导电干扰1 范围本欧洲标准适用于预定用于铁路机车车辆上的电气和电子设备的EMC辐射和抗扰性。考虑的频率范围从直流（d.c）至400GHz。目前，对于高于1GHz的频率，尚未确定试验。试验的用途应取决于特定的设备，其配置、端口、技术及其工作条件。本标准考虑了铁路机车车辆的内部环境、铁路的外部环境和来自设备，如：手持式无线电发射机对设备的干扰。如果一个端口预定用于发射和接收无线电通信，那么在通信频率方面，本标准中的辐射和抗扰性限制则不适用。本标准不适用于设备起动或停机时的瞬间辐射。本标准的目的是确定电磁辐射的限制和测试方法以及与传导和辐射干扰有关的抗扰性试验要求。这些限制和试验有基本的电磁兼容性要求。现已选定辐射要求，以确保在铁路机车车辆上正常运行的设备所产生的干扰不得超过一个等级，这可以防止其它设备按预定的操作。同样，现已选定抗扰性要求，以确保机车车辆设备的抗扰性在一个合适的等级。然而，这些等级不包括极端情况，在任何位置，存在极低的可能性就可能发生极端情况。应规定与本标准有偏差的特定要求。所考虑的每一个端口都规定了试验要求。这些具体规定是EN50121-1一般规定的附加规定。2 提供的标准参考文件本欧洲标准包括有日期或无日期的参考文件和其它出版物的规定。正文中合适的地方引用了这些标准的参考文件，下面列出了这些出版物。对于有日期的参考文件，任何这些 出版物的随后修正或修改，只有在它包含修正或修改时才适用于本欧洲标准。对于无日期的参考文件，所提及的最新版出版物适用。EN 50121-1铁路应用电磁兼容性第1部分：概述EN 50121-3-1第3-1部分：机车车辆火车和整个车辆EN 50155铁路应用机车车辆上使用的电子设备EN 55011工业、科学和医疗（ISM）射频设备的无线电干扰特性的限制和测量方法（CISPR 11，已修改）。EN 55022信息技术设备无线电干扰特性限制和测量方法（CISRR 22，已修改）EN 61000-4-2电磁兼容性（EMC）第4-2部分：试验和测量技术静电放电抗扰试验（IEC 61000-4-2）。EN 61000-4-3试验和测量技术辐射、无线电频率，电磁场抗扰试验（IEC 61000-4-3，修改版）EN 61000-4-4第4-4部分：试验和测量技术电气快速瞬态/猝发抗扰试验（IEC 61000-4-4）。EN 61000-4-6第4-6部分：试验和测量技术射频场引起的传导干扰抗扰性（IEC 61000-4-6）。CISPR 16-1无线电干扰和抗扰性测量设备和方法技术规范第1部分：无线电干扰和抗扰性测量设备。3 定义对于本欧洲标准的第3-2部分，以下定义适用。3.1 机车车辆设备作为一个单独的商业单元投放市场的在机车车辆装置中执行本质功能的成品。3.2 端口规定的设备与外部环境的特定接口，如：交流电源端口、直流电源端口、I/O（输入/输出）端口。3.3 壳体端口设备的物理边界，通过它，电磁场可以辐射或冲击。图1示出了机车车辆设备的主要类别。壳体端口牵引交流或直流电源端口机车车辆设备接地端口辅助交流或直流电源端口信号和通信端口电池基准端口工艺测量和控制端口图1 端口主要类别附件A列出了机车车辆设备与其端口的实例。4 性能标准本标准范围内的设备多种多样，使之很难确定精确的标准，以评估抗扰性试验的结果。由于本标准中确定的试验应用的结果，设备不得变成危险或不安全物。在EMC（电磁兼容性）试验期间或由于EMC试验的结果，功能说明和性能标准定义应由制造商根据EN 50121-1中规定的A，B，C标准提供并在试验报告中注明。注意：最低的性能标准须经制造商和用户之间商定。5. 试验期间的条件不一定总是有可能测试设备的每一个功能。制造商应考虑的典型的运行方式进行试验，以在符合正常应用的试验频带中产生合适的最大辐射或对噪声产生最大的敏感度。制造商应规定试验计划中试验期间的条件。如果设备是系统的一部分，或可连接到辅助设备上，那么根据EN 55022设备应在连接到运用端口所需的最低配置辅助设备上时进行测试。配置和操作方式应在试验计划中规定，并且试验期间的实际条件应在试验报告中确切地说明。如果设备有许多类似的端口或端口有许多类似的接头，那么应选择足够的数量，以模拟实际运行条件，并确保包括所有不同类型的终接（如20%端口或至少4个端口）。设备应在规定的操作范围内并以其额定的电源电压进行试验，除非在基本标准中另有说明。6适用性本标准中的测量应在设备的相关端口进行。可从电气特性的考虑来确定，一台专用设备的连接和使用，有些试验就不适用（例如：感应电动机、变压器、的辐射抗扰性）。在这种情况下，不做试验的决定必须记录在试验计划或试验报告中。如果不是另有规定，则电磁兼容性试验应是型号试验。7 辐射试验和限制本标准涉及的设备辐射试验和限制是在一个端口一个端口的基础上给出的。一辆车辆范围内各个设备的辐射限制对作为自备装置提供，供货分别投入使用或投放市场或车辆重新设计的各项来说是强制性的。由系统积分电路决定，这些辐射限制可适用于不是作为单独项提供的设备项目。对于各种类型的干扰，测量应在规定好的可重复的条件下进行。基本标准中有试验说明、试验方法和试验放置，基本标准参见表16。基本标准的内容这里不再重复，然而，本标准给出了试验实际应用所需的修改或附加资料。注意：“基本标准”的参考文件只限于给出试验说明、试验方法和试验设置的那些标准的部分。表1 辐射牵引交流电源端口端口基本标准频率范围限制备注高压连接，滤波器前的输入侧（图A.1, A.2和A.3中的端口3）发送信号和通信频率参见EN 50121-3-19 kHz至30MHz无限制，见注1见注2注1：传导射频限制不适用。设备与其它周围的设备安装在一起时应满足火车的EN 50121-3-1放射性辐射限制。注2：需要但不可能应用传导射频限制。没有实际的试验方法，并且传导辐射和放射性辐射之间的关系不可能确定。表2 辐射牵引直流电源端口端口基本标准频率范围限制备注高压连接，滤波器前的输入侧（图A.4中的端口3）发送信号和通信频率参见EN 50121-3-19 kHz至30MHz参见注参见注注1：目前，对9kHz30MHz牵引电源上的传导辐射没有商定的方法或限制。对连接到牵引电源上的设备放出的传导辐射进行限制将防止电源系统过大的放射性辐射。附件B中有测量传导辐射的方法。本技术中的经验和传导与放射性辐射之间的关系是未来改进本标准所必需的。注2：传导射频限制不适用。设备与其它周围的设备安装在一起时应满足火车的EN 50121-3-1放射性辐射限制。表3 辐射辅助交流或直流电源端口端口基本标准频率范围限制备注正弦波交流或直流辅助电源（图A.1, A.2和A.4中的端口9）EN 550119kHz150kHz无限制见注1150kHz500kHz99dBmV准峰值见注2，3，4500kHz30MHz99dBmV准峰值见注2，3，4注1：目前，对9kHz150kHz的传导辐射没有限制。限制来自设备的传导辐射将防止过大的放射性辐射。本技术中的经验和传导与放射性辐射之间的关系是未来改进本标准所必需的。注2：无论何处，只要适用，应使用EN 55011规定的方法。目前，测量传导辐射的现有方法（EN 55011）在连接网络的电压和电流额定值方面有限制。此外，测量电压的方法对测试高功率系统有安全的结论。对连接到外部电缆系统的设备放出的传导辐射进行限制将防止过大的放射性辐射。注3：这一要求指的是工业限值，但考虑到确定工业限值用于保护无线电和电视机，且作为目的这里却不同，已减弱20dB的用于铁路用途的适用限制对潜在问题更具代表性。注4：这一要求不适用于连接到其它专用的兼容性端口上的电源端口。表4 辐射电池基准端口端口基本标准频率范围限制备注电池电源（图A.1A.5中的端口10）EN 550119kHz150kHz无限制见注1150kHz500kHz99dBmV准峰值见注2500kHz30MHz93dBmV准峰值见注2注1：目前，对9kHz150kHz的传导辐射没有限制。限制来自设备的传导辐射将防止过大的放射性辐射。本技术中的经验和传导与放射性辐射之间的关系是未来改进本标准所必需的。注2：这一要求指的是工业限值，但考虑到确定工业限值用于保护无线电和电视机，且作为目的这里却不同，已减弱20dB的用于铁路用途的适用限制对潜在问题更具代表性。表5 辐射工艺测量和控制端口端口基本标准频率范围限制备注正弦波交流或直流电子电源（图A.5中的端口16）EN 550119kHz150kHz无限制见注1150kHz500kHz99dBmV准峰值见注2500kHz30MHz93dBmV准峰值见注2注1：目前，对9kHz150kHz的传导辐射没有限制。限制来自设备的传导辐射将防止过大的放射性辐射。本技术中的经验和传导与放射性辐射之间的关系是未来改进本标准所必需的。注2：这一要求指的是工业限值，但考虑到确定工业限值用于保护无线电和电视机，且作为目的这里却不同，已减弱20dB的用于铁路用途的适用限制对潜在问题更具代表性。表6 辐射壳体端口端口基本标准频率范围限制备注壳体EN 5501130MHz230MHz在10米距离处测得的40dBmV/m准峰值见注230MHz1GHz在10米距离处测得的47dBmV/m准峰值见注注1：可使用3米的测量距离，其限值增加10dB。注2：不单独测试超过50kVA的牵引变流器和辅助变流器，但应根据EN 50121-3-1将车辆作为一个整体测试。8抗扰性试验和限制本标准涉及的设备的抗扰性试验和限制在一个端口一个端口的基础上给出。为了确保整个车辆的抗扰性，限制应适用于所有相关的设备。试验应以规定好的可重复方式进行。试验应作为单独试验按顺序进行。试验顺序任选。试验说明、试验生成程序、试验方法和试验设置基本标准中给出，基本标准参见表7至表9。这些“基本标准”的内容这里不再重复。但本标准中给出了试验实际应用所需的修改或附加资料。表7 抗扰性电池基准端口（能源输出处除外），辅助交流电源输入端口（额定电压400Vms）环境现象基本标准严重程度性能标准备注7.1快速瞬变猝发EN 61000-4-42kV 5/50 ns Tr/Th5kHz相应频率A见注17.2电涌EN 501551.8kV波形5/50 ms电源阻抗100WB7.3传导射频EN 61000-4-63Vrms（载波电压）150kHz80MHz, 1kHz, 80% AM电源阻抗150WA见注27.4电压源的变化和中断EN 50155参见EN 50155A注1：正负极性直接耦合注2：在应用中，如果电缆在车厢之间交叉（例如火车通信），则应使用10Vrms的严重等级。表8 抗扰性信号和通信、工艺测量和控制端口环境现象基本标准严重程度性能标准备注8.1快速瞬变猝发EN 61000-4-42kV 5/50 ns Tr/Th5kHz相应频率A见注18.2传导射频EN 61000-4-63Vrms（载波电压）150kHz80MHz, 1kHz, 80% AM电源阻抗150WA见注2注1：正负极性电容偶联注2：在应用中，如果电缆在车厢之间交叉（例如火车通信），则应使用10Vrms的严重等级。表9 抗扰性壳体端口环境现象基本标准严重程度性能标准备注9.1射频EN 61000-4-310V/m (rms)载波电压）80MHz1GHz1kHz, 80% AMA见注1和39.2静电放电EN 61000-4-26kV触点放电8kV放气B见注2注1：对于安装在客室、驾驶室或机车车辆外部（车顶、底架）上的设备，应使用20V/m的严重级，以便用于更流行使用的移动式送话器。注2：只适用于旅客和运行人员（不足维护）所能接近的设备。注3：对于大型设备（例如：牵引驱动装置，辅助变流器），对整个装置的辐射电磁磁场进行抗扰性试验不是很实际。在这种情况中，制造商应对敏感的子系统（如控制电子装置）进行测试。试验报告应证明是否选择子系统和任何假定方式（例如：由于壳体屏蔽而降低磁场）。附件A（提供的资料）设备和端口实例本附件的目的是提供不同类型机车车辆设备及其端口的实例。表A.1给出了作为单独商业单元投放市场的设备例子。然而，这些设备也可形成大型设备中的子系统（如：辅助变流器中的控制电子装置）。在这一情况中，标准的要求只适用于投放市场的设备。在标准中规定一个端口作为设备与外部环境的接口。表中的矩阵示明特定的设备是否与辐射和抗扰性有关或与两个都无关。提供本指南对本标准的用户有好处，但不是决定性的。在确定试验是否适用时，本标准的用户可做出必要的技术判断。以下几页的图阐明了最基本的端口。这些图示出不同布置的例子。图A.1适用于交流馈电牵引机车，在线路侧有交流牵引驱动装置和噪声滤波器。图A.2示出了另一个交流/交流系统，在变流器侧有功率系数校正滤波器，并带直流或3相辅助电源及火车电源。图A.3示出一个更常规的系统，带交流输入和直流牵引电动机，由相控制变流器馈电。图A.4是一个直流馈电系统，带交流牵引驱动装置。图A.5示出变流器和控制电子装置的一些附加端口。当然，可能还有许多其它不同系统的布置。表A.1 设备的典型例子设备试验要求牵引变流器辐射和抗扰性主断路器无试验要求牵引变压器无试验要求牵引电动机无试验要求辅助电动机无试验要求直流辅助电源（电池）辐射和抗扰性电子控制电源辐射和抗扰性信号发送和通信设备辐射和抗扰性电子人机接口辐射和抗扰性环境调节设备辐射和抗扰性旅客信息设备辐射和抗扰性门控制装置辐射和抗扰性火车运行辅助设备辐射和抗扰性旅客服务辅助设备辐射和抗扰性火车管理系统辐射和抗扰性电子装置电源辐射和抗扰性刹车控制系统辐射和抗扰性在表19中，规定了试验，以用于具体的端口（设备的接口），表A.2列出了用于这些端口的一些更典型的说明和有这种端口的设备类型。所附的图中给出了这些端口的例子，端口13和和14除外。表A.2 典型端口说明图上的端口号典型端口名称典型设备牵引交流电源端口1导电弓线路终端主断路器3高压接头（在滤波器前）滤波器4连接滤波器变压器，高压侧滤波器5火车电源线路单相辅助变流器6连接变压器变流器推进式变流器7牵引电动机电缆牵引电动机8辅助变压器馈电绕组直流辅助电源牵引直流电源端口2直流导线输入主断路器3高压接头（在滤波器前）滤波器6连接滤波器变流器推进式变流器7牵引电动机电缆牵引电动机辅助交流端口9辅助交流电源环境调节设备辅助直流端口9辅助直流电源电池基准端口10电池电源电子装置电源11火车控制母线（常规电池电压）火车管理系统19继电器逻辑输入/输出电子控制系统信号和通信端口12车辆范围内的数据库电子控制系统13火车范围内的数据库火车管理系统14旅客接待网络旅客接待设备15火灾控制线路电子控制系统17，18传感器信号（数字或模拟）电子控制系统20通信接口（维护）电子控制系统工艺测量和控制端口16内部电子电源电子控制系统18传感器信号（模拟）电子控制系统壳体端口21设备壳体所有设备接地端口22接地连接所有设备 牵引 变压器 变流器 电动机 滤波器 辅助变流器 电池充电器 火车电源图A.1 交流馈电牵引机车，在线路侧有交流牵引驱动装置和噪声滤波器辅助变流器 牵引 电动机辅助 火车电源 辅助变流器变压器 电池充电器图A.2 交流/交流系统，在变流器侧有功率系数校正滤波器，并带直流或3相辅助电源和火车电源 牵引 变流器 直流电动机 开关装置 变压器 辅助电源 电池充电器 火车电源图A.3：常规系统，带交流输入和直流牵引电动机，由相控制变流器馈电 火车电源变流器牵引滤波器 电动机 辅助变流器 电池充电器图A.4 直流馈电系统，带交流牵引驱动装置 火车轨道通信 无线线圈 牵引电动机 牵引变流器 电源输入 电流传感器 选通装置 旋转速度 传感器 选通装 置电源 灯导 向装置 接 地 控制电子装置 控制盘 服务端口图A.5 变流器和控制电子装置的附加端口附件B（提供的资料）9kHz30kHz范围内的功率变流器产生的导电干扰B.1 范围本程序涉及通过或不通过主线路滤波器连接到主牵引直流端口（吊线或导线导轨）上的切换方式功率变流设备。B.2 测量方法应使用CISSPR 16的建议进行测量。应设定以下调节： 200Hz 6 dB带宽，在9kHz150kHz范围内； 9kHz 6dB带宽，在150kHz30MHz范围内； 对于每个频率范围，利用合适的加权检测准峰值。对主电流造成的可能的饱和应多加注意，因主电流可能影响探头传送特性。从探头至测量设备，应确保正确的阻抗匹配。B.3 试验程序图B.1中有试验的组织情况和合适的建议。在变流器的输入和输出上，共用模式阻抗和接地条件应尽可能接近实际条件。对于每个测量点和公认的每一种工作条件，应按提供的最大干扰电流测量等级。B.4 限制传导射频限制不适用。这些设备与其它周围设备一