GB T 24338.3-2009 轨道交通.电磁兼容.第3-1部分 机车车辆.列车和整车.pdf

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1、ICS 29280S 35 圆雷中华人民共和国国家标准GBT 243383-2009IEC 6223631：2003轨道交通 电磁兼容第31部分：机车车辆 列车和整车Railway applications-Electromagnetic compatibility-Part 3-1：Rolling stock-Train and complete vehicle20090930发布(IEC 6223631：2003，IDT)2010-0101实施丰瞀髁鬻瓣警襻瞥翼发布中国国家标准化管理委员会“”。目 次GBT 243383-20091EC 62236-3-1：2003前言1范围12规范性引用

2、文件13术语和定义。14应用-。25抗扰度试验及限值26发射试验及限值261信号设备和通信系统的兼容性262电信线上的干扰263射频电磁骚扰2附录A(资料性附录) 电信线上的干扰6附录B(规范性附录)射频电磁骚扰一试验程序9刖 茜GBT 243383-2009IEC 62236-3-1：2003GBT 24338轨道交通电磁兼容目前包含以下部分：第1部分：总则；第2部分：整个轨道系统对外界的发射(正在制定中)；第3-1部分：机车车辆列车和整车；第32部分：机车车辆设备；第4部分：信号与通信设备的发射与抗扰度；第5部分：地面电源装置与设备的发射与抗扰度。本部分为GBT 24338的第31部分。本

3、部分等同采用IEC 6223631：2003(轨道交通 电磁兼容第31部分：机车车辆列车和整车(英文版)。本部分等同翻译IEC 6223631：2003。为便于使用，本部分做了下列编辑性修改：a)“本国际标准”一词改为“本部分”；b)删除国际标准的前言和引言；c)用小数点“”代替作为小数点的逗号“，”。本部分的附录B为规范性附录，附录A为资料性附录。本部分由铁道部提出。本部分由全国牵引电气设备与系统标准化技术委员会(SACTC 278)归口。本部分起草单位：株洲南车时代电气股份有限公司、南车株洲电力机车有限公司、中铁电气化勘测设计研究院有限公司、南车四方机车车辆股份有限公司。本部分主要起草人：

4、王益民、严云升、王秋华、汪建、彭艳华、刘爱华、张安。GBT 243383-2009IEC 62236-3-1：2003轨道交通 电磁兼容第31部分：机车车辆列车和整车1范围GBT 24338的本部分规定了所有类型机车车辆的发射与抗扰度要求。它包含了牵引车辆和列车组，包括在城市街道使用的城市车辆。考虑的频率范围是0 GHz400 GHz。目前，尚未定义频率高于2 GHz的试验。本部分的范围涵盖车辆和它的能量输入和输出的接口。考虑到机车、列车组、有轨电车等，这些是滑动接触(或第3轨接触)，考虑到拖运车辆，采用AC和DC辅助电源连接器。然而，由于受电弓是牵引车辆的一部分，因而不可能完全排除这些接口的

5、影响。轨道系统作为一个整体的电磁干扰的处理正在研究中。这些专门的条款是对GBT 243381通用条款的补充。2规范性引用文件下列文件中的条款通过GBT 24338的本部分的引用而成为本部分的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本部分，然而，鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本部分。GBT 243381 轨道交通 电磁兼容 第1部分：总则(GBT 243381 2009，IEC 622361：2003，IDT)IEC 622362：2003轨道交通电磁兼容第2部分：整个轨道系统对外

6、界的发射CISPR 161无线电骚扰和抗扰度测量设备规范ITUT电信线对来自电源和电气化铁路线有害影响的保护指示第vI卷：危险和骚扰3术语和定义下列术语和定义适用于GBT 24338的本部分。31牵引车辆traction stock电力和内燃机车，高速列车组，干线车辆用的电力和内燃牵引单元(没有机车，每节客车有自己的牵引设备)，城市车辆用的地铁车组、有轨电车等轻轨车辆(LRV)。32拖车hauled stock由不同型号机车以随机组合形式拖动的所有独立的客车和货车(如果它们包含有电气设备如冷冻设备等)。33干线车辆main line vehicles主要设计用于在城市之间运行的车辆，如高速列车

7、、城郊列车、货车。34城市车辆urban vehicles主要设计用于在城市范围内运行的车辆，如地铁、有轨电车、轻轨车辆(LRV)、无轨电车。1GBT 243383-20091EC 62236-3-1：20034应用通常对车辆每项功能都进行电磁兼容试验是不可能的。试验应考虑在产生最大发射的典型工作模式下进行。试验大纲中应规定运行时的配置和模式，试验报告中应详细记录试验期间的实际工作条件。5抗扰度试验及限值没有适合整车的试验，但本标准的第3-2部分的抗扰度试验和限值凭经验选择了车辆在015 MHz到2GHz的频率范围内抗扰度水平应达到20Vm。倘若有一个已经起草并实施的EMC计划，使用本标准第3

8、-2部分的限值，则集成在整车内的设备能有足够的抗扰度。6发射试验及限值本部分中机车车辆的发射试验和限值应尽可能确保在邻近轨道系统的典型装置不受机车车辆干扰。应在良好定义和可重现的条件下进行测量。因为不可能完全隔离试验时轨道系统和车辆的相互影响，操作者和制造商应就信号设备和通信系统的兼容性以及电信线上的干扰，在合同中定义试验条件(例如负载条件、速度和单元配置)和试验场所。关于辐射发射，试验条件定义在631和632中。应知道和考虑轨道系统其他部分(例如变电所、信号设备)和外部环境(例如电源线、工业场所、无线电和电视发射机)对测量的影响。61 信号设备和通信系统的兼容性就工作频率和波形而言，信号设备

9、、列车无线电和其他轨道系统(轮轴计数器、轨道电路、列车控制系统等等)在不同线路可能是不同的。因此，应依照所使用信号设备和通信系统的类型(见GBT 243381 2009附录B)规定发射要求。发射要求不仅需要考虑机车车辆的骚扰源，还需考虑其他骚扰源，包括列车无线电和信号设备系统本身，以及由于接触不良、受电弓跳动、第3轨间隙等等造成的瞬态影响。62电信线上的干扰621数字电信线本部分未涵盖如PCM，ISDN的数字系统的干扰。622模拟电信线轨道系统牵引时电流的谐波可能会在一个常规的模拟电信系统中产生噪声。ITuT规定了常规模拟电话线可接受的噪声水平，用一个噪声计滤波器测量此噪声的值。牵引车辆吸收或

10、产生的电流和电话线上的噪声之间的关系既不是在车辆制造商也不是在网络操作者的完全控制下(详见A1)。牵引车辆的买方应有责任依据基础设施管理者的规则在车辆接口处规定一个频率权重的电流限值。一般使用的方法是指定一个有噪声频率加权的噪声计电流I。附录A中陈述了这种方法的背景和应用范围。正如所知道的J。不能完全说明在千赫兹频率范围内谐波的噪声影响，可采用由买方指定频率加权的替代方法。63射频电磁骚扰631试验场所试验场所应尽可能在现有的轨道环境限制下满足“自由空间”的要求；应在下列最小间距内没有树木、围墙、桥梁、隧道或车辆靠近测量点：2GBT 243383-2009IEC 6223631：2003干线车

11、辆 30m；城市车辆 10m。因为架空线的支柱是不可避免的，所以测量点应在支柱间的中点，在轨道对面(如果是双轨，在被使用的轨道一侧)。如果轨道系统是通过第3轨供电，天线应放在轨道同侧(最坏的情形)。架空线第3轨应是一个在测量点两边的“无限远的”线路，离测量点的最小净长度应为：干线车辆 3 km；城市车辆 500m。架空线第3轨的中止以及变电所、变压器、无电区、分段绝缘器等都应避免。因为接触网上射频可能会产生谐振，所以现有的架空系统布置，有可能必须改变试验场所。在测量车辆噪声前应知道或测量变电所的影响。应避免靠近邻近的电源线，包括直埋电缆、变电所等等。在同一供电臂内或在以下距离内应无其他轨道车辆

12、：干线机车车辆 20 km；城市车辆 2 km。如果不能满足这些条件，那么应记录试验时每次车辆发射测量之前和之后的环境噪声。否则，仅测量系列试验开始和结束时的两种环境噪声就足够了。如果在规定的频率或规定的频率范围内环境噪声高于限值但小于6 dB，那么不必考虑这些频率的测量。试验报告应记录这些频率。632试验条件试验应涵盖可能产生辐射发射的车载所有系统的操作。拖车应在静态时一个激励方式下进行试验(辅助变流器、电池充电器等在工作中)。牵引车辆应在静态和低速行驶时进行试验。在静态试验过程中，辅助变流器应工作(在最大负载条件下但不一定产生最大发射水平)变流器应通电但不工作。慢行试验时，速度应慢得足以避

13、免滑动接触拉弧或跳动，也应高得足以采用电制动。城市车辆的推荐速度范围为(20士5)kmh，干线车辆的推荐速度范围为(504-lO)kmh，当经过天线时，车辆应在给定速度范围内以大约其最大牵引力的13加速或减速。如果下列条件能达到，对工作在其最大牵引力13下的车辆采用机械制动的静态试验可替代慢行试验：牵引设备允许在静止时工作；如果制动中没有使用不同的电路，则不需要对电制动进行试验。如果带牵引力的静态试验替代了慢行试验，应该应用慢行的限值。试验报告中应说明牵引力静态试验的理由。633发射限值GBT 243383-2009IEC 62236-3-1：20034扭jfuA，m90dB(“Vm)、 、-

14、 、 、10 kHz 100kHzl 1 MHz 10MH2 100MHzGBT 243383-20091EC 62236-3-1：2003：IA、 1、v， 13、 、A 、 C 、 、 X。，、 、 心 入、 、 心lO 100Z 1 10M OM9kHZ图2慢行试验的限值发射限值：A一2025 kV ACB一15 kVAC或15 kVDCC=750V和600VDC注4：所有的值为10 m法测得的峰值。注5：(两图都适用)有少许工作在9 kHz至150 kHz的外部无线电服务可能受轨道交通影响，如果可以证明不存在电磁兼容性问题，则任何超过图1和图2的发射限值都可被接受。注6：城市街道上使用

15、的城市车辆限值正在考虑中，一般可采用图1和图2中的C的限值。注7：电传动内燃机车及内燃牵引单元，可采用图1和图2中的C的限值。5GBT 243383-2009IEC 6223631：2003附录A(资料性附录)电信线上的干扰A1 轨道系统中的电流和电信线上的噪声之间的关系邻近电气化轨道线的常规电信铜质电缆易受由轨道系统中电流引起的电磁骚扰的影响。这些骚扰导致从基波频率到更高频率谐波的感应共模电压。谐波源是牵引车辆的牵引设备和或变电所所用的变流器。由于电缆本身的不平衡，这些共模电压转化为差模电压或噪声。ITUT规定了常规的模拟电话线上可接受的噪声水平。这个噪声值是通过噪声计滤波器测量的。牵引车辆

16、吸收的电流和电信线上的噪声之间的关系既不是在车辆制造商的完全控制之下，也不是在轨道系统和电信网络操作者的完全控制之下。这些关系取决于：电信电缆的结构：屏蔽、对地的绝缘、电缆的平衡；电信终端的特性：抗扰度、输入平衡；电信网络的拓扑：与轨道平行的电信线的长度；轨道与电信线之间的距离；接地电阻；铁路网络的拓扑：单双轨；接触网的供电类型：交流直流；变电所纹波(在某些情形的直流整流器或交流167 Hz静止变流器)；接触网和馈电系统的类型(例如125 kV或225 kV)；回流导体的应用；考虑中的区段的单端或双端供电；列车循环密度；牵引车辆的电流吸收和谐波产生；从许多变流器叠加的谐波类型。A2噪声计电流的

17、定义噪声计电流是一个等效干扰电流，它代表电源回路中的电流频谱对电话线的有效骚扰，它由下列公式定义：k一击(t)2式中：J。噪声计电流；J，接触网电流在频率f时的电流分量；6GBT 243383-2009IEC 62236-3-I：2003Pr噪声计加权因子；Psoo800 Hz时的加权因子。A值可以在ITuT“电信线对来自电源和电气化铁路线有害影响的保护导则(ITU-T041)”中找到。测量时，可利用一个噪声计滤波器，它根据这些A值自动计算信号的伏特和安培数。A3限值和试验条件买方应有责任规定噪声计电流的最大值和已定义的条件，包括持续时间。应包含下列条件：在正常条件和降低性能条件下(一个或几个

18、牵引变流器暂时停止工作)的j。的限值。在直流供电的情况下：直流轨道交通通常是从三相交流电源经二极管整流器供电。理论上，一个单桥整流器产生6脉波电压(也就是50 Hz电源中在第一次谐波为300 Hz)或两桥整流器产生12个脉波(也就是600 Hz)。由于整流器中的不平衡以及电感作用，通常其基波分量为50 Hz。变电所中安装的滤波器大大减少了变电所的影响。然而直流系统中，变电所是骚扰的主要来源。因此，一台合格的牵引车辆，应考虑整流器单元和固定安装的滤波器的作用。也有必要考虑牵引车辆与变电所之间的距离，该距离影响线路的电感。在交流供电的情况下：如果考虑了线路电压失真，应规定基本的谐波。如果要考虑接触

19、网系统中特殊的谐振条件，就有必要规定相关的数据。否则假定给予最靠近变电所的车辆位置为最高的J。值。A4 噪声计电流的测量在验收试验或研究试验过程中，则应在牵引车辆上测量骚扰电流J如果频率响应是足够的(最少达到5 kHz)，可以使用现有的车辆电流传感器。在交流系统中，应在变压器原边绕组高压端获取电流，而不是在接地端，因为变压器可能有一个低于10 kHz的谐振频率。应依靠噪声计或其他依照噪声计加权因子A来滤波的合适的系统来测量噪声计电流。为了获得有关频谱成分和骚扰来源的额外信息，强力推荐使用一台双通道频谱分析仪用于测量车辆输入电流和输入电压。应在正常和降低性能(不是所有变流器工作)的两种运行模式下

20、测量噪声计电流。测量结果的说明应考虑工作条件以及线路电感、电源电压变化的影响。由于瞬变现象(电源回路的切换、受电弓的跳动、第3轨第4轨的间隙等)的影响应在评定之外。A5一个列车组全部的噪声计电流的计算通常，获取一个列车组的总电流是不必要的，一般获取列车组一个牵引单元的电流就足够了，而不需要特殊的测量系统，在整个列车组上分布安装传感器来获得总电流。如果在列车组的一个电源端测量噪声计电流，这辆列车组有“n”个端口，应依据下列规则计算全部电流：7GBT 243383-2009LEC 6223631：2003A51直流系统直流系统通常是由三相交流电经二极管整流器供电的。如果没有使用专用滤波器，那么整流

21、器输出纹波对经电源区段吸收的噪声计电流有很大的影响。带主整流器纹波的直流系统：(用凸轮轴控制的车辆；用斩渡器或逆变器控制的车辆，有6一脉冲整流器无滤波的变电所)I“mD=nI。uniO带低整流器纹波和车辆上有变流器的直流系统：当斩波器以交错方式工作时，L。c。可能低于I，一一。当斩波器工作不同步或逆变器直接连到电源时，I，c。一nI。t，。A52交流系统由电源区段的车辆产生的噪声计电流主要取决于车辆上使用的变流器类型。相控变流器的交流系统I。，一再Ip,o(，这些似乎是基于车辆类型、速度和实际电流消耗混合统计的。但近来有关大功率列车组的经验表明，当I。，一nf。适用时，i规则不适用于相等速度、

22、相同功率和相同车辆类型的情形。带4象限变流器的交流系统(4QC，脉宽调制主变流器)如果4QC以交错方式工作(正常工作条件)，Jp吣(一，I。cm如果n个相同单元以非交错方式工作，J坤。(。“，一nI。)。8B1 目的GBT 243383-2009IEC 62236-3-1：2003附录B(规范性附录)射频电磁骚扰一试验程序此附录陈述了用于评估和鉴定一个完整的轨道车辆或列车产生在9 kHzl GHz范围内的噪声的测量方法。它执行IEC 62236-2：2003推荐的大多数测量方法，但提供的简化的测量方法能较大地减少整个试验的持续时间。B2测量设备和试验方法为了减少试验持续时间，使用扫频技术。一台

23、频谱分析仪或一台计算机控制的接收机都能做到，每个频率范围被分成几个子区间。对一列车或车辆的每次评估都在于每个子区间所做的试验。设备应连续扫描这个子区间并存储试验过程中达到的最大值。这通过“峰值保持”功能或由计算机控制的设备来完成。这些方法假设电磁噪声的水平和特性在每次扫描过程中不会有较大变化。有关天线的位置、场所、类型和其他特征与IEC 62236-2：2003的陈述相同。测量设备应与CISPR 161中第3章“9 kHz到1 GHz频率范围的峰值测量接收机”陈述的要求一致。然而，对于9 kHz到150 kHz范围(频带A)200 Hz带宽可能产生下列问题：标准频谱分析仪并不总适用；对于移动的

24、噪声源扫描持续时间太长。因此有必要增加子区间的数目，但这与本方法的目标是矛盾的。出于这些原因，频带A的带宽可能要高一些，1 kHz是合适的值。假定噪声是一种宽带白噪声，测量结果应可实施适当的修正。表B1可能用做试验指南：表B1试验指南频带 子区间Hz 跨度Hz 带宽kHz 扫描时间6ms9 k59 k 50 k 1 300A50 k150 k 100 k 1 300150 k115M 1 M 9或10 371M11M 10 M 9或10 370B10M20M 10 M 9或10 37020M30M 10 M 9或10 37030M230M 200 M 100或120 42CD 200M500M 300 M 100或120 63500M1G 500 M 100或120 1008用于频谱分析仪。b一台仪器与其他的仪器可能会有轻微的差别。注：如果使用一台标准低价频谱分析仪，应注意总是在制造商保证的限度内(输人衰减、中频增益)使用该设备并确保适当的校准。在试验前必须用一个参考信号在整个频率范围内检查仪器的精度。