GB T 24338.5-2009 轨道交通.电磁兼容.第4部分 信号和通信设备的发射与抗扰度.pdf

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1、lCS 29280S 35 a宦中华人民共和国国家标准GBT 243385-2009IEC 62236-4：2003轨道交通 电磁兼容第4部分：信号和通信设备的发射与抗扰度Railway applications-Electromagnetic compatibility-Part 4：Emission and immunity of the signalling andtelecommunications apparatus200909-30发布(IEC 622364：2003，IDT)2010-0101实施中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局借龠中国国家标准化管理委员会履111目 次前言

2、一1范围-2规范性引用文件3术语和定义一4位置描述一5设备的发射限值6抗扰度一61性能判据62试验要求附录A(资料性附录) 牵引频率试验(线对地)GBT 243385-20091EC 62236-4：2003I；2233336刖 吾GBT 243385-2009IEC 622364：2003GBT 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3-2部分：机车车辆设备；第4部分：信号和通信设备的发射与抗扰度；第5部分：地面供电装置和设备的发射与抗扰度。本部分为GBT 24338的第4部分。本

3、部分等同采用IEC 622364：2003轨道交通电磁兼容第4部分：信号和通信设备的发射与抗扰度(英文版)。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)用小数点“”代替作为小数点的逗号“，”；c)删除国际标准的前言和引言。本部分的附录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、中铁电气化勘测设计研究院有限公司。本部分主要起草人：余定华、严云升、刘贵、刘爱华。GBT 243385-2009IEC 622364：2003轨道交通电磁兼容第4部分：信号

4、和通信设备的发射与抗扰度1范围GBT 24338的本部分适用于安装在轨道区域内的信号和通信设备。安装在机车车辆上的信号和通信设备由GBT 243384来规定。本部分规定了信号和通信设备的发射与抗扰度限值、性能判据。这些设备可能会干扰轨道区域内的其他设备，或增大轨道区域的总发射量，而超出相关标准规定的限值，因此对轨道系统外部的设备存在电磁干扰(EMI)引起的风险。如果直流电源端口的发射低于交流电源端口规定的发射限值，凡是满足GBl77994标准发射水平的设备都能满足本部分的发射要求。除了安装在轨道旁边的设备特殊之外，GBT 177992规定的抗扰度水平也是等同适用的。本部分规定了这些设备的抗扰度

5、要求。所给设备的抗扰度等级在大多数情况下允许这些设备在轨道区域内按预期要求工作(见注)。当设备及相关电缆直接暴露于射频场或被较远的源耦合干扰时，这些抗扰度等级建立了评估设备性能的公共基准。如果某端口用于射频通信(专用的射频器，例如转发系统)的发射或接收，则本部分规定的通信频率下的发射与抗扰度限值不适用于该端口。本部分没有对设备规定基本的人身安全要求，如电击保护、不安全操作、绝缘配合和相关的介电试验。对这些要求的开发设计以及设备的应用，根据正常工作状态进行考虑，不考虑设备的故障状态。本部分规定的要求、试验方法也适用于与被试设备(EUT)相连的通信、信号设备的数据线和电源线。发射与抗扰度要求的频率

6、限值是从0 GHz400 GHz。目前，尚未定义频率低于150 kHz(牵引基频除9b)和高于2 GHz的试验。GBT 176251或GBT 176252范围中规定的产品应符合这两个标准的要求。本部分第2章“规范性引用文件”中列出的基础标准中给出了试验方法。注：抗扰度和发射等级本身并不能保证设备集成有满意的性能。本部分没有涵盖设备的所有可能配置，但是在大多数情况下，试验等级足以保证获得满意的电磁兼容性。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

7、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 176251 电磁兼容限值谐波电流发射限值(设备每相输入电流16 A)(GBT 176251-2003，IEC 6100032：2001，IDT)GBT 176252 电磁兼容限值对每相额定电流不大于16 A的设备在低压公共供电系统中产生电压波动和闪烁的限制(GBT 176252一1999，idt IEC 61000-3-3：1994)GBT 176262 电磁兼容 试验和测量技术 静电放电抗扰度试验(GBT 1762622006，IEC 61000-4-2：2001，IDT)GBT 176

8、2632006电磁兼容试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰度试验(IEC 610004一】GBT 243385-2009IEC 62236-4：20033：2002，IDT)GBT 176264电磁兼容2008，IEC 610004-4：2004，IDT)GBT 17626，5 电磁兼容IEC 6100045：2005，IDT)GBT 176266电磁兼容2008，lEC 6100046：2006，IDT)GBT 176268电磁兼容IEC 6100048：2001，IDT)GBT 176269电磁兼容idt IEC 6100049：1993)试验和测量技术 电快速瞬变脉冲群抗扰度试验(GBT 1

9、76264试验和测量技术浪涌(冲击)抗扰度试验(GBT 1762652008，试验和测量技术射频场感应的传导骚扰抗扰度(GBT 176266试验和测量技术 工频磁场抗扰度试验(GBT 176268 2006试验和测量技术 脉冲磁场抗扰度试验(GBT 1762691998GBT 1762616 电磁兼容 试验和测量技术0 Hz150 kHz共模传导骚扰抗扰度试验(GBT 17626162007，IEC 61000416：2002，IDT)GBT 1779922003 电磁兼容通用标准 工业环境中的抗扰度试验(IEC 6100062：1999，IDT)GBT177994 电磁兼容 通用标准 工业环

10、境中的发射标准(GBT 177994 2001，idt IEC 61000-64：1997)GBT 24338，1轨道交通2003，IDT)GBT 243384轨道交通IEC 622363-2：2003，MOD)电磁兼容第1部分：总则(GBT 2433812009，IEC 622361电磁兼容 第32部分；机车车辆 设备(GBT 243384 2009，3术语和定义下列术语和定义适用于GBT 24338的本部分。31端口port指定设备和外部环境的特定接口，如：交流电源端口、直流电源端口、输入输出(IO)端口、接地端口。32机箱机柜端口enclosure port设备的物理边界，电磁场可通过该

11、边界辐射或侵入。设备端口的主要分类见图1。4位置描述交流电源端口 机箱机柜端口设备直巍电淫端口图1端口主要分类VO端口接地端口GBT 243381描述了轨道区域的特点。本部分给出了某些设备的特殊考虑，这些设备预期安装在距离最近轨道中心线3 m以内的位置。注：可能需要增加信号设备特定项目兼容性的试验。2GBT 243385-20091IEC 62236-4：20035设备的发射限值应符合GBT 177994的最大允许发射限值。传导发射限值适用于交流和直流电源端口。测量机箱端口的辐射发射时，可以应用10 m测量距离，这时限值增加10 dB。如果设备不是预期安装使用在轨道环境中，需要采用合适标准规定

12、的发射限值。注：如果由于较高的环境噪声或其他原因，不能在10 m或30 m距离测量场强，可以在更近的距离进行测量，如：3 m。这时，需要应用20 dB十倍距离的反比因子把测量数据归算到指定的距离，以决定它是否符合规定。用3 m法测量较大的被试设备时，在30 MHz频率附近应该关注近场效应。6抗扰度61性能判据在本部分范围内，不可能对设备评估规定确切的判据，除非另有规定，否则应采用GBT 243381规定的性能判据。62试验要求本部分规定了设备各个端口的抗扰度要求。试验应在定义明确和可重复的条件下，作为单个试验逐个进行，试验的顺序可以任意选择。试验说明、试验设备、试验方法和试验布置在表1表5列出

13、的基础标准中给出。如果设备带有许多类似连接的类似端口，那么应选择足量的端口，以模拟实际的运行条件，确保涵盖所有不同类型的终端。基础标准的内容在此不作重复，但本部分给出了实际应用时必要的附加信息。表1抗扰度一机箱端口环境现象 试验规范 单位 基础标准 试验布置 备注 性能判据801 000 MHz射频电磁 10 Vm(载波的1_1 GBT 176263 GBT 176253 A场辐射 rms值)80 “AM(1 kHz)800960 MHz 见“8数字无线1 4002 000 MHz电话的射1_2 20 Vm(载波的 GBT 176263 GBT 176263 A频电磁场 rms值)辐射80 A

14、M(1 kHz)见“。5050 Hz CRT显示器干167 Hz 扰在3 Am13 工频磁场 0 Hz(直流) GBT 176268 GBT 176268 (rms值)以上 A100 Am(rms 是允许的。值) 所有的频率均应进行试验。士6 kV(接触放电)14 静电放电 GBT 176262 GBT 176262 见“。 B士8 kV(空气放电)15 脉冲磁场 300 Am GBT 176269 GBT 176269 见 B8所规定的试验仅仅适用于3 m区域内的设备。对于本区域以外，轨道环境内部的设备，可应用GBT 177992m2003的要求。b试验仅适用于包含对磁场敏感的器件的设备，如

15、：霍尔元件，电动扬声器等。试验不适用于暴露在户外环境条件下的设备。如果设备既可以放在室内，也可以放在室外，应采用更严酷的试验等级。d对于预定使用数字无线电话频率下工作设备的，应进行GBT 176263 2006中52规定的试验。GBT 243385-2009IEC 622364：2003表2抗扰度一Io端口环境现象 试验规范 单位 基础标准 试验布置 备注 性能评定o1580 MHz10 V(载波的射频场感 rms值) 见“。试验等21 应的传导 GBT 176266 GBT 176266 级优先考虑为 A80 AM骚扰调制波。(1 kHz)150 源阻抗n土2 kV(峰值)电快速瞬 550

16、tn ns GBT 17626422 GBT 176264 见 A变脉冲群 5 kHz(重复 (容性耦合夹)频率)1260土2 kV(共模)23 浪涌 士1 kV(差模) GBT 176265 GBT 176265 见山4 B土2 kv(非平衡系统中差模)8试验适用于3 m范围内带有电缆，或10 m范围内带有长度超过30 m电缆的IO端口。除上述电缆长度外，带有电缆的I0端口应该满足GBT177992 2003的要求，但GBT1779922003中表3的注2除外。6试验仅适用于有接口电缆的端口，根据制造商的规范要求，电缆的总长度可能超过3 m。本试验用于模拟间接耦合现象，因此，推荐应用42f1

17、(40 n及2 n为发生器内部的电阻)输出阻抗和05 pF耦合电容。o对于预期与高平衡线对连接的电信端口和其他端口，不需要进行差模试验。表3抗扰度一直流电源端口环境现象 试验规范 单位 基础标准 试验布置 备注 性能评定01680 MHz射频场感 10 V(载波的31 应的传导 rm5值) GBT 176266 GBT 176266试验等级优先A骚扰 80 AM(1 kHz) 考虑为调制波。150 源阻抗o土2 kV(峰值)电快速瞬 550 T。ThasGBT 17626432 5 kHz(重复 GBT 176264 A变脉冲群 (直接注入)频率)1250士2 kV(共模)33 浪涌 土1 k

18、v(差模) GBT 176265 GBT 176265 见 B士2 kv(非平衡系统中差模)8本试验用于模拟直接耦合现象。如果电源和地隔离，推荐应用42 0输出阻抗和05灯耦合电容；如果电源和地投有隔离，推荐应用12 n(10 n及2 n发生器)输出阻抗和9 pF耦合电容。这些要求适用于电缆长度超过30m的情况。4GBT 243385-20091EC 622364：2003表4抗挽度一交流电源端口环境现象 试验规范 单位 基础标准 试验布置 备注 性能评定o1580 MH#射频场感 lo V(载波的41 应的传导 rms值) GBT 176266 GBT 176266试验等级优先A骚扰 80

19、AM(1 kHz) 考虑为调制波。150 源阻抗n士2 kV(峰值)电快速瞬 550 TrR ns GBT 17626442 GBT 17626，4 A变脉冲群 6 kHz(重复 (直接注人)频率)1，260 Fs士2 kV(共模)43 浪涌 士1 kV(差模) GBT 176265 GBT 176265 见1 B2 kv(非平衡系统中差模)8本试验用于模拟直接耦合现象，因此，推荐应用12 Q(10 o及2 o发生器)输出阻抗和9灯耦合电容。表5抗扰度一接地端口环境现象 试验规范 单位 基础标准 试验布置 备注 性能评定01580 MHz射频场感 10 V(载波的 试验等级优先51 应的传导

20、rms值) GBT 176266 GBT 176266 考虑为调制波。 A骚扰 80 AM(1 kHz) 见150 源阻抗n士1 kv(峰值)电快速瞬 660 Ln ns GBT 17626452 G13T 176264 A变脉冲群 6 kH2(重复 (容性耦合夹)频率)8试验不适用于电缆长度小于3 m的情况。5CBT 243385-2009IEC 622364：2003附录A(资料性附录)牵引频率试验(线对地)关于适合轨道环境的参考标准，已获得足够多的经验，在此基础上，本资料性附录将指出本部分所提的试验。表A1给出了试验要求，图A1为设备端口和配置示例。表A1 抗扰度一Io端口、直流及交流电

21、源端口环境现象 试验规范 单位 基础标准 试验布置 备注 性能评定九1 牵引频率 167 Hz 见本附录 试验需要在装(线对地) 250 V牵引电流 置区域可用电 A的感应电压 源系统的工作(60 s) 频率下进行。1 500 V短路电流 试验时间(牵引 B(O1 s) 电流的感应电5060 Hz 压)为60 s，或160 v牵引电流 者当EUT的操 A的感应电压 作周期大于60 S(60 s) 时，试验时间等650 v短路电流 于操作周期。 B(01 s) 见8这些数字基于3 km的典型电缆长度。如果电缆长度较短，数值应该线性减小。下面介绍了进行牵引频率试验必要的信息。它基于GBT 1762

22、616标准所做的工作，也包括了为适合于牵引频率试验所需的特定条件所作的改变和附加信息。注：不包括GBT 1762616中与此特定试验项目不相关的信息。A1试验设备A11试验发生器的特点和性能典型的试验发生器包括：调压变压器，它连接到167 Hz、50 Hz及60 Hz电源系统(电源系统是主要的配电网络)，隔离变压器和用于短时试验的时间控制开关。开关动作应与主电压波形O。同步。表A2给出了试验发生器的主要特征。表A2试验发生器的主要特征波形 正弦波，总谐波畸变小于10输出阻抗 50(1士10)n频率 167(1土1)Hz、50(1土1)Hz和60(1土1)Hz开路输出电压范围(Lms)a)连续干

23、扰 167 Hz：1(110)V250(1+10“)V5060 Hz：150(1+10)vb)短时干扰(最小01 s) 167 Hz：10(110)V1 500(1+10)V5060 Hz：650(1+10)v输出电压的通断切换 过0(士5。)时同步注：试验发生器特性的校准应该使用电压探头和示波器，或其他最小带宽为1 MHz的等效测量仪器。测量设备的精度应优于士5。试验发生器的原理图见图A2。GBT 243385-2009IEC 62236-4：2003A12耦合与去耦设备耦合与去耦设备的应用是为了将试验电压耦合至被试设备(EUT)的电源端口、输k输出(信号和控制)端口和通信端口，并避免将试验

24、电压加至完成试验所需的辅助设备(AE)上。A121耦合网络A121I 电源端口、输入输出端口的耦合网络对于电源端口、输入输出端口，每根导线的耦合网络由电阻R和电容C串联组成。每根导线的耦合网络并联连接，构成端口的耦合网络。图A3给出了耦合网络的原理图，元件值为：C10“FRi00nn式中n为导线的数目(n2)在端口的耦合网络中，每根导线的电容和电阻匹配的容差为1。A1212通信端口的耦合网络对于通信端口和其他预期连接平衡线对(一对或多对)的端口，耦合网络为T形网络。图A4给出了T形网络的原理图。元件值为：C一47“FR一200 oL一238 mH(双线绕法)T形网络的器件应在一定容差范围内匹配

25、，以确保T形网络不会显著地减小EUT的共模抑制比。A122去耦装置A1221一般特点去耦装置的作用是抑制试验电压进入辅助设备和对周边环境的影响。去耦装置最重要的特点是它在167 Hz、50 Hz和60 Hz频率上的共模衰减。去耦装置的共模抑制能力应该足够高，以避免降低EUT端口的共模抑制比。有源和无源两种隔离装置均可以应用，有源装置如放大器、光隔离器，无源装置包括隔离变压器、中继器等。A1222规范下面的隔离和去耦规范适用于所有工作信号类型的所有设备。输入对输出、输入输出对地的绝缘耐受能力：3 kV，167 Hz、50 Hz及60 Hz，1 min；频率为167 Hz、50 Hz及60 Hz时

26、的共模去耦(衰减)：60 dB。注：AI212中规定的T形网络对高于10 kHz频率提供了有效的去耦合。另外需要一台试验电压频率的去耦设备。A2试验布置根据设备安装规范来布置和连接被试设备。时刻遵循被试设备、辅助设备以及试验设备的安全接地要求。根据制造商的规范要求将EUT连接到保护地。将试验发生器、耦合网络及去耦装置连接到参考接地平面(GRP)或共地端。由地连到GRP或共地端的连线长度应小于1 m。通过去耦隔离设备连接电源端口、输入输出端口及通信端口。如果AE或电源已被隔离，则不需要专门的去耦隔离设备。注：为了在不剪断电缆的情况下使用正常的端接法，去耦隔离设备应该放置于靠近辅助设备端口的电缆侧

27、。应使用设备制造商指定的电缆。在缺少规范的情况下，应选用适合相关信号形式的非屏蔽电缆。7GBT 243385-2009IEC 62236-4：2003A3试验程序A31实验室参考条件为了减小环境参数对试验结果的影响，试验应在A311和A31_2规定的气候和电磁参考条件下进行。A311气候条件试验应在标准的气候条件下进行：环境温度：1535；相对湿度：2575；大气压力：86 kPa 106 kPa。EUT应在产品标准规定的预期气候条件下工作。A312电磁条件实验室环境的电磁条件不应影响试验结果。A32 EUT的运用EUT应该在它最敏感的模式(程序周期)下连续工作，该模式由预测试决定。应连续监视

28、EUT的性能，任何降级都应在检验报告中注明。基于上述原因，鼓励应用特定的运用软件，但是仅仅允许在软件能表明EUT得到综合运用的条件下使用。为了全面运用EUT，所施加的电源、信号及其他电量均应在额定范围内。如果无法提供实际工作信号源，应用模拟的信号源替代。A33试验的实施警告：由于涉及试验电压或对地的漏电流，试验可能存在不安全的因素。必须有足够的安全警示，以避免操作者的风险。试验根据试验大纲进行，大纲应该规定：试验等级；试验时间；EuT的被试端口；EUT的典型工况；辅助设备。注1：如果设备有大量类似的端rn，那么应选择足量的端口，确保涵盖所有不同类型的终端。试验程序的主要步骤如下：设备性能的预先

29、验证；EuT端口与耦合网络和去耦设备的连接；必要时，对输入信号的工作性能进行验证；施加试验电压。注2：试验配置将影响EUT输入输出端口的工作状态。在对试验电压的影响进行评估时，应考虑将这些新状态作为基准。A331耦合网络的连接所有被试验的端口都应通过适当的耦合网络进行连接(详细信息参见图A3及A121)。A332试验电压的施加依次将试验发生器连到每一个端口。非被试端口应该有单独的与地相连的耦合网络输入终端(见图A3)。8GBT 243385-2009IEC 62236-4：2003试验电压的施加时间应该足够长，确保对EUT的工作性能做出全面验证。对于短时间试验(典型值01 s)，应该重复施加试

30、验电压，直至满足本判据的要求。图A3给出了试验电压应用的一般原理图。A4试验结果和检验报告本条款对试验结果的评估以及检验报告提供指导。由于被试设备和系统的多样性和差异性，使得评估试验对被试设备和系统的影响有一定的难度。根据被试设备的工作状态和功能规范，除了产品标准给出了不同的说明外，试验结果可以分类如下：在规范限值内性能正常；功能或性能暂时降低或丧失，但能自行恢复；功能或性能暂时降低或丧失，但需操作者干预或系统复位；因设备(元件)或软件损坏或数据丢失而造成不能自行恢复的功能降低或丧失。进行本附录定义的试验后，设备不应该处于危险或不安全状态。作为一个通用原则，如果设备在整个试验过程中有较好的抗扰

31、度，在试验结束时满足技术规范的功能要求，则试验结果是肯定的。技术规范可能定义了对被试设备的影响，该影响可能不是很重要，因而可以接受。对于这些状态，应该验证设备在试验结束时能够自行恢复工作能力，应该记录设备完全丧失功能的时间间隔。这些验证与试验结果的最后评估相关联。检验报告应该包括试验状态和试验结果。GBT 243385-2009IEC 622364：200310输入靖口数字高电平数字数据通信数据通信和高平衡电源系统机糖机柜螭口 输出端口图A1设备端口和配置示例专用接地连接隔离变压器It 50n圈A2牵引频率(167 Hz，50 Hz和60 Hz)试验发生器的原理GBT 243385-20091EC 622364：2003图A3型式试验的原理电路11GBT 243385-2009IEC 62236-4：2003至辅助设备至试验发生器l ： ，二。= =c = =c R RI |uI 1、至被试设备图A4预期连接至高平衡线对的通信端口和其他端口的T_网络耦合原理图