铁路机车用电设备的emc测试

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1、应用指南应用指南 KS-AN-010 铁路机车用电设备的 EMC 测试 铁路机车用电设备的 EMC 测试 如何对铁路机车（内燃机车/电力机车）用电设备进行 EMC 测试？ 如何对铁路机车（内燃机车/电力机车）用电设备进行 EMC 测试？ 电机类产品 EMI 测试涉及到的基础标准： 电机类产品 EMI 测试涉及到的基础标准： GB4824 EN55011 / CISPR11 GJB461 / 462 铁路系统包括： 铁路系统包括： 整个铁路系统； 机车车辆和配套车辆； 机车用电设备； 信令和通信设备的发射和抗扰度； 千里顺风电讯技术有限公司 KS-AN-010 免费服务热线: 800 810 7

2、051 网址： E-mail: 1 正文 正文 铁路的 EMC（电磁兼容）测试项目包含了铁路系统的各个方面： (1)整个铁路系统的对外发射； (2)机车车辆和配套车辆； (3)机车车辆仪器； (4)信令和通信设备的发射和抗扰度； (5)固定供电设施和装置的发射及抗扰度。 本文就车载用电设备的 EMC 测试方法进行论述。 铁路系统的其他部分 EMC 测试内容请 与千里顺风公司工程师联系。 标准概况 标准概况 铁路机车车辆用电设备产品的测试标准繁多，如： EN50155 Railway applications Electronic equipment used on rolling stock

3、EN5012132 Railway applications Electromagnetic Compatibility Rolling Stock Apparatus RIA12 General Specification for Protection of Traction and Rolling Stock Equipment from Transients and Surges in DC Control Systems TB/T3021 铁道机车车辆电子装置 TB/T3034 机车车辆电气设备电磁兼容性、试验及其限值 EN50155，EN5012132，RIA12 是国际上主要的机车

4、用电设备测试标准。而我国考虑到 我国国内关于铁路机车车辆标准 TB/T3021，TB/T3034 等则对这些标准进行了引用。 EN50155 几乎包含了所有机车用电设备的测试项目，包含各种环境，安全，EMC 测试要 求。其中在 EMC 这个方面主要是引用 EN5012132 的各项测试要求。 EN50155 和 RIA12 在 EMC 的领域，与 EN5012132 主要区别是，EN50155 和 RIA12 包含 了 EN5012132 所没有的多项高压和电压波动测试项目。 千里顺风电讯技术有限公司 KS-AN-010 免费服务热线: 800 810 7051 网址： E-mail: 2 具

5、体测试分类 具体测试分类 在 EN5012132 中， 机车车载用电设备的 EMI 测试项目主要是引用 EN55011 的测试项目 进行测试的： 测试项目分析 测试项目分析 EMI 骚扰测试骚扰测试 测试项目 测试频率 测试前端设备 传导骚扰传导骚扰 150kHz30MHz LISN 、电流探头 辐射骚扰辐射骚扰 301000MHz 天线 传导 EMI 测试的前端骚扰采集设备是 LISN 或电流探头，主要通过传导的方式采集电源 线或信号、控制线上的干扰信号，频率范围 150kHz30MHz。辐射 EMI 测试的前端骚扰采集 设备是 EMI 天线， 采集的是 EUT 通过空间辐射出来的骚扰信号，

6、 频率范围 30MHz1000MHz。 EMI 测试可在开阔场或电波暗室进行，具体示意图和测试限值请见下图： 测试项目 测试量值 测试标准 测试设备 千里顺风电讯技术有限公司 KS-AN-010 免费服务热线: 800 810 7051 网址： E-mail: 3 辐射骚扰 EMI 测试示意图: 用天线进行测试 实际暗室中进行 EMI 测试 一组传导 EMI 测试限值 一组辐射 EMI 测试限值 千里顺风电讯技术有限公司 KS-AN-010 免费服务热线: 800 810 7051 网址： E-mail: 4 EMS 射频抗扰度测试射频抗扰度测试 在机车用电设备的 EMC 测试标准里，EMS

7、抗扰度测试项目要比 EMI 测试项目多许多。 抗扰度测试要求主要来源于 EN5012132，EN50155， RIA12。 EN5012132 涉及的测试项目主要引用 EN / IEC610004 系列的测试项目。而 EN50155， RIA12 中关于 EMC 的测试项目主要是高压方面的要求。 KiloSense 提供的满足机车 EMS 抗扰度标准要求的测试系统各项指标及对应设备 下面分别对各项机车常规 EMS 抗扰度及电压波动、浪涌测试做简单介绍： 各项机车常规 EMS 抗扰度（EN50121 / IEC610004） ： a) 静电放电测试(简称 ESD) / IEC6100042 人体

8、活动时，皮肤与衣服之间、衣服与衣服之间、或人与地面之间互相摩擦，便会产生 静电荷积累。在接触到接地点时，静电荷瞬间释放，变产生静电放电现象。 具体原理及测试方法请见下图： 测试项目 测试量值 测试标准 测试设备 千里顺风电讯技术有限公司 KS-AN-010 免费服务热线: 800 810 7051 网址： E-mail: 5 静电放电原理 静电放电测试方法 b) 辐射、传导抗扰度测试(简称 RS，CS) / IEC6100043/6 空间射频电磁场(主要来自各种发射机)在 EUT 的各种连接馈线上产生感应电流(或电压)， 作用与设备的敏感部分，干扰设备的正常工作。辐射抗扰度测试就是模拟这种现象

9、。 RS 测试通常在电波暗室的环境里进行。由天线产生一定量值的电场对 EUT 进行抗扰度千里顺风电讯技术有限公司 KS-AN-010 免费服务热线: 800 810 7051 网址： E-mail: 6 测试。测试过程中还需要实时通过光纤把 EUT 的各项性能考核指标通过光纤引到测试暗室 之外便于实时监控。 机车标准要求 RS 测试频率范围 80MHz1000MHz， 量值 10V/m AM 调制。 CS 测试与 RS 测试相似， 也是模拟射频电磁场对在 EUT 的各种连接馈线上产生感应电流， 并以此干扰 EUT 正常工作。这项测试是将干扰通过 CDN 直接注入到 EUT 的线束上，以此来 干

10、扰 EUT。其工作频率范围 150kHz80MHz，量值 3V AM 调制。 辐射抗扰度测试方法 c) 快脉冲群测试(简称 EFT) / IEC6100044 电路中，机械开关对电感性负载的切换，通常会对同一电路中的其他电气和电子设 备产生干扰。这类干扰的特点是：脉冲成群出现、脉冲的重复频率较高、脉冲波形的上 升时间短暂、单个脉冲的能量较低。 该项测试对应的测试设备用可以模拟这种脉冲， 通过电源线或信号线对 EUT 进行干 扰测试。测试量值为 2kV。 d) 浪涌测试 / EN50155, RIA12 机车用电设备的浪涌测试是比较特殊的一种测试。它不用 IEC6100045 的测试方 法，而是

11、使用 EN50155, RIA12 要求的测试方法和波形进行测试。EN50155 的浪涌测试与 常规的 IEC6100045 的波形不一样，其主要原因是民用市电和机车用电环境不同，进而 造成浪涌产生的波形不一致。 EN50155 要求主要是两种脉冲波形测试， 脉冲 A 和脉冲 B， 而 RIA12 则包含更多的波形，具体波形指标见下表 千里顺风电讯技术有限公司 KS-AN-010 免费服务热线: 800 810 7051 网址： E-mail: 7 测试波形 测试电压(V) 上升沿 d(s)半峰宽 D(s) 阻抗() A 1800 / 2000 5 50 5 B 8400 / 9000 0.0

12、5 0.1 100 C 960 10 100 5 D 1800 5 50 5 E 3600 0.5 5 100 F 4800 0.1 1 100 G 8400 0.05 0.1 100 H 1800 5 50 100 J 3600 0.5 5 100 K 4800 0.5 1 100 L 8400 0.05 0.1 100 EN50155, RIA12 的浪涌测试要求 浪涌波形示意图 e) 电压波动,中断及过压浪涌测试/ EN50155, RIA12 机车用电设备的电压波动测试项目也是比较特殊的一种项目，其主要原因是民用市电和 机车用电环境不同，导致电压波动的原理也有不同。EN50155 的电

13、压波动测试严酷程度和要 求数量都小于 RIA12，因此就 RIA12 的该项测试做简单介绍： 千里顺风电讯技术有限公司 KS-AN-010 免费服务热线: 800 810 7051 网址： E-mail: 8 一些电压中断的测试要求： 输入电压中断在 10ms 内不应造成设备故障 设备应要在电源更替过程中断 30ms 内满意地运作 标称输入电压（VN） 输入范围 0.7（VN） 1.25（VN） 瞬变下限 （0.1s） 0.6（VN） 24V 17 30V 14V 36V 25 45V 22V 48V 34 60V 29V 72V 50 90V 43V 96V 67 120V 58V RIA1

14、2 的电压波动测试要求 标称输入电压（VN） 输入范围 3.5（VN） 24V 84V 36V 126V 48V 168V 72V 252V 96V 336V 110V 385V RIA12 的过压浪涌测试要求 电压波动测试示意图 虽然民标和军标都有磁场 EMI 测试项目，但是其考核的频率范围是不一样的。所对应 的测试磁场测试设备也不一样。 千里顺风电讯技术有限公司 KS-AN-010 免费服务热线: 800 810 7051 网址： E-mail: 9 总结 总结 机车用电设备由于使用环境的特殊性，与常规 EMC 测试存在较大差异，因此只有仔细 研读标准，才能完成或搭建完全满足机车要求的 EMC 测试项目。 千里顺风电讯技术有限公司 KS-AN-010 免费服务热线: 800 810 7051 网址： E-mail: 10 关于千里顺风公司 KiloSense ： 关于千里顺风公司 KiloSense ： 作为多家欧美知名 EMC 公司的中国代理， 千里顺风公司能够提供全面的满足