轨道交通列车电磁兼容性测试探讨

鲍鲁杰

中车大连电力牵引研发中心有限公司 辽宁 大连 116041

轨道交通系统包括牵引供电系统、信号与机车设备，牵引供电系统包含电力配电，牵引系统包含电压转换，信号系统分为控制与信号传输。供电系统位于列车外部，负责实时提供列车运行电力，牵引系统为列车前行提供驱动力，接收控制中心速度控制指令；信号系统掌握列车运行指令，包括机车控制信号向其他部分下达信息传送。导电壳体包含高压大电流传输模块，交直流转化模块及连接于供电系统的用电设备，分布于列车各节车厢，复杂的系统各部分存在复杂电场，电磁兼容是用电设备实现各自功能相互干扰，要求设备干燥产生信号满足限度，设备对一定幅度的干扰信号表现良好的抗干扰能力。目前已有标准测试方法未考虑轨道交通设备工作环境中电磁场特殊性，仅依据通用类基础标准定义轨道交通设备测试方法，未覆盖干扰信号实际列车中的耦合特征。本文探讨列车设计中应考虑的EMC问题。

1 轨道交通列车兼容性要求

EMC问题包括干扰源、耦合路径与敏感源的要素，轨道交通列车在EMC问题中是干扰源，与列车兼容的系统包括手提无线电系统，列车自带通信设备，列车无线电系统，轨道附近通信系统，公共广播业务，个人通信网络系统，公共移动无线电话系统，直线电话及隧道电话，助听器及起搏器，线路信号机自动列车控制系统。轨道交通列车主要电磁兼容性标准包括EN50121-3-1,BS EN 61000-6-4，EN 50121-3-2。

根据国际电工委员会制定系列轨道交通设备电磁兼容符合性测试标准，将系列标准写入最新电磁兼容指令2014/30EU协调标准清单中，我国对应标准号与IEC 62236-XX系列标准对应[1]。机车及地面装置设备测试无法在实验室完成，项目可在设备所在地现场测试。按照EN 50121-3-2规定，设备应采用AB标准测试设备抗干扰性。标准A要求测试期间设备应如期待持续运行，不允许性能降低，低于制造商规定性能水准；标准B要求测试中运行出现性能降低情况，设备应能如期运行。

2 轨道交通电磁兼容性实验

根据运营商对EMC要求，从干扰角度建议轨道交通列车进行6组实验验证车辆电磁兼容性能。抗干扰实验包括辐射敏感度验证，脉冲抗干扰实验。干扰实验包括传导，低频磁场干扰实验。目前可查询与轨道交通电路兼容性实验方法可参照考欧洲标准DDCLC/TS50238-2:2010。

测试线路供电由牵引变电站单边供电，测试配置包括电流传感器，测试应包括正常运营可能遇到的工况组合。静态测试为设备工作传导电流，动态测试包括列车加速到最高设计速度，组合工况有50%牵引制动，双车动态测试可使用单车实验，可考虑减少降级组合。辐射干扰实验测试车辆对外界的干扰，标准主要基于1《机车车辆整车》，测试配置对天线放置位置标准给出明确要求，电场测试采用对数天线。根据标准要求处置环境干扰过高频率，动态测试根据EN50121-3-1规定低速运行通过测试点。

低频磁场干扰实验测试直流磁场是否对乘客产生影响，磁场强度限制标准可参考德国标准EDINVDE0848-3-1[2]。测试在车辆最高负载下进行，直流测试对三方向读数进行方根处理。车辆低频磁场测试在车内3个高度进行，ESD测试用于检测车载电子电气设备，测试方法遵循IEC61000-4-2。测试气候条件要求相对湿度为30%-60%，大气压力为86-106kpa.测试装置标准对发生器放电特性进行规定。进行接触放电测试，根据EN50121-3-2，采用接触放电±6kv,空气放电±8kv。

EFT实验目的是验证电器设备对切换瞬态瞬变骚扰抗干扰能力，限制值参考EN50121-3-2相关要求。测试配置建议参考IEC61000-4-4规定。对车载电子设备EFT测试可单步建在实验室完成实验，测试配置EFT发生器，规定发生器脉冲特性。整车实验在静止列车进行，对不同端口采用不同测试方法，通讯信号端口±2kv,电源端口±2kv。辐射敏感度测试为防止车载电子设备被无线通信设备干扰抗干扰测试。频率范围为80-1000MHz，测试范围为2100-2500MHz，等级为5V/m。测试整车辐射敏感度受到多种限制，采用IEC61800-3规定测试方法测试。

3 结束语

随着城规交通事业的发展，EMC问题日益受到广泛关注。本文介绍轨道交通列车EMC基本要求，常见测试方法。随着社会的发展，轨道交通列车面对复杂的电磁环境，加大对EMC问题的关注才能确保系统安全性。高速行驶的交通工具任何控制信号错误会造成严重的后果，列车内用电设备由于通信频率提高，机车环境中电磁场环境更加复杂，对电磁兼容性评估提出更高的要求。发射抗干扰尚无明确测试方法验证对机车的影响，未来对列车运行高幅度瞬态信号特征研究非常必要。