GB/T 34574-2017 高速列车电磁发射限值与测量

　　ICS 29 . 280 S 35

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 34574—2017

　　高速列车电磁发射限值与测量

　　Limitsandmeasurementsofelectromagneticemissionforhigh-speedtrain

　　2017-09-29 发布 2018-04-01 实施

　　中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中 国 国 家 标 准 化 管 理 委 员 会

　　发

　　布

　　GB/T 34574—20 17

　　GB/T 34574—20 17

　　前 言

　　本标准按照 GB/T 1 . 1—2009 给出的规则起草。

　　请注意本文件的某些内容可能涉及专利。 本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。

　　本标准由国家铁路局提出。

　　本标准由全国牵引电气设备与系统标准化技术委员会(SAC/TC 278)归口 。

　　本标准负责起草单位：株洲中车时代电气股份有限公司。

　　本标准参加起草单位：中车青岛四方机车车辆股份有限公司、中车株洲电力机车有限公司、中车长春轨道客车股份有限公司、中车唐山机车车辆有限公司。

　　本标准主要起草人：王益民、余定华、肖石、陈爱军、哈大雷、王永刚。

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　　高速列车电磁发射限值与测量

　　1 范围

　　本标准规定了高速列车电磁发射的限值要求、测量条件、测量方法、测量技术和评估方法。

　　本标准适用于测量高速列车内部在 0 kHz~20 kHz频率范围(不包括 0)的磁场发射以及高速列车在 9 kHz~1 GHz频率范围的对外发射。

　　电力机车、城际和城轨电动车组可参照执行。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件对于本文件的应用是必不可少的。 凡是注 日期的引用文件，仅注 日期的版本适用于本文件 。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

　　GB/T 6113 . 101—2008 无线电骚扰和抗扰度测量设备和测量方法规范 第 1-1 部分：无线电骚扰和抗扰度测量设备 测量设备(CISPR 16-1-1:2006, IDT)

　　GB/T 27025 检测和校准实验室能力的通用要求(GB/T 27025—2008, ISO/IEC 17025 : 2005 , IDT)

　　GB/T 32577—2016 轨道交通有人环境中电子和电气设备产生的磁场强度测量方法(IEC/TS 62597:2011, MOD)

　　3 术语和定义

　　GB/T 32577—2016 界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

　　3.1

　　电磁发射 electromagneticemission

　　从源向外发出电磁能的现象。

　　[GB/T 4365—2003,定义 161-01-08]

　　3.2

　　高速列车 high-speedtrain

　　最高运行速度大于 200 km/ h 的列车。

　　4 限值要求

　　4 . 1 高速列车内电磁发射限值要求

　　4 . 1 . 1 时变磁场职业照射导出限值

　　测量离地板高度 0 . 9 m 和 1 . 5 m, 限值要求见表 1 或图 1 “----”虚线。

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　　表 1 时变磁场职业照射限值要求

　　4 . 1 . 2 时变磁场公众照射导出限值 Ⅰ

　　测量离地板高度 0 . 3 m, 限值要求见表 2 或图 1“—”实线。

　　表 2 时变磁场公众照射限值 Ⅰ

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　　说明：

　　“----”虚线：对应表 1 中时变磁场导出限值，ICNIRP 职业照射限值;

　　“ ”实线：对应表 2 中时变磁场导出限值，ICNIRP公众照射限值。

　　图 1 职业照射(0 . 9 m 和 1 . 5 m处)和公众照射(0 . 3 m处)的限值曲线

　　4 . 1 . 3 时变磁场公众照射导出限值 Ⅱ

　　距地板高度 0 . 9 m 和 1 . 5 m 时的公众照射导出限值要求见表 3 或图 2 。

　　表 3 时变磁场公众照射限值 Ⅱ 要求

　　4 . 2 高速列车对外界电磁发射限值要求

　　4 . 2 . 1 高速列车静止试验限值

　　高速列车静止试验限值见图 3 。

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　　图 2 列车内距车厢地板 0 . 9 m 和 1 . 5 m处时变磁场强度限值曲线

　　图 3 高速列车静止试验限值

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　　试验限值为准峰值，带宽符合 GB/T 6113 . 101—2008 规定，要求如下：

　　— 200 Hz带宽，对应 9 kHz~150 kHz频率;

　　— 9 kHz带宽，对应 150 kHz~30 MHz频率;

　　— 120 kHz带宽，对应 30 MHz~1 GHz频率;

　　— 测量按 10 m 法进行。

　　4 . 2 . 2 高速列车慢行试验限值

　　高速列车慢行试验限值见图 4 。

　　图 4 高速列车慢行试验限值

　　如图 4 所示，发射限值为峰值，要求如下：

　　— 20/25 kV交流系统的发射限值应满足 A ;

　　— 15 kV 交流系统或 1 . 5 kV直流系统的发射限值应满足 B ;

　　— 750 V 和 600 V直流系统的发射限值应满足 C ;

　　— 测量按 10 m 法进行。

　　5 测量方法

　　5 . 1 总则

　　轨道交通环境中可能影响人体的三个电磁场源分别为机车车辆、牵引供电设备和信号设备。 在1 Hz~10 MHz频率范围内，可通过电流密度来推导相关电磁发射(激励)以及最基本的限值;而在100 kHz~ 300 GHz范围内，宜测量高速列车对外的电磁发射，但本标准仅涉及 1 GHz 以内的对外发射测量。

　　在高速列车内，由于牵引变流器和辅助变流器开关频率比较低(在几千赫兹以下，在 20 kHz 以上的谐波分量较小)，测量频率范围为 0

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　　5 . 2 高速列车内部测量

　　5 . 2 . 1 高速列车工作区域

　　应测量确定该区域内高速列车在静止和动态条件下的发射。

　　应在正常工作条件下，测量司机室和监控室内工作人员(司乘人员)座位和其他可能存在被照射位置的磁场，包括控制操纵台、通信设备、监视设备和空调/加热器等位置。

　　测量高度离地板 0 . 9 m 和 1 . 5 m,水平测量距离墙体 0 . 3 m 或在工作人员(司乘人员)能到达的最小距离(不小于 0 . 3 m ) 。

　　5 . 2 . 2 高速列车公众区域

　　应测量确定高速列车在静止和动态条件下的发射。

　　在公众(旅客)最有可能接近高速列车发射源，如变压器、功率变流器、电抗器和辅助变流器等位置进行测量;在此情况下，测量距地板高度为 0 . 3 m 、0 . 9 m 和 1 . 5 m,距墙体水平测量距离为 0 . 3 m 或公众(旅客)能到达的最小距离(不小于 0 . 3 m ) 。

　　5 . 3 高速列车对外发射测量

　　应测量确定高速列车在静止和动态条件下的对外发射。

　　9 kHz~30 MHz 的磁场测量应满足：环形天线的几何中心至轨道中心线的距离为 10 m,天线离轨面高度为 1 m~2 m,天线的平面应平行于轨道中心线，见图 5 。

　　图 5 9 KHz~30 MHz磁场测量布置图

　　30 MHz~300 MHz 的电场测量应满足：双锥天线的几何中心至轨道中心线的距离为 10 m,天线离轨面高度为 3 m,见图 6 。

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　　图 6 30 MHz~300 MHz电场测量布置图(垂直极化)

　　300 MHz~1 000 MHz 的电场测量应满足：对数周期天线的几何中心至轨道中心线的距离为10 m,天线离轨面高度为 3 m,见图 7 。

　　图 7 300 MHz~ 1 GHz电场测量布置图(垂直极化)

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　　所有电场测量应包括天线垂直极化和水平极化测量。

　　5 . 4 试验条件

　　5 . 4 . 1 高速列车内部测量条件

　　高速列车内的测量应在高速列车正常工作条件下进行。

　　进行磁场测试的高速列车工作条件包括：

　　— 静止条件(S) ：无牵引功率输出时，高速列车不行驶;辅助电路工作，所有相关设备(如空调/加热器、照明、窗加热器和发电机)正常工作。

　　— 动态条件(D) ：牵引功率输出时，高速列车从静止状态启动，以最大加速度加速至最高速度;惰行及最大电气制动至停止;辅助电路工作，相关设备正常工作。

　　试验应尽可能降低其他机车车辆或高速列车的影响。 如果存在不同的电气制动方式，则应分别试验。

　　5 . 4 . 2 高速列车对外发射测量条件

　　试验应涵盖发射车载所有设备工作时可能产生的发射。

　　应在牵引车辆静态和慢行时进行试验。

　　静态试验时，高速列车处于静止状态，无牵引功率输出时，辅助电路及所有相关设备(如空调/加热器、照明等)工作正常。

　　慢行试验时，速度应足以避免滑动接触拉弧或跳动，也应足以实施电制动。 当经过天线时，车辆应为 50 km/ h±10 km/h,并以最大牵引力的三分之一加速或减速。

　　如果采用牵引力静态试验替代慢行试验，应采用慢行限值。 试验报告中应说明采用牵引力静态试验代替慢行试验的理由。

　　5 . 5 试验环境

　　任何高速列车以外及沿线的磁感应源都可能对测量结果产生影响，在运行线路计划中应表明可能的外部源的位置。 测量准备和测量期间，应考虑特殊磁感应源。

　　测量对外发射时，试验场所应尽可能在实际的轨道环境中实现下列要求：

　　— 离测量点的最小间距(30 m) 内应没有树木、围墙、桥梁、隧道或车辆;

　　— 测量点应在架空线支柱间的中点，在轨道对面(如果是双轨，在被使用的轨道一侧);

　　— 测量点两侧的架空线最小净长度应为 3 km。

　　应避免架空线的中断区域、变电所、变压器、无电区和分段绝缘器等。

　　因为接触网上射频可能会产生谐振，既有架空系统的布置有可能导致试验场所的改变。

　　在测量车辆发射前应确认或测量变电所的影响。

　　应避免靠近邻近的电源线。

　　在同一供电臂内或在 20 km距离内应无其他轨道车辆。

　　如果不能满足以上条件，应记录试验时每次车辆发射测量之前和之后的环境噪声;如满足以上条件，仅需测量系列试验开始和结束时的两种环境噪声。

　　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，可不考虑这些频率的测量，但试验报告应记录超出限值部分小于 6 dB对应的频率。

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　　6 测量技术

　　6 . 1 频率范围

　　在 0 kHz~20 kHz 频率范围用场强探头测量。 当测量设备不具备 1 Hz~ 5 Hz 测量能力时， 1 Hz~5 Hz范围的测量值以 5 Hz 的测量值为基础乘以(25/f2 ) 进行折算。

　　9 kHz~30 MHz 的频率范围，用磁场天线测量列车对外的磁场发射。

　　30 MHz~1 GHz 的频率范围，用电场天线测量列车对外电场发射。

　　6 . 2 测量仪器设备

　　6 . 2 . 1 低频磁场测量仪器设备

　　测量仪器设备应满足 GB/T 32577—2016 中 5 . 3 的要求。

　　6 . 2 . 2 高频电磁场测量仪器设备

　　发射测量设备的精度、峰值和准峰值检波的带宽应符合 GB/T 6113 . 101—2008 的规定。

　　6 . 3 评估方法

　　6 . 3 . 1 列车内部低频磁场

　　对测量数据进行评估和评定的方法由试验相关方协商确定，对测量数据进行峰值评估。

　　职业照射测量值应低于图 1 中的“----”虚线规定的限值。

　　公众照射测量值在距离车厢地板 0 . 3 m 高度时应低于图 1 中的“—”实线规定的限值。

　　公众照射测量值在距离车厢地板 0 . 9 m 和 1 . 5 m 时应低于图 2 中的曲线规定的限值。

　　6 . 3 . 2 高速列车对外发射

　　高速列车静止试验的测量值应低于图 3 限值曲线规定的限值。

　　高速列车慢行试验的测量值应低于图 4 限值曲线规定的限值。

　　6 . 4 测量程序

　　6 . 4 . 1 高速列车内部测量

　　测量前应制定试验大纲。

　　应同时进行磁场的三轴测量，并按本条款规定的方法，对测量区域的每一点进行磁场测量：

　　— 静态测量：测量三轴方向的磁场，持续时间 30 s~60 s ;

　　— 动态测量：从静止以最大加速度加速至最大速度，惰行至少 10 s,再启动最大电制动停车，测量三轴方向的磁场。

　　对每个状态和每个测量点只需测量一次，记录测量时间内的最大值。

　　6 . 4 . 2 高速列车对外发射测量

　　6 . 4 . 2 . 1 频率选择

　　测量频率选择时应考虑附近是否有强信号存在，例如公共广播站。 每十倍频程应至少有三个频率测量点。

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　　6 . 4 . 2 . 2 频率扫描

　　列车经过测量点的时间很短，通常采用频率扫描的方式进行测量。 测量过程中当频率改变时，接收机应记录噪声的峰值并显示。 驻留时间影响精度，带宽决定扫描速率，因此接收机的扫描速率应匹配规定的带宽要求。 应记录频率扫描的扫描速率和带宽。

　　6 . 4 . 2 . 3 瞬态

　　在测量过程中，由于电源断路器的操作或列车过分相时，接收机可能会检测到一些瞬态毛刺，这些瞬态因素不影响发射限值的选择。

　　7 报告

　　按 GB/T 27025 要求编制报告。

　　应提供与仪器和测量有关的以下信息：

　　— 测试日期;

　　— 后处理方法;

　　— 测量时间;

　　— 试验布置(如测量高度和位置);

　　— 环境条件(如天气条件、其他场源和磁性材料等);

　　— 测量不确定度;

　　— 评估结果(如评估 0 kHz~20 kHz 范围的 ICNIRP值、符合图 3 和图 4 的限值要求);

　　— 所选位置的频域分析(如带有强发射或第三方要求的);

　　— 所给试验条件的任何合理偏离(如测量持续时间、最大电流)。

　　在高速列车试验时，应明确记录以下信息：

　　— 轨道和运行方向;

　　— 列车结构;

　　— 机车车辆及其相对位置;

　　— 机车车辆重量(包括载重和自重);

　　— 受电弓位置;

　　— 变电所名称及位置;

　　— 回流轨道(双轨/单轨)和回流电缆的特性;

　　— 吸流变压器和变电所位置与测量点的关系;

　　— 牵引变流器位置;

　　— 辅助变流器位置;

　　— 主变压器位置;

　　— 尽可能记录导线电流对应机车车辆的总损耗、机车车辆的速度和接触网电压。

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　　参 考 文 献

　　[1] GB/T 4365—2003 电工术语 电磁兼容

　　[2] GB/T 4549 . 1—2004 铁道车辆词汇 第 1 部分：基本词汇

　　[3] GB 21288—2007 移动电话电磁辐射局部暴露限值

　　[4] ISO/IEC 17025 General requirement for the competence of testing and calibration laborato- ries

　　[5] EN 50392 Generic standard to demonstrate the compliance of electronic and electrical appa- ratus with the basic restrictions related to human exposure to electromagnetic fields (0 Hz~300 GHz)

　　[6] EN 45502-2-1 Active implantable medical devices—Part 2-1 : Particular requirements for ac- tive implantable medical devices intended to treat bradyarrhythmia (cardiac pacemakers)

　　[7] Guidelines for limiting exposure to time-varying electric, magnetic and electromagnetic fields(up to 300 GHz)