Railway applications - Electromagnetic compatibility - Emission and immunity of the signalling and telecommunications apparatus
Lời nói đầu
TCVN 12090-4: 2017 hoàn toàn tương đương với EN 50121-4: 2015.
TCVN 12090-4: 2017 do Cục Đăng kiểm Việt Nam biên soạn, Bộ Giao thông vận tải đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.
ỨNG DỤNG ĐƯỜNG SẮT - TƯƠNG THÍCH ĐIỆN TỪ - PHẦN 4: ĐỘ PHÁT XẠ ĐIỆN TỪ VÀ MIỄN NHIỄM ĐIỆN TỪ CỦA THIẾT BỊ TÍN HIỆU VÀ THÔNG TIN LIÊN LẠC
Railway applications - Electromagnetic compatibility - Emission and immunity of the signalling and telecommunications apparatus
Mục này áp dụng cho các thiết bị tín hiệu và thông tin liên lạc được lắp đặt trong môi trường đường sắt. Thiết bị tín hiệu và thông tin liên lạc được lắp trên phương tiện được đề cập đến trong TCVN 12090-3-2 (EN 50121-3-2), thiết bị tín hiệu và thông tin liên lạc được lắp trong trạm biến áp và được nối với thiết bị trạm biến áp được đề cập đến trong TCVN 12090-5 (EN 50121-5).
Điều 10 này quy định các giới hạn về phát xạ điện từ và miễn nhiễm điện từ, và đưa ra tiêu chí tính năng cho các thiết bị tín hiệu và thông tin liên lạc (S&T) (bao gồm cả các hệ thống cấp điện trong đó) mà có thể giao thoa với tổng thành thiết bị khác trong môi trường đường sắt, hoặc tăng tổng lượng phát xạ điện từ của hệ thống đường sắt và tăng rủi ro về Giao thoa điện từ (EMI) của thiết bị ra ngoài hệ thống đường sắt.
Các thiết bị thỏa mãn các mức phát xạ điện từ trong EN 61000-6-4 sẽ đáp ứng các yêu cầu về phát xạ điện từ trong mục 10 này, miễn là độ phát xạ điện từ từ cổng nguồn DC bất kỳ phải nằm trong các giới hạn phát xạ điện từ được quy định cho các cổng nguồn AC.
Các mức độ miễn nhiễm điện từ đưa ra trong tiêu chuẩn này áp dụng cho
- Thiết bị quan trọng như thiết bị có tính năng khóa liên động hoặc chỉ huy và điều khiển,
- Tổng thành thiết bị trong khu vực 3 m.
- Các cổng của tổng thành thiết bị trong khu vực 10 m có kết nối trong khu vực 3 m,
- Các cổng của tổng thành thiết bị trong khu vực 10 m có chiều dài dây cable > 30 m.
Các tổng thành thiết bị khác không nằm trong ít nhất một trong các trường hợp trên nên thỏa mãn EN 61000-6-2.
Trong hầu hết các trường hợp, các mức độ miễn nhiễm điện từ đưa ra cho tổng thành thiết bị sẽ cho phép thiết bị hoạt động như mong muốn bên trong môi trường đường sắt. Mức độ miễn nhiễm điện từ sẽ đưa ra cơ sở chung để đánh giá sự hoạt động của tổng thành thiết bị, khi bị nhiễu bởi trường sóng vô tuyến do tác động trực tiếp của tổng thành thiết bị và các dây cable liên quan, hoặc do sự giao thoa kết hợp từ nguồn ở xa.
Nếu sử dụng cổng để truyền hoặc nhận các sóng liên lạc vô tuyến (bộ phát xạ điều hướng, ví dụ: các hệ thống chuyển tiếp), thì các yêu cầu phát xạ bức xạ điện từ theo điều 10 này sẽ không được áp dụng cho việc truyền tín hiệu điều hướng từ bộ truyền sóng vô tuyến theo quy định của Liên minh Viễn thông Quốc tế ITU.
Các giới hạn miễn nhiễm điện từ không áp dụng trong các dải băng thông ngoại vi đã được xác định trong tiêu chuẩn tương ứng về thiết bị vô tuyến liên quan tới EMC.
Mục này không quy định các yêu cầu cơ bản về an toàn con người đối với thiết bị, như bảo vệ chống giật điện, các vận hành không an toàn, các thử nghiệm cách điện liên quan. Các yêu cầu được xây dựng và có thể được áp dụng cho nhóm tổng thành thiết bị khi vận hành trong các điều kiện bình thường. Không tính tới các điều kiện sự cố của thiết bị.
Các yêu cầu thử nghiệm được quy định cho từng cổng.
Dải tần số được xem xét là từ 0 Hz (DC) đến 400 GHz. Không cần thiết tiến hành các phép đo ở các tần số nằm ngoài dải tần số trên nếu không có yêu cầu quy định.
Đối với các sản phẩm thuộc phạm vi đề cập của các tiêu chuẩn EN 61000-3-2, EN 61000-3-3, EN 61000-3-11 hoặc EN 61000-3-12, khi đó áp dụng yêu cầu của các tiêu chuẩn này.
Các phương pháp thử nghiệm được đưa ra trong các tiêu chuẩn cơ bản liệt kê ở Điều 2, tiêu chuẩn viện dẫn.
Các quy định cụ thể này được sử dụng cùng với các quy định chung trong TCVN 12090-1 (EN 50121-1).
Các mức độ miễn nhiễm điện từ và phát xạ điện từ không thể là điều kiện đủ để bảo đảm sự tích hợp của tổng thành thiết bị cũng thỏa mãn. Tiêu chuẩn không thể đề cập hết tất cả các cấu hình có thể của thiết bị, mà chỉ đề cập tới mức độ thử nghiệm đủ để thỏa mãn EMC trong phần lớn các trường hợp.
Các tài liệu viện dẫn dưới đây là cần thiết để áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu ghi năm công bố thì áp dụng các bản được nêu. Đối với các tài liệu không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất (kể cả các sửa đổi).
TCVN 12090-1:2017 (EN 50121-1), Ứng dụng đường sắt -Tương thích điện từ - Phần 1: Tổng quan
EN 61000-4-2:2009, Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 4-2: Testing and measurement techniques - Electrostatic discharge immunity test (IEC 61000-4-2:2008) (Tương thích điện từ (EMC) - Phần 4-2: Phương pháp đo và thử - Miễn nhiễm đối với hiện tượng phóng tĩnh điện)
EN 61000-4-3:2006, Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 4-3: Testing and measurement techniques - Radiated, radio-frequency, electromagnetic field immunity test (IEC 61000-4-3:2008) (Tương thích điện từ (EMC) - Phần 4-3: Phương pháp đo và thử - Miễn nhiễm đối với nhiễu phát xạ tần số vô tuyến)
EN 61000-4-4:2009, Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 4-4: Testing and measurement techniques - Electrical fast transient/burst immunity test (EN 61000-4-4:2004) (Tương thích điện từ (EMC) - Phần 4-4: Kỹ thuật thử nghiệm và đo đạc-Thử miễn nhiễm đối với cụm/đột biến nhanh về điện)
EN 61000-4-5:2006, Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 4-5: Testing and measurement techniques- Surge immunity test (IEC 61000-4-5:2005) (Tương thích điện từ (EMC) - Phần 4-5: Phương pháp đo và thử - Miễn nhiễm đối với xung)
EN 61000-4-6:2009, Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 4-6: Testing and measurement techniques - Immunity to conducted disturbances, induced by radio-frequency fields (IEC 61000-4-6:2008) (Tương thích điện từ (EMC) - Phần 4-6: Phương pháp đo và thử - Miễn nhiễm đối với nhiễu dẫn tần số vô tuyến).
EN 61000-4-8:2010, Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 4-8: Testing and measurement techniques - Power frequency magnetic field immunity test (IEC 61000-4-8:2009) (Tương thích điện từ (EMC) - Phần 4-8: Phương pháp đo và thử miễn nhiễm đối với từ trường tần số nguồn)
EN 61000-6-2:2009, Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 6-2: Generic standards - Immunity for industrial environments (EN 61000-6-2:2005) (Tương thích điện từ (EMC) - Phần 6-2: Tiêu chuẩn chung - Độ miễn nhiễm của các môi trường công nghiệp)
EN 61000-6-4:2007, Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 6-4: Generic standards - Emission standard for industrial environments (EN 61000-6-4:2006) (Tương thích điện từ (EMC) - Phần 6-4: Tiêu chuẩn chung - Tiêu chuẩn phát xạ cho các môi trường công nghiệp)
3 Thuật ngữ, định nghĩa và chữ viết tắt
3.1 Thuật ngữ và định nghĩa
Tiêu chuẩn này áp dụng các thuật ngữ và định nghĩa sau
3.1.1
Cổng (port)
Giao diện riêng của tổng thành thiết bị với môi trường bên ngoài, ví dụ: cổng nguồn AC, cổng nguồn DC, cổng I/O (đầu vào / đầu ra), cổng nối đất.
3.1.2
Cổng hộp kín (enclosure port)
Phạm vi giới hạn của tổng thành thiết bị mà trường điện từ có thể bức xạ hoặc tác động vào.
Hình 1 - Phân loại các loại cổng chính
3.1.3
Khu vực 3 m (3 m zone)
Khu vực dọc theo đường sắt trong khoảng cách 3 m tính từ tim của đường ray gần nhất ở cả 2 phía của đường.
3.1.4
Khu vực 10 m (10 m zone)
Khu vực dọc theo đường sắt trong khoảng cách 10 m tính từ tim của đường ray gần nhất ở cả 2 phía của đường.
3.2 Từ viết tắt
| AC | Dòng điện xoay chiều |
| AM | Điều biến biên độ |
| DC | Dòng điện một chiều |
| E | Điện (trường) |
| EMC | Tương thích điện từ |
| EMI | Giao thoa điện từ |
| I/O | Đầu vào / đầu ra |
| ITU | Liên minh Viễn thông Quốc tế |
| S&T | Tín hiệu và thông tin liên lạc |
Môi trường đường sắt được xác định theo TCVN 12090-1 (EN 50121-1).
5 Giới hạn phát xạ điện từ của tổng thành thiết bị
Phải thỏa mãn các giá trị độ phát xạ điện từ lớn nhất cho phép trong EN 61000-6-4. Phải áp dụng các giới hạn phát xạ điện từ dẫn điện cho cả các cổng nguồn AC và DC. Nếu tổng thành thiết bị được sử dụng trong môi trường không phải môi trường đường sắt, khi đó phải áp dụng các giới hạn độ phát xạ điện từ đưa ra trong các tiêu chuẩn phù hợp.
6.1 Tiêu chí tính năng
Sự đa dạng và sự khác nhau của tổng thành thiết bị trong phạm vi của tiêu chuẩn này sẽ gây khó khăn cho việc xác định tiêu chí chính xác để đánh giá các kết quả thử nghiệm độ miễn nhiễm điện từ. Do đó sử dụng 3 mức tiêu chí tính năng chung theo quy định trong TCVN 12090-1 (EN 50121-1).
6.2 Các yêu cầu thử nghiệm
Các yêu cầu về miễn nhiễm điện từ cho tổng thành thiết bị có trong điều 10 này được đưa ra trên cơ sở từng cổng.
Các thử nghiệm phải được thực hiện theo phương thức xác định rõ ràng và có thể lặp lại. Các thử nghiệm phải được tiến hành như các thử nghiệm độc lập trong chuỗi các thử nghiệm. Thử tự chuỗi thử nghiệm là tùy chọn. Thuyết minh mô tả thử nghiệm, chuẩn bị thử nghiệm, phương pháp thử nghiệm và thiết lập thử nghiệm được đưa ra trong các tiêu chuẩn cơ bản tham chiếu tới các bảng từ 1 đến 5.
Nếu tổng thành thiết bị có số lượng lớn các cổng giống nhau hoặc các cổng có nhiều kết nối giống nhau, khi đó phải lựa chọn vừa đủ số lượng cổng để mô phỏng các điều kiện vận hành thực tế và để đảm bảo tất cả các loại đấu nối khác nhau được thử nghiệm (ví dụ: 20 % số cổng hoặc ít nhất 4 cổng).
Nội dung trong các tiêu chuẩn cơ bản này không được nhắc lại ở đây, tuy nhiên mục này đưa ra các thông tin bổ sung cần thiết cho các ứng dụng thử nghiệm thực tế nếu phù hợp.
Các điện áp cảm ứng do các dòng điện kéo sinh ra không được xem xét ở đây. Các điện áp này phải được đề cập tới trong tài liệu quy định kỹ thuật chức năng.
Bảng 1 - Độ miễn nhiễm - Cổng hộp kín
|
| Hiện tượng môi trường | Quy định thử nghiệm | Tiêu chuẩn cơ bản | Thiết lập thử nghiệm | Chú ý về khả năng áp dụng | Ghi chú | Tiêu chí tính năng | |
| 1.1 | Trường điện từ tần số vô tuyến. Điều biến biên độ | 80 MHz đến 800 MHz 10 V/m (rms) 80 % AM, 1 kHz | Sóng mang không điều biến | EN 61000-4-3 | EN 61000-4-3 |
| Mức độ thử nghiệm được quy định là giá trị rms của sóng mang không điều biến | A |
| 1.2 | Trường điện từ tần số vô tuyến, từ các thiết bị thông tin digital | 80 MHz đến 1000 MHz 20 V/m (rms) 80 % AM, 1 kHz | Sóng mang không điều biến | EN 61000-4-4 | EN 61000-4-4 |
| Mức độ thử nghiệm được quy định là giá trị rms của sóng mang không điều biến | A |
| 1400 MHz đến 2000 MHz 10 V/m (rms) 80 % AM, 1 kHz | Sóng mang không điều biến | |||||||
| 2000 MHz đến 2700 MHz 5 V/m (rms) 80 % AM, 1 kHz | Sóng mang không điều biến | |||||||
| 5100 MHz đến 6000 MHz 3 V/m (rms) 80 % AM, 1 kHz | Sóng mang không điều biến | |||||||
| 1.3 | Từ trường công suất - tần số | 16,7 Hz 100 A/m |
| EN 61000-4-8 | EN 61000-4-8 | Xem a | Phải thử nghiệm tất cả tần số Thời gian thử nghiệm là ≥ 10s | A |
| 50 Hz 100 A/m | ||||||||
| 0 Hz 300 A/m | ||||||||
| 1.4 | Xả tĩnh điện | ± 6 kV ± 8 kV | Xả kiểu tiếp xúc Xả kiểu phóng tia lửa điện | EN 61000-4-2 | EN 61000-4-2 | Xem b |
| B |
| a Chỉ áp dụng thử nghiệm cho thiết bị nhạy cảm với từ trường, ví dụ: thiết bị có các phần tử Hall, các microphone điện động. Các màn hình CRT không có bảo vệ có thể bị tác động nhiễu vượt quá 1 A/m (rms). Không được che phủ thiết bị được lắp trực tiếp trên ray chạy do có thể xuất hiện từ trường lớn. b Chỉ có thể áp dụng cho các thiết bị sử dụng công cộng và có thể được tiếp cận bởi nhân viên vận hành (không phải nhân viên bảo trì), trừ khi áp dụng các mức quy định trong EN 61000-6-2. | ||||||||
Bảng 2 - Độ miễn nhiễm - cổng I/O
|
| Hiện tượng môi trường | Quy định thử nghiệm | Tiêu chuẩn cơ bản | Thiết lập thử nghiệm | Chú ý về khả năng áp dụng | Ghi chú | Tiêu chí tính năng | |
| 2.1 | Chế độ phổ biến tần số vô tuyến | 0,15 MHz đến 80 MHz 10 V (rms) 80 % AM, 1 k Hz | Sóng mang không điều biến | EN 61000-4-6 | EN 610004-6 | Xem a, b, e | Mức độ thử nghiệm được quy định là giá trị rms của sóng mang không điều biến | A |
| 2.2 | Hiện tượng quá độ xảy ra nhanh | ± 2 kV 5/50 ns 5 kHz | Đỉnh Tr/Th Tần số lặp | EN 61000-4-4 | EN 61000-4-4 | Xem e | Sử dụng kẹp điện dung (capacity clamp) | A |
| 2.3 | Đột biến điện | 1,2/50 µs |
| EN 61000-4-5 | EN 61000-4-5 | Xem c, d, e | Tất cả các mức nguy hiểm nhỏ hơn mức nguy hiểm cho trước phải được thử nghiệm với cả 5 xung. Tuần tự thí nghiệm không đan xen nhau mà thử cực đầu tiên, sau đó đến cực còn lại. Thử nghiệm với điện áp cung cấp không đổi lớn nhất như quy định trong EN 50155 | B |
| ± 2 kV 42 Ω, 0,5 µF | Điện áp thử nghiệm mạch hở, từ dây tới đất | |||||||
| ±1 kV 42 Ω, 0,5 µF | Điện áp thử nghiệm mạch hở, từ dây tới dây | |||||||
| a Chỉ có thể áp dụng cho các cổng nối dây cable có tổng chiều dài theo quy định của nhà sản xuất là vượt quá 3 m. b Mức độ thử nghiệm có thể được xác định là khi dòng điện tương đương đi vào tải 150 Ω. c Quy định trở kháng đầu ra là 42 Ω (40 Ω và 2 Ω phát ra) và điện dung đấu nối là 0,5 µF. d Không yêu cầu thử nghiệm theo đường dây đối với các cổng thông tin liên lạc và các cổng kết nối khác có độ cân bằng cao. e Các cổng được nối trực tiếp với các cổng nguồn hoặc mạng điện áp thấp (công cộng) cũng được phân loại là các cổng nguồn. | ||||||||
Bảng 3 - Độ miễn nhiễm - Các cổng nguồn DC
|
| Hiện tượng môi trường | Quy định thử nghiệm | Tiêu chuẩn cơ bản | Thiết lập thử nghiệm | Chú ý về khả năng áp dụng | Ghi chú | Tiêu chí tính năng | |
| 3.1 | Chế độ phổ biến tần số vô tuyến | 0,15 MHz đến 80 MHz 10 V (rms) 80 % AM, 1 k Hz | Sóng mang không điều biến | EN 61000-4-6 | EN 610004-6 | Xem a | Mức độ thử nghiệm được quy định là giá trị rms của sóng mang không điều biến | A |
| 3.2 | Hiện tượng quá độ xảy ra nhanh | ± 2 kV 5/50 ns 5 kHz | Đỉnh Tr/Th Tần số lặp | EN 61000-4-4 | EN 61000-4-4 |
|
| A |
| 3.3 | Đột biến điện | 1,2/50 µs |
| EN 61000-4-5 | EN 61000-4-5 | Xem b | Tất cả các mức nguy hiểm nhỏ hơn mức nguy hiểm cho trước phải được thử nghiệm với cả 5 xung và thứ tự thử nghiệm không đan xen nhau mà thử cực đầu tiên, sau đó đến cực còn lại. | B |
| ± 2 kV | Điện áp thử nghiệm mạch hở, từ dây tới đất | |||||||
| ±1 kV | Điện áp thử nghiệm mạch hở, từ dây tới dây | |||||||
| a Mức độ thử nghiệm có thể được xác định là khi dòng điện tương đương đi vào tải 150 Ω. b Khi nguồn cấp được cô lập với đất, khuyến nghị trở kháng đầu ra là 42 Ω (40 Ω và 2 Ω phát ra) và điện dung đấu nối là 0,5 µF. | ||||||||
Bảng 4 - Độ miễn nhiễm - Các cổng nguồn AC
|
| Hiện tượng môi trường | Quy định thử nghiệm | Tiêu chuẩn cơ bản | Thiết lập thử nghiệm | Chú ý về khả năng áp dụng | Ghi chú | Tiêu chí tính năng | |
| 3.1 | Chế độ phổ biến | 0,15 MHz đến 80 MHz 10 V (rms) 80 % AM, 1 k Hz | Sóng mang không điều biến | EN 61000-4-6 | EN 610004-6 | Xem a | Mức độ thử nghiệm được quy định là giá trị rms của sóng mang không điều biến | A |
| 3.2 | Hiện tượng quá độ xảy ra nhanh | ± 2 kV 5/50 ns 5 kHz | Đỉnh Tr/Th Tần số lặp | EN 61000-4-4 | EN 61000-4-4 |
|
| A |
| 3.3 | Đột biến điện | 1,2/50 µs |
| EN 61000-4-5 | EN 61000-4-5 |
| Tất cả các mức nguy hiểm nhỏ hơn mức nguy hiểm cho trước phải được thử nghiệm với cả 5 xung và thứ tự thử nghiệm không đan xen nhau mà thử cực đầu tiên, sau đó đến cực còn lại. | B |
| ± 2 kV | Điện áp thử nghiệm mạch hở, từ dây tới đất | |||||||
| ±1 kV | Điện áp thử nghiệm mạch hở, từ dây tới dây | |||||||
| a Mức độ thử nghiệm có thể được xác định là khi dòng điện tương đương đi vào tải 150 Ω. | ||||||||
Bảng 5 - Độ miễn nhiễm điện từ của thiết bị tín hiệu và thông tin liên lạc - Cổng nối đất
|
| Hiện tượng môi trường | Quy định thử nghiệm | Tiêu chuẩn cơ bản | Thiết lập thử nghiệm | Chú ý về khả năng áp dụng | Ghi chú | Tiêu chí tính năng | |
| 5.1 | Chế độ phổ biến | 0,15 MHz đến 80 MHz 10 V (rms) 80 % AM, 1 k Hz | Sóng mang không điều biến | EN 61000-4-6 | EN 610004-6 |
| Mức độ thử nghiệm được quy định là giá trị rms của sóng mang không điều biến | A |
| 5.2 | Hiện tượng quá độ xảy ra nhanh | ± 2 kV 5/50 ns 5 kHz | Đỉnh Tr/Th Tần số lặp | EN 61000-4-4 | EN 61000-4-4 |
|
| A |
MỤC LỤC
1 Phạm vi áp dụng
2 Tài liệu viện dẫn
3 Thuật ngữ, định nghĩa và chữ viết tắt
3.1 Thuật ngữ và định nghĩa
3.2 Từ viết tắt
4 Mô tả vị trí
5 Giới hạn phát xạ điện từ của tổng thành thiết bị
6 Miễn nhiễm điện từ