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铁路通信设备雷电防护试验方法比选(2)
电子设备试验等级选择与外接连线方式关系很大。铁路产品连线方式与其他行业相比,具有不同特点。按照设备安装位置和连线方式选择试验等级,比按气象上的雷暴日选择试验等级,能更充分体现铁路设备真实的应用环境。另外,TB/T 3498—2018 规定,对于非电源类铁路通信设备,还要开展基础级测试,即无论试验等级选择哪一级,都要做统一的低电压电流测试,以此保证设备在遇到低电压电流时仍能正常运行。目前,铁路通信设备尚未开展这种基础级试验。
3.2 试验波形
在信息传输设备雷电防护试验中,TB/T3074 -2003 采用的试验波形为 4/300μs 和 10/700μs,都是单一的开路电压波。根据 GB/Z —2008《低压交流电源 中的浪涌特性》要求,典型雷击测试环境包括电压、电流和短路电流,只规定单一的开路电压而不规定短路电流是没有意义的。因为各个雷击试验发生器内阻不同,只规定开路电压,受试设备可能会出现不同的试验结果。在 TB/T 3498—2018 中,将电源端口波形由 4/300μs单波,变为 1.2/ 50μs-8/ 20μs 组合波;通信端口波形由 10/ 700μs 单波,变为 10/700μs-5/ 320μs组合波。在试验过程中,由于受试设备电阻会随电磁环境的不同而变化,因此组合波中的电压波和电流波可以随着电磁环境变化而转换,而单波不能。所以说用组合波可以更好地考核产品性能。
3.3 试验时间
铁路通信设备雷电防护试验的试验时间目前有2 种情况:① TB/T 3074—2003 和 YD/T 993—2016参考 GB/T .5—2008 《电磁兼容 试验和测量技术浪涌 抗扰度试验》,每次试验间隔时间 为 1 min;② TB/ T 3498—2018 和 YD/ T 944—2007 参考 GB/T 3482—2008 《电子设备雷击试验方法》,每次试验间隔时间为 3 min。
电磁兼容试验浪涌是以大气辐射雷电电磁场干扰为主。大气辐射雷电电磁场对机房内电子设备及线路产生感应干扰,而雷电防护试验主要以电子设备外线进入设备端口的雷电电磁脉冲传导干扰为主。雷电防护试验考验的是设备端口的耐受能力,试验严酷等级和能量等级都比电磁兼容试验高,试验间隔时间 1 min 对于大电压电流试验来说,不利于设备防护器件的性能恢复,所以选择 3 min 更适合雷电防护试验。
通信电源 3 种试验端口试验时间存在的问题主要有:① 交流电源端口和直流电源端口为 1 min,通信端口为 3 min。同一设备 3 个端口的试验时间不统一。② 依据 TB/T 2993.2—2016 中第 6.28 条规定,交流电源端口“ 按 YD/T 944—2007 中第 6 章规定方法进行,每次试验冲击间隔时间不应小于1 min ”,而 YD/T 944—2007 规定的试验间隔时间却为 3 min。2 个标准的试验时间不统一。③在试验中发现,因为通信电源的防雷性能主要依靠配备的防雷模块,而 TB/T 2311—2017 《铁路通信、信号、电力电子系统防雷设备》 规定,防雷模块雷电电流冲击试验间隔为 5 min,以保证防雷模块不会因间隔时间不够产生过多的热累积效应,致使模块脱扣或损毁。如果试验间隔时间为 1 min,会影响雷电防护试验结果。
3.4 结果判定
铁路通信设备雷电防护试验结果均在试验结束后判定设备状态,无法发现试验过程中设备可能存在的问题,如数据采集异常、显示器屏幕闪烁、电源保护断电、主备设备状态切换等。如果通信设备涉及安全等级比较高,过程中即使出现短暂工作状态异常,也会给行车安全带来隐患。TB/T 3498—2018 要求对试验过程和试验结束后功能状态均做出判定,能够更准确、更全面地考核设备试验情况。
4结论
随着 5G 技术发展,铁路通信设备防雷需求会越来越多,要求也会越来越高,迫切需要采用统一的防雷试验方法标准。目前,有的标准对于铁路通信设备雷电防护试验,存在引用废止标准、使用单波而不是组合波、试验时间不统一、缺乏对试验过程判定等问题。而采用 TB/T 3498—2018 开展雷电防护试验,无论是试验等级划分、试验波形、试验时间,还是试验结果判定,都更加合理、更加科学,也更加符合铁路行业实际。
TB/T 3498—2018 基本涵盖了铁路通信和信号设备各类端口雷电防护试验方法,唯一不足的是没有明确规定通信设备同轴馈线端口雷电防护要求,而 YD/T 993—2016 中有详细规定,而且适用铁路通信设备。建议在修订 TB/T 3498—2018 时,加入同轴馈线端口雷电防护试验内容,或者制定铁路通信设备专用防雷试验方法标准,为提高铁路通信设备雷电防护水平提供技术支持,为产品认证、质量抽查等工作的开展提供依据。
参考文献
[1]铁路通信信号设备雷击试验方法:TB/T 3498—2018 [S].
文章来源:《信息通信技术与政策》 网址: http://www.xxtxzz.cn/zonghexinwen/2020/0912/732.html