中车长春轨道客车股份有限公司国家轨道客车工程研究中心 长春 130062
摘要：文章根据地铁车辆设计过程中有关EMC国内外标准进行了阐述，论述了关键的评估方法；同时标准的应用层面对车辆电磁限值及磁场发射的限值进行设计上的总结；最终给出了车辆研发过程中，关于EMC需要满足的国内外标准和设计要素，文章的描述和总结可供地铁车辆设计的同行提供技术指引和参考。
关键词：地铁；电磁兼容；磁场限值;
0 引言
目前地铁车辆关于EMC的研究在国际上涵盖欧洲电工技术标准委员会（CENELEC）、欧洲电信标准协会（ETSI）、国际电工委员会（IEC）、国际铁路联盟（UIC）、国际电信联盟（ITU）等机构。文章对这些标准进行了研究，分析了车辆外部电磁环境和低频磁场发射限值；最后总结了车辆EMC技术需要考虑的设计要素。
1 电磁兼容评估标准解读
EMC技术领域国际标准EC 62236：2008，EN 50121：2015，均为地铁车辆研发领域影响力较大的标准[1] [2]。国内标准主要是GB/T 24338[3]。其中EN 50121系列标准是应用最为广泛，覆盖轨道路旁系统对外部的电磁发射、车辆设备电磁发射、信号及地板装置等等，目前国内地铁车辆大多执行此标准。IEC 62236:2008 也是一套完整的电磁兼容性系列标准，提供用于轨道系统的电磁兼容管理架构，规定了轨道系统作为一个整体对外界的电磁发射限值。GB/T 24338：2009也是完整的电磁兼容系列标准，其内容与IEC 62236要求范围类似。
2 地铁车辆电磁兼容应用
2.1 车载电缆EMC技术
结合国内外标准和多个地铁车辆项目的试验
情况，地铁车辆电力线缆、辅助供电电缆、控制电缆和传感器电缆等，每种电缆在布置上需要遵循基本规则，线缆之间的必须保持一定的间距，以达到EN50121:2015的要求，具体见表1.
表1 轨道车辆应用的电缆间距 (单位：m)
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注：A1:电力电缆(一般为15 kV/16.67 Hz, 25kV/50 Hz, 1.5kV DC, 750V DC等);
A2:辅助供电电缆(如： AC230 V, 400 V);
B: 蓄电池电缆，控制电缆，未屏蔽信号电缆;
C: 屏蔽信号电缆，总线电缆，扬声器电缆，传感器电缆等。
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图1低频磁场发射限值测试位置
2.2 电缆屏蔽层接地
电缆屏蔽层的接地有单端接地和双端接地方式。对于单端接地，如扬声器电缆、麦克风电缆、LCD等设备，通常作为回路导线可能仅与车体电势在一个地方进行连接；对于双端接地，所有设备与车体进行高传导性连接，接触面积尽可能达到最大。电磁兼容接地可以释放电缆屏蔽层、金属电缆槽或其他的编织屏蔽层中的电流。电缆屏蔽层接地EMC效果与频率的关系见表2[4]。
表2 屏蔽层接地效果
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2.3 车辆低频磁场发射限值应用
地铁车辆承担乘客安全运输的基本功能，其车辆上安装牵引、辅助、滤波电抗器等高电压、大电流的电气装置，为此需要在设计阶段考虑车辆低频磁场发射值，根据EN50500的要求：客室内测试时测试点在发射源上方的地板表面进行测量，距地板测量高度宜为0.3 m、0.9 m 和1.5 m上进行测量；车辆外部测试时测量将在与轨道车辆外壳距离为0.3 m、距列车运行轨道（即轨平面）顶端高度为0.5 m、1.5 m 和2.5 m 的位置进行，同时应考虑轨道车辆的发射源（如功率变流器、功率电缆和电抗器）[5]。测点分布见图1所示。
在EN50121-1标准中关于“非电离辐射和医疗辅助设施的生物影响没有考虑在内”，为此地铁车辆研发和试验中同时参照德国的DIN VDE0848-4:1995，具体限值见图2[6]。
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图2 DIN VDE0848标准中低频磁场允许限值
3 结论
根据地铁车辆电磁兼容的国内、国外标准，论述了实际设计过程的关键要素；对于车辆的布线规则、屏蔽层接地规则等等进行详细分析；最后对车辆低频电磁发射限值进行的说明，将特殊乘客允许接受的限值要求进行国际和国内标准的解读；最终给出了车辆研发过程中，关于EMC需要满足的国内外标准和设计要素，文章的描述和总结可供地铁车辆设计的同行提供技术指引和参考。
参考文献
[1] IEC 62236：2008, railway applications-Electromagnetic compatibility[S].
[2] EN 50121：2006，Railway applications-Electromagnetic compatibility[S].
[3] GB/T 24338：2009, 轨道交通电磁兼容性[S].
[4] BS EN 50343:2014,Railway applications - Rolling stock - Rules for installation of cabling[S].
[5] BS EN 50500-2008+A1-2015, Measurement procedures of magnetic field levels generated by electronic and electrical apparatus in the railway environment with respect to human exposure[S].
[6] DIN V VDE V 0848-4/A3 (1995-07), Safety In Electromagnetic Fields - Protection Of Persons In The Frequency Range From 0 To 30 Khz[S].
作者简介：
刘洪涛（1982年），男，高级工程师，硕士研究生，主要从事车辆车体和总体技术的研发和应用。