JB/T 4398-1987 牵引车辆电子设备规则

K63中华人民共和圜机械行业标准JB/T4398-1987牵引车辆电子设备规则1987-11-30发布1988-07-01实施中华人民共和国国家机械工业委员会发布中华人民共和国机械行业标准JBT4398-1987牵引车辆电子设备规则适用范围1范围本标准适用于安装在牵引车辆上作为控制、调节、保护和供电等用途的电子设备;不适用于主回路电力电子设备。它与下列电源配用:车辆上的蓄电池;与接触网直接或间接连接的低压电源(变压器、分压器、辅助电源)。电力电子设备和控制电子设备的分界线由确保二部份电气隔离的元件来决定(如互感器、脉冲变压器等),这些元件通常接近或在电力电子设备内部,可以认为它是属于电力电子设备的。在设有电气隔离的情况下,其分界线也可按相似的方式定义12对象本标准所适用的电子设备能够装备下列类型的牵引车辆由高压直流供电的车辆,额定电压在600V与3000V之间由工业频率或特殊频率的高压交流供电的车辆;能用上述几种电源供电的多电流制车辆y独立电源的车辆带蓄电池、内燃发动机、电力传动或其他传动系统的车辆。本标准也适用于安装在动车上或分装在货车和客车内的电子设备。这些规则或其中任一部份经用户和制造厂双方同意后,可以适用于安装在其它车辆上的电子设备如供电电压低于600V的直流电力铁道车辆、矿用机车、蓄电池(道路)车辆、电动轮自卸车,或由外部供电的道路车辆(无轨电车等)2定义本标准内所用术语的定义,来源于GB2900,36《电工名词术语》和有关的电子工业标准3电子设备的分类要尽可能按电子设备起作用的所在电路(主电路、辅助电路或气动电路)的种类来进行分类主电路设备(主断路器、分接开关、起动或制动接触器等)或辅助电路设备(电空阀、继电器等)的控制、检测或指示用电子装置;静止变流器〔整流桥、逆变器、斩波器等)内晶闸管的控制装置;旋转电机(电动机、发电机)的激磁调节装置控制装置(蓄电池充电、取嗳、空气调节装置);监控和安全装置(车轮打滑、电压选择等);信息传送装置〔无线电话台、车辆广播设备、速度控制等)空气(或真空)制动的挖制s其他设备(照明变流器等)。4使用条件国家机械工业委员会1987-11-30批准1988-0701实施JB4398-1984.1正常使用条件4.1.1高度如不指明设备在正常工作所处的海拔高度,即认为此高度不超过1200m4.1.2环境温度如不指明牵引车辆外边的环空气温度,即认为此温度在-25℃到40℃之间,且年平均温度不超过5℃在牵引车牺内部(直接靠近电子元件处)的坏境空气温度能在-2℃到70℃之间变化。但是,经用户和制造厂协商,其上限值按照设备的安装情况和通风方式可定在70℃以上或以下。4.13冲击和振动如不指明电子设备所承受的冲击和振动,即可认为振动是正弦波形,它的频率f在3H到100Hz之间,并且它的振A(以mm表示)以下列方程式表达f在3Hz到10Hz之间A=250/f2f在10H到100Hz之间沿纵向、横向和垂直三个方向中的每一个方向,冲击的最大加速度等于30m/s2当电子设备是安装在转向架或热机上时,经用户和制造厂双方同意后,可采用更高的数值4.1.4相对湿度如不明确指出外部环境空气的相对湿度,在空气温度低于40℃时,其上限值规定在90%到95%之间4.2特殊条件当使用条件与4.1条所述及的条件不同时,应由用户和制造厂双方商定采取特殊措施,如当高度超过1200m;外部环境温度高于40℃y内部或外部温度低于-25℃车辆内邱最高环培温度低于或高于79℃y高平均温度加上高于空气湿度y有雷电骤雨、砂或暴雪、油蒸汽腐蚀性气体及辐射热等安装在转向架或热机上时。如果需要检验这些措施的效用,可建立选择性型式试验项目,按照用户和制造厂双方同意的方法在车辆本身上进行试验。5电源5.1由蓄电池供电对于由茜电池供电的设备,其额定供电电压即为电池所规定的电压。该电压应优先从下列数值中选取24、48、72、110V。5.11供电电压的波动除由用户规定的特珠情况外,由蓄电油供电而无稳压装置的电子设备应在0.7U和1.25U间的所有电压下正常工作(此处U是额定供电电压)。在这些波动极限以外的任何供电电压,应经用户和电子设备制造厂双方协商确定对于低于07U的供电电压,应采取一切预防措施,防止引起电子设备的任何损坏,使之过后能正常工作。JB4398-1985.12蓄电池的动态容量对蓄电池所能提供的d/dt数值,应进行计算或测定,供计算或测定的电路结构应经车辆制造厂和电子设备供应厂双方同意。5.2由变压器供电由变压器的次级绕组供电的设备,其额定供电电压等于当变压器初级绕组在其额定电压供电时,该次级绕组出线端的空载电压有效值。如果在上述次级绕组和设备之间设置有辅助变压器,则其额定电压等于上述电压和辅助变压器变比的乘积。在最大瞬时负载下绕组所供给的电压最小值应通知电子设备的制造厂2.1供电电压的波动除用户所规定的特殊情况下(例如采用稳压装置)外,直接靠交流接触网供电的电子设备,在0.7U至1.1U之间的所有供电电压下应能正常工作(此处U是额定供电电压)。5.2.2交流电压的波形图如图1所示,在紧跟着基波峰值C之后,第一个波动的实际波形的最大值a与最小值d的偏差(a-d)不超过基波峰c的20%即1a-d|≤0.2c时,该波形可认为是正弦的。注;基波的这种畸变可能出现在0~360之间周期内的所有点上,该波形可以在一个周期内几处通过零523系统频率的波动除非另有规定,系统频率允许的波动范围如下:对50Hz系统为49,5~50,5Hz。对其他频率,例如由热机驱动的交流发电机的情况,其允许的波动应由用户和制造厂双方协商确53由与接触网相连的分压器供电由与接触网相连的分压器供电的设备,其额定供电电压等于当接触网电压为其标称值时由分压器输出的空载电压。在最大瞬时负载下,由分压器输出的电压最大和最小值应通知电子设备制造厂5.8.1供电电压的波动当供电电压与直流接触网电压有直接关系时,其上限和下限应符合系统电压的变动(见GB99直流电力牵引电压系列)。交流接触网的情况见5.2.1章条.54由旋转机组或静止变流器供电JB4398-198当电子设备由稳定电源、带调节器旋转电动发电机组或由静止变流器供电时,其供电电压的变动极限、频率和该电压的波形,应由用户和制造厂双方协商确定。6允许的浪涌电压允许的浪涌电压(非重复性的,即间歇时间大于5000倍浪涌时间)施加在电子设备与外部电路连接处的对电源零电位的瞬时浪涌电压,当其最大幅值为下述数值时,电子设备应能承受,不应损伤,且能正常玉作U=7kv经过时间D=0.1sU=4kv经过时间D=1.0sU=3k v经过时间D=50μ5U=1.5kV经过时间D=50s800V经过时间D=100μs为设计的目的,其波形可按图2所示的考虑。若电子设备不接地,则此电压就相对于车体来量度7安装设备在车辆上的安装和布置应由电子设备制造厂、车辆制造厂和使用单位共同协商决定关于电子设备在车辆上的位置和安装方法,应使它在车辆运行中,经常遭到雪(特别是粉末状雪)尘埃等情况下仍能正常工作。此外,电子设备的工作应不受车辆内部电磁场以及振动冲击和碰撞的影响。如有可能,对设备的供电应当用一单独的导电体,尽可能直接地连接到电源,该导电体应当仅用于对电子电路供电。在可能的范围内,电子设备的安装应尽可能地减少对外部的电干扰。如果车辆电池的一极是经骨架接地,则要由用户告知电子设备制造厂。若互为直接连接的电子设备是由几个制造厂供给的,则应由用户和各电子设备制造厂共同协商,以确定一个基准电位。8短路保护供电电源应具有自己的短路保护,所采用的保护型式由用户和制造厂双方商定。9试验对需要付出昂贵代价的试验,只有在必要时进行才是合理的。本标准制定的试验项目大多数能在电子设备制造厂的工场内正常进行91试验的种类试验有三类:型式试验、检查试验和研究性试验。这三类试验之间的区别,在下面说明911型式试验为验证产品是否符合用户和制造丿之间协商和规定的要求(技术条件)而进行型式试验。型式试验应在按定的设计和制造程序生产的单个产品上进行。若整套电子设备或它的单个组件与以前试验过的一种相同或相似且制造厂能够提供有效期内的型JB4398-198式试验报告,其内容又能满足合同要求,在这种情况下,有协议写明,则不必对该单元重复这些试验根据用户和制造厂的协议,有时可以从正在生产的成交货的产品中抽出样品,在样品上重复这些试验的某些部份或全部,以证实产品的质量仍然满足规定的要求。对选择性的型式试验项目(见第9,2条),仅在合同中有明确规定时才进行91.2检査试验检查试验是为了检验产品的性能符合于在型式试验中测得的结果而进行的,原则上应当同制造厂在同类型的每一个整套产品上进行。经用户和制造厂双方商定后,用户也可以在制造期间取出样品来校验产品试验的结果9.1.3研究性试验可以根据用户或制造厂的特殊要求来安排研究性试验。这种试验的目的是为了获得关于电子设备使用方法的补充资料,只是在合同中明确规定时才进行该项试验。研究性试验的结果不能作为拒绝接受产品的理由9.2项目试验在整套电子装置上所进行的试验项目及引用的章条见表1试验种类型式试验检意试验研究性试验性能试验9.2.19。2。1绝缘强度试验92.29。2.2浪涌电压试验低温试验924高温试验(干热)2.59.25高温试验(湿热)9。2。6在腐蚀性大气中的试验1)灰尘、湖湿和加热的综合试验)9,2,8振动、冲击和碰撞试验9,2,99.2.9水密性试验1)9,2.10注:①在进行上述试验之前,印刷电路板必须经受下列枪查和试验在所有板上进行焊接的外观检查在用戶和制造厂双方协商抽取的一定数量的板上进绝缘强度试验和运行试验2在电子装置的外形尺寸太大,以致对制造厂的温度试验和振动试验设备来说不相适应时,用户和制造厂将作出规定,把设备分解成各具功能的分装配。当进行极限温度试验时必须考虑各个分装配间可能有的相互影响。当振动试验是在分装配上进行时,对减震装置必须注意保留其作用。③对于少量生产的电子装置,型式试验程序应由用户和制造厂双方协商确定。1)为选择性试验项92.1性能试验整个电子装置,或在必要时对其分装配(见92条),应承受全部的性能试验,以检验这些性能是否符合技术条件。JB4398-198应在试验区的环境温度为25±10℃时进行测量。92.2绝缘强度试验在装配好的印刷电路板(按第9,2条注①内所抽取的样品)上进行,本试验的目的是为了防止元件的安装过于接近周围的金属部分。进行试验时应使电路板安工作状态进行连接。在电子装置的金属框架和短接起来的电路板的所有接线端子之间,施加标称频率为50Hz正弦交流试验电压持续1min。对带有金属支架的电路板,试验电压应在短接起来的插销所有插接订和金属支架之间进行。试验电压的有效值应为:对于额定供电电压达到并包括72V者为500V,对于额定供电电压在72V与125V之间者为1000V试验时应无击穿或闪络现象。对于包容印刷电路板的装置〔它本身仅由一个框架和连线组成)。其绝缘强度试验应按照JB2286《牵引电器基本技术条件》第21条的规定进行对直接连接到中压或高压电路的电子电路的组成元件,也按JB2286的规定进行绝缘强度试验;并考虑到所备有的保护装置。92。3浪涌电压试验第6条所规定的浪涌电压应施加在电子设备与外部回路连接的所有端子上(其连接方式也可能是磁性耦合),在这些处所很可能出现浪涌电压并损坏设备。浪涌电压波形由图2决定。Ud1≤0,1Dd2≤0.1D图2施加浪涌电压时,设备应处在运行状态。应在二个方向上施加浪涌电压,即正向和负向。在电子设备与电源相连时,浪涌电压应叠加在已有的正常供电电压之上除非用户和制造厂另有协议,其波形参数一律按如下规定进行:U=1,5kV±3%D=50μ土20%阻抗为1009±20%(电阻性)为试验方便,可用图3的波形代替图2的波形。对应于上述15kV50μ的波形参数如下:U=1,8kV±3%D=50μ5±20%d=1μs±20%阻抗为100g±20%(电阻性)此波形可由图4所示线路产生,所规定的波形在浪涌电压发生器的输出端不接负载时获得试验后,若电子设备没有损坏,且让实设备在试验时运行正常,则可认为该试验合格。JB4398-19870,90,5图3Ra=100RRU图4C1=13FR2=50或C1=5FR2=13D9.2.4低温试验电子装置不施加任何电压下将其放置在试验箱(室)内,使箱(笙)温度从环境温度(25±10℃)逐渐地降低到-25℃或达到商定的最低温度(见第4.2条),其经过时间等于或大于半小时该装置在最低温度(偏差为±3℃)的低温下维持2h,这个期限从隔热箱(室)内部(由几个测温器所测得)的温度一致时开始计算在该期限终了时,将设备维持在低温下进行性能试验(见第92.1条)925高温试验(千热)在正常供电下将电子装置放置在试验箱(室)内,使箱(室)的温度从环境温度(25±10℃)逐渐地上升到70℃,或达到商定的最高温度(见4.2条和4.1.2条),温度允差为±2℃,其经过的时间等于或大于半小时。电子装置在该温度下维持6h,这个期限从试验箱(室)内(由几个测温器所测定)的温度一致时开始计算在该期限终了时进行性能试验。为了确定导致设备不能复原的故障或毁坏的极限温度,作为一项研究性试验,可以提高温度(按照JB4398-198用户和制造厂双方协商规定的温度和试验时间进行)。试验时,还可尝试确定设备故障的另一种极限温度,当温度降低时,这种故障可自动消除。9.28高温试验(湿热)电子装置在不施加电压下将其放置在试验箱(室)内,使箱(室)内温度从环境温度(25±10℃)升高到55±2℃,其经过的时间在1.5h到2.5h之间,而相对温度在80%到100%之间然后在温度在55±2℃及相对湿度为95%到100%下,维持10h。在这个期限的终了,使温度经过3h降低到环境温度(25±10℃)而相对温度保持在80%到100%之间在这一周期之后,进行性能试验和绝缘强度试验。当几个测温器所测得的试验箱(室)内温度均匀致时(在环境温度范围内偏差为±2℃),才开始做这些试验。92.7在腐蚀性大气中的试验(例如盐雾)对电子装置进行盐雾试验,受到了如下限制:盐雾试验作为一般的腐蚀性试验是不合适的。若因特殊情况仍需进行这项试验时,则推荐采用下面的方法。装置应在使用中所要求的情况下受试(如应装上防护),并且设备应尽可能地按实际使用状态安放。9.2.71盐雾制造盐雾的浴液是用50±1克分析试剂用的氯化钠(NaC1)溶解于蒸馏水或软水,最后做成在20℃下体积为1±0,02公升的溶液;其pH值应在6,5到7,2之间,否则该溶液就不能使用。用以制造盐雾的溶液和空气的温度应等于试验箱的温度。9.2,7.2试验程序试验期间,试验箱内的温度应维持在35土2℃。在整个试验期内,试验箱要保持封闭且盐溶液的喷雾应连续而不何断。试验的持续时间应规定得适合于预期的目的,并按用户和制造厂双方的协议执行。在试验终了时。设备先用自来水神洗5min、再在蒸馏水工软不中漂洗,然后用手摇掉水滴,并在试验区的标准大气条件下存放1到2h。此后,地元件进行外观检查,再进行必要的测量和验证,以核查其运行的正确性92.8灰尘、潮温和加热的综合试验把处于运行状态的电子装置放置在试验箱(室)内,相对湿度为80%至100%,于1.5h到2.5h之内将箱〔室)内温度由环境(25±10℃)逐渐地升高到70℃或商定的最高温度(见4.1.2条和4.2条)其温度偏差为±2℃。将由用户规定的灰尘、或在必要时由用户提供的灰尘(在确保本项目明确了的)喷布电子设备其数量和施加方法由用户和制造厂双方协商决定。在这项试验的终了,应进行性能试验和绝缘强度试验9,2,9振动、冲击和磁撞试验成套电子设备或分装配(见9.2条),连同附件和安装配件(包括减震设施,如果装置是设计安装在这些设施上的)应在试验区的环境条件下,在三个互相垂直方向承受下列92,9,1至9,2.9,3条的试验进行这些试验时,设备要紧固在产生正弦形振动并能调节振幅和频率的振动台的适当位置上。29.1确定共振频率为了确定可能产生的共振临界频率,应当在不少于4min的时间内,使频率从3Hz逐渐变到100Hz.其振动的振幅按4.1.3条所述为频率的函数。若发生共振,则在每种情况下将相应的频率维持几分钟,以便确证9,2.9.2持续振动试验处于运动状态下的设备承受以下的持续振动试验其持续时间由用户和制造厂双方协商,但不少于JB4398-19815min。如果在按9.2,9.1条试验过程中已经找到明确的共振频率,则试验就在该临界频率下进行:否则就在频率为10Hz下进行在这两种情况下,要将振动台的振幅调整到与频率相应的数值(见4.1.3)经用户与制造厂双方协商,在运行中的电子设备可以作为研究性试验而承受长时间(25h到50h)的持续振动。9.2.9,3模拟谰车作业的冲击试验处于运行状态下的电子设备应承受最大加速度等于3m/2(振幅a=0,3mm)的50H2振动试验,历时2min。对于装在有刚性牵引装置而无缓冲器的车辆上的没备,上述振动试验代之以三次连续的冲击,每次都相应有最大加速度±30m/s29.294试验结果试验后,若设备没有损伤并顺利通过性能试验和绝缘强度试验,则可认为试验合格9.210水密性试验作为电子设备一般是安装在车体内或者车体外部的箱子中,除非用户和制造厂另有协议,一般不需要进行该项试验当要进行这一试验时,可按设备所装载的车辆的有关水密性试验规定在制造完工的车辆上进行93在制造完工和投入使用前的车辆上的试验这些试验的目的是为了检验安装在车辆上的电子设备,当它靠近主回路设备和线路,以及邻近的辅助设备时,其工作是否正常。9,3.1性能试验检验电子设备的作情况应当在接触网电压、酱电池电压和空气压力均处于正常范围内时进行特别是当辅助装置(例如辅助机组、压编机、照明设备等)和主电路(例如斩波器、内燃机〕突然起动时,应检验设备运行是否受到干扰,还应检验电子装置是否干扰了其他设备,特别是对数据传送装置、安全装置等。如果发现有干扰情况,应由电子设备制造厂、车辆制造厂和使用单位共同协商,采取适当的保护措如果车辆需要与其他动车重联运行,而且要求从一个司机室控制全部电子装置,以实现对列车中所有动车的运行操纵时,应检验y控制信号不应因通过车辆间的联接器而受到干扰用于重联送行的信号传输方法是否干扰车辆的其他装置,例如电话、数据传送、安全装置等。如果这种干扰存在,则应由电子设备制造厂、车辆制遺厂和使用单位共同协商,采取适当的保护措施。33,2浪涌电压保护对于在车辆上为了保证可能施加于电子设备的浪涌电压不超过规定限度(见第6条)而采取的措施应加以检验,以肯定其有效。附加说明本标准由湘潭牵引电气设备研究所提出。本标准由湘潭牵引电气设备研究所负责起草。本标准主要起草人陈穗九、顾贤保、陈初阳閂中华人民共和国机械行业标准牵引车辆电子设备规则机械科学研究院出版发行机械科学研究院印刷(北京首体南路2号邮编开本880×12301/16印张X/X字数XXX,XXXXX年XX月第X版19XX年XX月第X印刷印数1XXX定价 XXXXX元编号 XX. 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