【TB铁路运输标准】 铁路通信电源第2部分:通信用高频开关电源系统

ICS45.020
中华人民共和国铁道行业标准
TB/T2993.2—2016
铁路通信电源
第2部分：通信用高频开关电源系统RailwaycommunicationpowersupplyPart 2: High frequency switch-mode power supply for communication2016-11-18发布
国家铁路局发布
2017-06-01实施
规范性引用文件
术语、定义和缩略语
术语和定义
3.2缩路语
4组成和分类
5技术要求
环境条件
交流配电部分
整流模块
直流配电部分
系统效率
系统音响噪声
保护功能
防雷性能
接地性能
安全要求
系统休眠功能
系统温升
系统电磁兼容性
系统可靠性
试验方法
试验环境条件
试验前准备
交流输人电压变动范围试验
输人频率变动范围试验
输人电压波形畸变率试验
输入功率因数试验…
输人电流谐波成分试验
交流输入电源转换试验
整流模块试验
直流输出电压可调节范围试验
系统稳压精度试验
.-t.a电
......
......
TB/T2993.2—2016
TB/T2993.2—2016
系统杂音电压试验
直流配电部分电压降试验
蓄电池管理功能检查
并机工作试验
监控性能试验
系统效率试验
系统音响噪声试验
交流输入过/欠电压保护试验
三相交流输人缺相保护试验
直流输出过/欠电压保护试验
直流输出电流限制或输出功率限制功能试验直流输出过流及短路保护试验
蓄电池欠压保护试验
熔断器（或断路器）保护试验
温度过高保护试验
告警性能试验
防雷性能试验
接地性能试验
绝缘电阻试验
抗电强度试验
接触电流试验
材料阻燃性能试验
系统休眠功能试验
系统温升试验
传导骚扰试验
辐射骚扰试验
静电放电抗扰度试验
可靠性指标试验
环境条件试验
检验规则
检验分类
出厂检验
型式检验
检验项目
8标志、包装、运输和储存
产品标志
参考文献
TB/T2993《铁路通信电源》分为六个部分：第1部分：通信电源系统总技术要求；一第2部分：通信用高频开关电源系统；第3部分：通信用不间断电源设备；第4部分：通信用高频开关整流设备；第5部分：交流配电设备；
第6部分：直流配电设备。
本部分为TB/T2993的第2部分。
本部分按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。言
TB/T2993.2—2016
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。本部分由北京全路通信信号研究设计院集团有限公司提出并归口。本部分起草单位：北京全路通信信号研究设计院集团有限公司、北京铁路通信技术中心。本部分主要起草人：岳铭凯、陆红群、汤蓓蓓、姜秋妍、邱萍、陈梅、王铨、孔立志。TB/T2993.2—2016
铁路通信电源第2部分：通信用高频开关电源系统1范围
TB/T2993的本部分规定了铁路高频开关电源系统的术语、定义和缩略语，产品组成和分类，技术要求，试验方法，检验规则，标志、包装、运输和储存。本部分适用于铁路高频开关电源系统的设计、制造和检验。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/T191—2008包装储运图示标志GB/T2423.1—2008电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验A：低温第2部分：试验方法试验B：高温GB/T2423.2—2008电工电子产品环境试验GB/T2423.3—2006电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Cab：恒定湿热试验GB/T2423.10—2008电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Fc：振动（正弦）GB/T3859.1半导体变流器通用要求和电网换相变流器第1-1部分：基本要求规范GB/T3873通信设备产品包装通用技术条件GB/T4798.1电工电子产品应用环境条件第1部分：储存GB/T4798.2
电工电子产品应用环境条件第2部分：运输信息技术设备安全第1部分：通用要求GB4943.12011
信息技术设备的无线电骚扰限值和测量方法GB9254—20081
GB/T17626.2—2006电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验GB/T18380.12—2008电缆和光缆在火焰条件下的燃烧试验第12部分：单根绝缘电线电缆火焰垂直蔓延试验1kW预混合型火焰试验方法TB/T2993.2—2016铁路通信电源第4部分：通信用高频开关整流设备YD/T282—2000
通信设备可靠性通用试验方法
YD/T585—2010
通信用配电设备
YD/T638.3通信电源设备型号命名方法YD/T944—2007通信电源设备的防雷技术要求和测试方法YD/T983—2013通信电源设备电磁兼容性要求及测量方法YD/T1363.3—2014通信局（站）电源、空调及环境集中监控管理系统第3部分：前端智能设备协议3术语、定义和缩略语
3.1术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。3.1.1
浮充充电floatingcharge
以浮充充电电压对和负载并联的蓄电池组进行的小电流充电，以补充蓄电池组自身的电量损失。【TB/T2993.4—2016,定义3.1.1]1
TB/T2993.2-2016
均衡充电equalizing charge
以均衡充电电压对和负载并联的蓄电池组进行的大电流充电，以补充蓄电池组放电的电量损失及符合蓄电池定期进行均衡充电的要求。[TB/T2993.2--2016,定义3.1.2]3.1.3
过放电overdischarge
蓄电池组的放电电压低于蓄电池组的放电终止电压。［TB/T2993.4—2016,定义3.1.5]3.1.4
电话衡重杂音电压telephonepsophometricallyweightednoisevoltage输出直流电压中的交流分量通过ITU-T规定的电话衡重网络（A）后，测得的杂音电压。注：改写GB/T16821—2007，定义3.1。3.1.5
峰一峰值杂音电压 peak-peak noise voltage输出电压中交流分量的峰一峰值。注：改写GB/T16821—2007，定义3.2。3.2缩略语
下列缩略语适用于本文件。
MTBF：平均故障间隔时间（MeanTimeBetweenFailure）PCB：印刷电路板（PrintedCircuitBoard）THDA：总谐波失真分析（TotalHarmonicDistortionAnalysis）4组成和分类
通信用高频开关电源系统是由交流配电部分、高频开关整流模块、直流配电部分和监控单元组成。列
按各类通信设备的配套要求，系统的直流输出电压额定值为-48V。产品的容量宜为90A、120A、150A、200A、300A、600A、1000A、1500A、2000A、3000A，容量包含完余。
当用户提出要求，并与制造厂商协商后，可以生产本额定值要求以外的产品，但不应超出GB/T3859.1规定的范围。
按照安装方式，高频开关电源系统可分为落地式、壁挂式等；按照组成结构，高频开关电源系统可分为分立式、组合式。
5技术要求
5.1环境条件
5.1.1温度范围
工作温度范围：-5℃~40℃。
储运温度范围：-40℃~+70℃。
5.1.2相对湿度范围
工作相对湿度范围：不大于90%（40℃±2℃）。2
储运相对湿度范围：不大于95%（40℃±2℃）。5.1.3大气压力
大气压力范围：70kPa106kPa。
5.1.4振动
系统应能承受频率为10Hz~55Hz、振幅为0.35mm的正弦波振动。5.2交流配电部分免费标准bzxz.net
5.2.1交流输入电压变动范围
三相五线制380V：充许变动范围为304V~456V。单相三线制220V：允许变动范围为176V~264V。5.2.2输入频率变动范围
输人频率变动范围为45Hz~55Hzc5.2.3输入电压波形畸变率
输人电压波形畸变率不应大于5%。5.2.4输入功率因数
TB/T2993.2—2016
在交流输入电压的波形失真度小于5%时，系统的输人功率因数应符合表1的要求。表1
输入功率因数
100%额定负载
50%额定负载
30%额定负载
5.2.5输入电流谐波成分
当输人额定电压，系统的输人电流谐波成分应符合表2的要求。表2输入电流谐波成分
100%额定负载
50%额定负载
30%额定负载
5.2.6交流输入电源转换
输人功率因数
输人电流谐波成分
(3次~39次THDA）
≤10%
≤15%
当有两路输人交流电源时，系统应具有自动转换功能，应有短路保护性能，应有可靠的电气联锁和机械联锁装置。双路交流输人电源自动转换功能失效时，应具备手动转换功能，输入电源手动转换时，应有可靠的机械联锁装置。输人交流电源与自备发电机应手动转换。5.3整流模块
5.3.1并机工作
系统中整流模块采用多台同型号整流模块应能并机工作。并机工作时整流模块自主工作或受控于监控单元时应做到均分负载，在50%~100%额定输出电流范围内其均分负载的不平衡值不应超过直流输出电流额定值的5%。
当某个整流模块出现异常时，不应影响系统的正常工作，应能显示其故障并告警，应具备该整流模块退出系统的功能。
TB/T2993.2-2016
5.3.2整流模块要求
系统的整流模块应符合TB/T2993.4的要求。5.4直流配电部分
5.4.1直流输出电压可调节范围
系统在稳压工作的基础上，应能与蓄电池并联以浮充工作方式和均充工作方式向通信设备供电。系统输出电压可调节范围：-43.2V~-57.6V。电压设定值的允许误差不应超过±0.5V。系统的直流输出电压值在可调节范围内应具有手动或由监控电路（监控单元）控制连续可调的功能。
5.4.2系统稳压精度
系统稳压精度应优于±1%。
5.4.3系统电话衡重杂音电压
系统直流输出端的电话衡重杂音电压不应大于2mV。5.4.4系统峰一峰值杂音电压
系统直流输出端在0MHz~20MHz频带内的峰一峰值杂音电压不应大于200mV。5.4.5直流配电部分电压降
直流配电部分电压降不应超过500mV（环境温度20℃）。5.4.6蓄电池管理
系统对蓄电池管理应符合下列要求：接入蓄电池不少于2组；
应具备对蓄电池均充充电及浮充充电状态进行手动和自动转换功能：b)
在对蓄电池进行充电时，应具有限流充电功能，并且限流值应能根据需要进行调整；c
应能根据蓄电池环境温度，对系统的输出电压进行温度补偿或保护；在蓄电池放电及均充时，应对蓄电池容量进行估算；e)
f）具备蓄电池组电压、总电流的管理功能。5.5监
5.5.1系统主要功能
系统应具有下列主要功能：
实时监视系统工作状态：
采集和存储系统运行参数；
设置参数的掉电存储功能：
向铁路通信电源及机房环境监控系统提供监控数据，并能接收相应控制命令，按照命令对被d)
控设备进行控制，通信协议应符合YD/T1363.3的要求。5.5.2
交流配电部分监控内容
交流配电部分监控内容应包括：a）遥测：输入电压、输入电流、频率；b）遥信：输人过/欠压告警、缺相告警、输人过流告警、断路器开关状态、频率过高/过低告警、单路交流输人停电告警。
5.5.3整流模块监控内容
整流模块监控内容应包括：
a）遥测：整流模块输出电压、每个整流模块输出电流；b）遥信：每个整流模块工作状态、浮充/均充状态、整流模块故障告警、整流模块交流停电告警；c）遥控：模块开/关、均/浮充转换、均/浮充参数设定。4
5.5.4直流配电部分监控内容
直流配电部分监控内容应包括：a）遥测：直流输出电压、总负载电流、蓄电池充/放电电流、直流分路电流；TB/T2993.2—2016
b）遥信：直流输出过/欠压告警、熔丝断告警、输出分路开关状态、负载下电保护告警、蓄电池下电保护告警、蓄电池放电状态（告警）。5.5.5告警
系统在各种保护功能动作的同时，应自动发出相应的可闻可视告警信号。同时，应通过通信接口将告警信号传送至监控设备，部分告警可通过干接点等装置将告警信号传送至机外告警设备，告警信号应能定义故障位置、等级、类别。系统应具有告警记录和查询功能，告警记录可随时刷新；告警信息在系统完全无电状况下应继续保存，告警保存条数不少于200条。5.6系统效率
当负载为100%时，效率不应低于0.90；当负载为50%时，效率不应低于0.89。5.7系统音响噪声
分立式系统音响噪声不应大于65dB（A），其他系统音响噪声不应大于60dB（A）。5.8保护功能
5.8.1交流输入过/欠电压保护
系统应能监视输人电压的变化，当交流输入电压值过高或过低，可能会影响系统安全工作时，系统可以自动关机保护；当输人电压正常后，系统应能自动恢复工作。交流输入的过/欠压告警值可根据用户要求设定。过压保护时的电压不应低于本标准中所规定的“交流输人电压变动范围”上限值的105%，欠压保护时的电压不应高于“交流输人电压变动范围”下限值的95%。5.8.2三相交流输入缺相保护
整流模块交流输人为三相时，系统应具有缺相保护功能。5.8.3直流输出过/欠电压保护
系统直流输出电压的过/欠电压值可由制造厂商根据用户要求设定，当系统的直流输出电压值达到其设定值时，应能自动告警。过压时应能自动关机保护，故障排除后，必须手动才能恢复工作。欠压时，系统应告警。
过压告警值在大于均充电压并小于过压保护值的范围内可设置。过压保护值在-60V～-57.6V范围内可设置。欠压告警值在输出电压变动范围内可设置。设定值的允许误差应在-0.5V~0.5V范围内。
5.8.4直流输出电流限制或输出功率限制功能系统直流输出限流保护功能分两种形式：a）当输出电流达到限流值时，系统以限流值输出。系统直流输出电流的限流范围可在其额定值的105%~110%之间调整。
b）当系统采用恒功率整流模块时，当系统直流输出功率达到恒功率值时，系统应以限功率方式输出。
5.8.5直流输出过流及短路保护
系统应有过流与短路的自动保护功能，过流或短路故障排除后，应能自动或手动恢复正常工作状态。
6蓄电池欠压保护
容量不大于600A的系统，可在蓄电池电压低于系统设定值时，自动一次或分次切断蓄电池输出，而在该设备的输出电压升高后自动接人蓄电池。5
TB/T2993.2—2016
5.8.7熔断器（或断路器）保护
系统的交流输人分路应具有断路器保护装置；系统直流输出分路应具有熔断器或断路器保护装置；容量大于630A的直流输出分路可不设保护装置。5.8.8温度过高保护
当系统所处的环境温度超过系统保护点时，系统应自动降额输出或停机；当环境温度降到保护点后，系统应能自动恢复正常输出。5.9防雷性能
系统交流输人端相线和零线均应分别对地加装防雷保护装置，应承受电流脉冲（8/20μs、20kA）的冲击。
5.10接地性能
设备应具有工作地和保护地装置，且应有明显的标志，保护接地导体应用铜质导体，落地式电源系统接地螺栓的直径不应小于M8，设备内保护接地导体和保护连接导体应具有承载短路电流的能力，符合GB4943.1-2011中表3B的要求。配电单元外壳、所有可触及的金属零部件与接地点之间的电阻不应大于0.12。5.11安全要求
5.11.1绝缘电阻
在环境温度为15℃~35°℃，相对湿度为90%，试验电压为直流500V时，交流电路和直流电路对地、交流部分对直流部分的绝缘电阻均不低于2MQ。5.11.2抗电强度
交流输人对地应能承受50Hz、有效值为2500V的正弦交流电压（漏电流不大于30mA）或等效其峰值的3535V直流电压1min且无击穿或飞弧现象。交流输人对直流输出应能承受50Hz、有效值为3000V的正弦交流电压（漏电流不大于30mA）或等效其峰值的4242V直流电压1min且无击穿或飞弧现象。直流输出对地应能承受50Hz、有效值为1000V的正弦交流电压（漏电流不大于30mA）或等效其峰值的1414V直流电压1min且无击穿或飞弧现象。5.11.3系统接触电流
系统接触电流不应大于3.5mA。
当接触电流大于3.5mA时，接触电流不应超过每相输人电流的5%，如果负载不平衡，则应采三个相电流的最大值来进行计算。在大接触电流通路上，内部保护接地导线的截面积不应小于1.0mm。在靠近设备的一次电源连接端处，应设置标有警告语或类似词语的标牌，即“大接触电流，在接通电源之前必须先接地”。
5.11.4材料阻燃性能
系统所用的PCB的阻燃等级应达到CB4943.1一2011中规定的V-0要求，塑胶导线的阻燃等级应达到GB/T18380.12—2008中规定的要求，其他绝缘材料的阻燃等级应达到GB4943.1--2011中规定的V-1要求。
5.12系统休眠功能
系统应具有整流模块休眠节能工作模式，并能手动和自动开启/关闭该模式，系统休眠功能应符合下列要求：
a）系统处于休眠节能工作模式时，应能根据实际负载的变化自动调整工作模块的数量；当负载减小到休眠设定值后，系统自动控制部分整流模块处于休眠状态，使其他整流模块工作在较高效率区间；当负载增大到唤醒设定值后，系统自动开启部分整流模块以免蓄电池放电。
系统至少应有1个或2个整流模块工作。负载出现振荡时，系统应能正常工作。系统应使整流模块自动周期性轮换工作，且周期可设置。TB/T2993.2—2016
整流模块自动轮换工作时，应按照先开后关的原则，先开启连续休眠时间最长的模块，再关断连续工作时间最长的模块；当系统中不同效率模块混用时，高效率模块优先工作。监控单元或通信出现故障时，所有处于休眠状态的整流模块应能在3min内自动恢复工作。应确保电源系统安全供电，才能进人休眠节能工作模式，当蓄电池欠压、输人电压超出允许范围等故障时，系统不能处于休眠节能工作模式。系统整流模块的休眠功耗应符合表3的要求。表3休眠功耗
模块种类
单相模块
三相模块
5.13系统温升
系统额定工作状态时，常温条件下，温升应符合表4的要求。表4温升要求
连接外部绝缘导线的接头
铜母线的接头
铝母线触头（触接处超声波搏锡）熔断器触头
刀开关触头（紫铜或其合金制品）可能会触及的壳体
5.14系统电磁兼容性
5.14.1传导骚扰限值
触接处无被覆层
触接处捷锡
触接处镀银或镀镍
触接处镀锡
触接处镀银或镀镍
金属表面
绝缘表面
塑料绝缘导线表面
传导骚扰限值应符合GB9254--2008中第5章的要求。5.14.2辐射骚扰限值
辐射骚扰限值应符合GB9254—2008中第6章的要求。5.14.3静电放电抗扰度
休眠功耗
系统机柜应能保护产品抵御静电的破坏，应能承受GB/T17626.2一2006中第5章表1第4试验等级8kV试验电压的冲击，应符合YD/T983—2013中6.2判定准则B的要求。7
TB/T2993.2—2016
5系统可靠性
MTBF不小于5×10°h。
注：可通过整流模块并联元余方式来提高系统可靠性，即（n+）方式。n为能满足通信机房供电的整流模块数，为增加的整流模块允余数且不小于1。6试验方法
6.1试验环境条件
检验应在标准大气条件下进行，检验用标准大气条件为：a）环境温度：15℃~35℃；
b）相对湿度：25%~75%；
大气压力：86kPa~106kPa。
6.2试验前准备
试验前应做好下列准备：
通电前被测电源系统应与环境温度平衡；按产品规定预热时间，对被测系统进行预热：按图1接好试验电路；
系统的测试一般在输人、输出端，输出非测试端接负载。交
6.3交流输入电压变动范围试验
电压表
电压表
系统测试基本原理图
交流输人电压变动范围试验按以下步骤进行：a）按图1接好试验电路；
示波器
直流电流
测试装置
可调节阻性负裁
调节交流输人电压为120%额定值，直流输出电压为-43.2V，负载电流为额定值，检查被测系统状态并记录结果；
调节被测系统交流输人电压为80%额定值，直流输出电压为-57.6V，负载电流为额定值，检c）
查系统应工作正常。
输入频率变动范围试验
输人额率变动范围试验按以下步骤进行：按图1接好试验电路；
调节输人电压为额定值，频率为55Hz，直流输出电压为出厂整定值，负载电流为额定值，检查系统应工作正常；
调节被测系统输人电压为额定值，频率为45Hz，直流输出电压为出厂整定值，负载电流为额定值，检查系统应工作正常。
6.5输入电压波形畸变率试验
输入电压波形畸变率试验按以下步骤进行：按图1接好试验电路；
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