铁路电源输入电压范围需求

车载蓄电池的额定供电电压主要有以下几种： 24V、 48V、 72V、 96V、 110V 等 5 种规格， 对

于没有稳压装置的蓄电池供电的电子设备， 必须在 0.6VN和 1.25VN间(辅助设备启动或者蓄电

池充电电压波动)100mS波动之间不能引起电子设备的功能改变； 必须在浪涌电压1.25VN和1.4VN

不超过 1s 间波动， 不应引起设备的损坏， 但是设备可以不运转。 为了满足波动电压范围内使用

要求， DC/DC 电源厂家为了留有足够的裕量， 设计的输入电压参数能够在 0.6VN和 1.4VN电压范

围内正常工作， 并且兼容多个车载蓄电池电压等级。

铁路电源额定输入电压范围

铁路电源输入电压瞬态（RIA12 需求）

英国铁路标准 RIA12 《拖动及运载设备的直流控制系统中瞬态浪涌保护的通用规范》 ， 标

准要求与供电电源蓄电池连接的电子设备， 必须能够经受以下两种波形， 尤其是对于 3.5 倍输

入电压， 持续时间 20mS 的浪涌电压， 该浪涌脉冲电压的源阻抗为 0.2Ω ， 如果考虑供电蓄电池

额定电压为 110VDC， 那么如果只是采用单一的钳压器件进行防护， 很难吸收（设钳位电压 VC

为 160VDC） 高达 W=V_N*（3.5V_N-V_C）/r*t=2475J 的能量， 一般瞬时钳压抑制器件很难满足要求，

采用封装 1.5KE 系列的 TVS 管， 瞬时能够承受 1500W 能量， 但是只能承受 1.5J 的能量。

铁路电源输入电源中断、 跌落

EN50155 规定， 在输入电压范围内， 输入电压可发生 10mS 的中断， 规定等级如下：

--S1 级 无中断

--S2 级 10mS 中断

并且 EN50155 规定， 在蓄电池组供电和稳定的电压源供电的转换期间， 可能发生中断， 规

定等级如下：

--C1 级 在 0.6VN时， 100mS 期间不得中断

--C2 级 中断供电 30mS

单独依赖模块电源厂家很难满足 S1 级要求， 车载电子设备需要适当的外围储能电路来满足

中断需求， 可采用在电源模块前端增加储能电容即可满足要求。

铁路电源电磁兼容需求

不同的电气设备端口， 对于 EMI 的要求是不一致的， 对于蓄电池端口， 在频率段 9kHz~150kHz

是没有传导的限值要求的。 对于 EMI 要求部分， 中国的铁标和欧标的限值是不一致的。 表 4 为

EN50131-3-2 对蓄电池端口的 EMC 需求， 对于信号和通信端口以及过程测量和控制端口也需要

满足此要求。 中国铁标 TB/T 3034 对于传导部分的要求为频率段 150kHz~500KHz， 限值要求

79dBuV 准峰值 ； 频率段 500kHz~30MHz， 限值要求 73dBuV 准峰值。

蓄电池端口对于 EMS 端口能力如表 4 所示， 需要注意的是浪涌骚扰抗扰度试验的浪涌发生

器的内阻为 42Ω ， 而中国铁标 TB/T 3034 对于浪涌要求是引用 IEC61000-4-5 标准中， 浪涌发

生器的放电电阻为 2Ω （差模） /12Ω （共模） 。 欧盟标准比中国铁标标准要求弱很多。

铁路电源振动、 冲击需求

根据电子设备在车辆中的安装位置， 可分为 3 类：

1类 安装在车体上

A 级 安装在设置于车辆上面或者下面的设备箱内任何物体

B 级 安装在设置于车辆上面或者下面的设备箱内任何物体

2 类 安装在转向架上面

3 类 安装在轴上或者车辆轮上面系统

对于某些铁路应用， 电子设备是悬挂在车辆的墙壁上或者置于车厢设备的箱内， 必须满足

1 类 B 级要求。 其试验的振动、 冲击试验要求如下：

为了更容易通过冲击和振动要求， 将 DC/DC 电源内部灌满绝缘类环氧树脂， 可以很容易阻

挡由于冲击和振动带来的机械应力。

铁路电源温度/湿度需求

机车车辆外部的环境温度为-40℃ ~50℃， 内部靠近电子设备的空气温度可能处于-40℃

~70℃之间变化， 靠近印刷 PCB 板周围的空气温度由于器件发热等影响， 必须考虑起动过程的过

温等影响， 印刷 PCB 板温度范围可到-40℃~85℃。

DC/DC 电源需要满足严苛的温度等级 TX 要求， 并且在环境温度 85℃情况下， 不应引起电源

的热保护和车载电子设备的性能异常。

为了满足车载电子设备的过隧道要求， 外部温度迅速变化过程， 要求外界温度变化率要求

为 3℃， 其最大变化温度范围为 40℃。 并且车辆在长距离运行时， 外界的湿度也在变化中， 需

要车载电子设备必须经受交变湿热试验。 车载电子设备的要求型式可靠性试验如下：

铁路电源隔离耐压需求

车载电子设备的介电试验（耐压试验） 的试验电压与车载蓄电池的供电电压相关， 通过逐

渐升压， 将试验电压加载到车载电子设备上， 并在规定的等级电压上 1min， 期间不应出现闪烁

和击穿现象。 试验要求电压如表 9.

介电试验电压优先取 50Hz 的交流电压， 采用相对于交流电压的峰值直流电压也是等同的。

也就是说 2250VDC 的隔离电压等同于 1500VAC 的隔离电压要求。需要特别注意的是， 对于 96VDC、

110VDC 的车载蓄电池供电系统， 其蓄电池电压可能被充电至大于 125VDC 及以上， 1000VAC 的需

求已不能满足其要求， 隔离耐压至少达到 1500VAC 的要求。

铁路上的车辆控制电子设备和器件， 在国际上有着严格的规定和管控。 在欧洲， 最常用 的

是 EN50155： 2007 标准--“铁路设施铁道车辆的电子设备”标准， 中国最常用的是铁标 TB/T 3021：

2001， 而英国常用的标准为 RIA12 用于拖动及运载设备的直流控制系统中瞬态浪涌保护的通用

规范” 此规范是由铁路工业联会开发制定的。 欧盟标准 EN50155 与中国铁标 TB/T3021 要求基本

一致， 而 RIA12 标准则要求车载电子设备具有专门的抗浪涌能力。

欧盟标准 EN50155 已慢慢被许多铁路设备生产制造商认可， 标准适合于安装在铁道车辆用

作控制、 调整、 保护、 供电的的全部电子设备， 并涉及到蓄电池供电系统和直接与接触系统连

接或者未连接的低压电源， 但是不适合主电路设备。 电源模块作为总线电源转换器件， 前端供

电主要由车载蓄电池供电或者辅助电源供电。 车载电子设备供电电源必须满足 EN50155 需求，

其中主要有以下方面需求：

1.输入电压范围需求；

2.电磁兼容需求；

3.机械需求--冲击和振动需求；

4.温度和湿度工作需求；

5.隔离电压需求；

EN50155 引用的主要标准和对应的中国铁标如下：

车辆控制电子设备的供电主要是通过车载蓄电池进行供电， 蓄电池可以用电池充电器、 辅

助逆变器和装有电子调压的发电机或发电机组充电。 辅助设备启动或者电池充电器电压波动过

程均会影响蓄电池的输出电压。 在蓄电池的电压波动过程中， 车辆控制电子设备不应该引起功

能的改变。 为了解决车辆控制设备的行业应用问题， 满足电压波动和其他特性需求， 需要宽电

压范围输入电源产品满足需求。

1.0.1 为统一铁路通信电源设计技术标准，做到技术先进、经济合理、使用方便，制定本规范。

1.0.2 本规范适用于铁路通信站、中间站通信机械室等固定站的新建、改建铁路通信电源设计。

1.0.3 铁路通信电源设计应贯彻国家和铁路的技术政策，合理利用资源，执行国家防震、消防和环境保护等有关标准、规定。

1.0.4 铁路通信电源设计在保证供电质量的前提下，应考虑安装、维护和使用方便，满足灾害等特殊情况下的通信安全。

1.0.5 铁路通信电源设计应采用技术成熟的、通过质量认证的设备，并积极利用新能源、采用新技术。

1.0.6 铁路通信电源方案设计应考虑所在地的供电条件、引入方式及运用状态，将近期建设与远期发展规划相结合，进行技术经济比较，降低工程造价和维护成本。

近期按交付运营后5年，远期按交付运营后10年。

1.0.7 铁路通信电源系统应针对铁路运输及通信网等级位置，实施集中监控管理，逐步达到少人维护，无人值守。

1.0.8 铁路通信电源系统宜是独立的供电系统。

1.0.9 铁路通信电源系统设计应保证设备、人身的安全，保证对通信设备不间断地供电，满足设备对电源的要求。

1.0.10 铁路通信电源设计，除应执行本规范外，还应执行国家现行的有关强制性标准规定。

《铁路信号电源》是根据铁道信号专业中专教学大纲要求编写的。内容包括信号设备供电概况、变压器、电机和电器、交流稳压器、开关电源、蓄电池、信号电源屏、信号智能电源屏及UPS供电系统等，有图册与教材配套出版。

《铁路信号电源》系中专学校铁路信号专业教材，可作为城市轨道交通信号专业的教材，也可供铁路信号工作人员学习参考，并可作为职工技术教育培训教材。

2.0.1 外供电源应由外供交流电源和自备发电电源组成。

2.0.2 外供交流电源可从铁路地区变、配电所，铁路专用专盘专线电源，电力贯通线电源，自动闭塞电力线电源及地方电源接引。

2.0.3 自备发电电源包括自备交流电源和自备直流电源。

2.0.4 铁路通信电源系统应外供电源为主用供电；在无外供交流电源或远离外供交流电源的地区，应以自备发电电源为主用供电。

2.0.5 在具有铁路地区变、配电所电源，亿里微专用专盘专线电源的铁路通信站，其外供交流电源宜采用铁路电源为主供电源，地方电源为备用电源。

2.0.6 在具有电力贯通线及自动闭塞电力线的区段，分所其外供交流电源应采用电力贯通线为主供电源，自动闭塞电力线为备供电源；中间站通信机械室，其外供交流电源应采用自动闭塞电力线为主供电源，电力贯通线为备供电源；主、备供电源可自动切换。

2.0.7 自备发电电源可采用燃油（柴油、汽油）发电机组及燃气发电机组。

在年日照时数大于2000h的地区，可采用太阳能电源供电；在年平均风速大于4m/s的地区，可采用风力发电电源供电。

2.0.8 外供交流电源根据通信站、中间站通信机械室所在地区的供电条件、供电线路引入方式及供电系统的运行状态，可按表2.0.8分为三类。

表2.0.8 外供交流电源的分类