轨道交通行业人的必备干货- EMF测试标准大解析<质者见质>

德国莱茵tuv 轨道交通行业人的必备干货- EMF测试标准大解析<质者见质>
2020年7月21日 | 交通运输

 

 

现代电气化的轨道交通车辆装备很多大功率器件及流通大电流的电缆,容易产生较强磁场。为保护乘客和列车工作人员的人身健康,避免人体暴露于过强的电磁场之中,需要测量车辆运行时车内外的低频磁场。这类测试行业内一般称为EMF(Electromagnetic fields)测试,在其他领域包括家电、汽车、供电设施等也有相应的EMF要求。此次,德国莱茵TÜV专家邝建将为我们详细介绍在轨道交通车辆领域的EMF测试及其相关标准。

 

1.什么是EMF?

EMF包括各种环境中存在的电场,磁场和电磁场。

根据国际非电离辐射防护委员会(ICNIRP)导则,EMF与人体主要有三种耦合机制:低频电场可以在身体上感应出表面电荷,进而在体内感应出电流;低频磁场可以在人体内任何部位产生感应电流;而超过 100kHz 的电磁场则可能使人体组织发热,导致热效应。

研究表明感应电流对神经系统功能有影响,而热效应可导致人体组织中细胞死亡 , 损害程取决于生物组织达到的温度和受照射的时间。

 

2.EMF测试和EMC测试有什么区别?

EMF测试目的是保护人体健康,标准限值制定的理论基础是电磁辐射的生物效应。 EMC 测试则是为了保障电子电气设备之间的兼容性,分为发射(EMI)和抗干扰(EMS)两类。轨道交通的EMC标准主要是EN 50121系列。

 

3.轨道交通车辆EMF测试涉及哪些标准?

 

4.各标准的差异?

关于测量频率,各标准要求一致为测量DC~20kHz的磁场。

关于测量方法,IEC/TS 62597:2011会有平面法与立体法的概念,测量距离也与EN50500有区别。但在最新的IEC/TS 62597:2019里面,这些差异都被消除,IEC/TS 62597:2019几乎等同于EN50500:2008+A1。可以说目前各标准测量方法基本统一。

关于测试设备,IEC/TS 62597:2011里面允许采用“最小频率范围为0~20kHz的三轴探头的磁通量传感器”测量交流磁场。但在最新的IEC/TS 62597:2019里面,此选项已经被删除。各标准在交流磁场测试设备也统一为“配有三个面积各为100cm2的正交环且最小频率范围为5Hz~20kHz的三轴探头”。直流磁场测量设备各标准一致采用三轴各向同性探头。

在限值方面, TB/T 3351部分参考了ICNIRP 1998,并引入更严限值。其他标准都没有给出明确的限值,实际项目中测试限值一般由业主提出。

对于直流磁场,业界普遍采用EN 45502-2-1:2003中规定的1mT作为限值。需要注意这个1mT实际上是对植入式心脏起搏器的磁场抗扰度要求,超过这个限值的环境磁场有可能影响心脏起搏器的正常工作进而危害乘客生命安全。IEC 60601-2-33里面也有相同的考虑,但限值更低为0.5mT。如果是考虑直流磁场暴露对人体的生物效应,根据ICNIRP 规定对公众照射限值为400mT。

对于交流磁场,最常被业主采用的有ICNIRP 1998 和 ICNIRP 2010 规定的导出限值(reference level)。其中ICNIRP 2010限值会较1998版放宽。各标准对交流磁场评估方法一致,可以采用频域法或时域法。

电磁场生物效应的研究是一个不断发展的过程,国际上尚未形成统一的电磁辐射防护标准。ICNIRP也随着对研究水平的进步不断修正基本限值和导出限值。相信随着对电磁场生物效应认识的提高,轨道交通车辆EMF测试方法及限值也会不断修正更新。

 

质者介绍

邝建

德国莱茵TÜV大中华区交通服务铁路EMC经理

有丰富的轨道交通整车及零部件EMC测试及咨询经验

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