ГОСТ 34681-2020. Межгосударственный стандарт. Вагоны пассажирские локомотивной тяги. Общие технические требования

4.2.11 Требования к электрооборудованию вагона

4.2.11.1 В вагонах должна применяться одна из следующих систем электроснабжения:

- централизованная от высоковольтной поездной магистрали постоянного или переменного тока напряжениями в соответствии с таблицей 3, при этом устройства отопления получают питание непосредственно от поездной магистрали через защитно-коммутационную аппаратуру, а низковольтные потребители - через статический преобразователь;

- централизованная от вагона-электростанции по трехфазной трехпроводной магистрали с изолированной нейтралью напряжением 380 В с отклонением +/- 10% и частотой 50 Гц с отклонением +/- 2%; применяется для питания низковольтных потребителей непосредственно или через согласующий трансформатор;

- автономная с номинальным напряжением постоянного тока 24; 50; 110 В от одного или нескольких подвагонных генераторов с приводом каждого от оси колесной пары; применяется для питания низковольтных потребителей непосредственно или через дополнительные низковольтные преобразователи;

- смешанная от комбинации вышеперечисленных источников электроснабжения.

 

Таблица 3

 

Параметры высоковольтной поездной магистрали

 

Область применения	Напряжение, В			Частота, Гц
	Номинальное	Минимальное	Максимальное	Номинальная	Минимальная	Максимальная
Вагоны сообщения по железным дорогам стран СНГ и Балтии	3000	2200	4000	Постоянный ток
	3000	2200	3600	50	48	52
Вагоны международного сообщения	3000	2200	4000	Постоянный ток
	3000	2200	3600	50	48	52
	1000	800	1150		16	17,5
	1000	800	1150	50	48	52
	1500	1140	1650	50	48	52
	1500	1000	1800	Постоянный ток

 

На вагонах с конструкционными скоростями свыше 160 км/ч применение подвагонных генераторов не допускается.

4.2.11.2 Вагоны оборудуют высоковольтной совместимой однопроводной или двухпроводной поездной магистралью.

Высоковольтная поездная магистраль должна иметь изоляцию на рабочее напряжение 3000 В переменного тока. Сечение магистрали должно обеспечивать протекание тока продолжительного режима 330 А для вагонов со смешанной системой электроснабжения по железным дорогам стран СНГ и Балтии и 660 А - для вагонов с централизованной системой электроснабжения и для вагонов международного сообщения.

Соединители высоковольтной однопроводной поездной магистрали следует устанавливать на обоих торцах вагона, как показано на рисунке 2. Штепсель, не используемый для соединения магистралей соседних вагонов, фиксируется в холостом приемнике.

 

 

1 - розетка; 2 - штепсель; 3 - холостой приемник

 

Рисунок 2 - Размещение соединителей высоковольтной

поездной магистрали

 

Геометрические размеры сопрягаемых частей розетки и штепселя приведены на рисунках Ж.1 и Ж.2 (приложение Ж).

Двухпроводная высоковольтная магистраль должна обеспечивать электромагнитную совместимость с рельсовыми цепями постоянного тока как на электрифицированных, так и на неэлектрифицированных участках железных дорог при условии выполнения требований 4.2.11.23 и 4.2.11.24.

Соединители "нулевой" магистрали должны быть расположены на торцах вагонов и локомотивов (розетка и штепсель на каждом торце) таким образом, чтобы обеспечить соединение между вагонами и с локомотивом при их произвольном взаимном расположении.

По согласованию с заказчиком вагон с централизованной системой электроснабжения может оборудоваться резервной магистралью 3000 В током продолжительного режима 330 А.

Конкретный тип применяемой высоковольтной поездной магистрали указывают в технических условиях (техническом задании) на конкретную модель вагона.

4.2.11.3 Конструкция вагона должна предусматривать возможность питания при отстое вагона от внешней трехфазной сети переменного тока с заземленной нейтралью напряжением 380 В и частотой 50 Гц. При этом качество электрической энергии - по ГОСТ 32144.

4.2.11.4 Напряжения бортовой сети вагона, получающей питание от преобразователей или генераторов, должны быть выбраны из следующих рядов номинальных напряжений:

- 24; 50; 110 В - постоянного тока;

- 220 В - однофазного переменного тока 50 Гц;

- 220; 380 В - трехфазного переменного тока 50 Гц.

При этом не должны быть превышены указанные ниже отклонения следующих величин:

 

для напряжения питания освещения при использовании ламп накаливания	+5% -30%
для напряжения питания освещения и других потребителей постоянного тока (за исключением ламп накаливания)	+/- 30%
нормально допустимое отклонение для напряжения питания розеток, используемых пассажирами при предельно допустимом отклонении напряжения +/- 10%	+/- 5%
для частоты напряжения питания розеток, используемых пассажирами	+/- 2%
для напряжения питания асинхронных двигателей	+6% -3%

 

Вагонная бортовая сеть постоянного тока должна быть двухпроводной и изолированной от корпуса вагона и должна быть оборудована устройствами контроля изоляции.

Для питания электродвигателей переменного тока, требующих регулирования скорости вращения, применяют специальные преобразовательные устройства, устанавливаемые отдельно или в составе высоковольтного преобразователя и обеспечивающие регулирование напряжения U и частоты f с соблюдением соотношения U/f = const или U²/f = const.

Примечание - Необходимость применения бортовой сети с номинальным напряжением 24 и 50 В постоянного тока должна быть обоснована технико-экономическими расчетами.

 

4.2.11.5 Все составные части электрооборудования вагона должны сохранять свои характеристики (работоспособность) после воздействия предельной рабочей температуры окружающего воздуха согласно их климатическому исполнению по ГОСТ 15150, электрическая емкость аккумуляторной батареи при нижней рабочей температуре окружающего воздуха минус 40 °C должна составлять не менее 30% от номинальной.

Емкость батареи должна быть достаточной для обеспечения бесперебойного питания следующих потребителей при перерывах в работе основного источника электроснабжения:

- устройств, обеспечивающих минимальный комфорт пассажиров (основное освещение, розетки 220 В, приточный вентилятор, замкнутая туалетная система), - в течение 1 ч;

- устройств, обеспечивающих безопасность пассажиров (цепей управления, системы контроля нагрева букс и редуктора, системы пожарной сигнализации, хвостовых сигнальных фонарей, аварийного освещения), - в течение 6 ч.

4.2.11.6 Аккумуляторный бокс должен быть изготовлен во взрывобезопасном исполнении. Взрывобезопасность должна быть обеспечена путем применения мер по недопущению скопления газов, образующихся в процессе зарядки аккумуляторных батарей в опасных концентрациях и появления избыточного давления внутри аккумуляторных боксов. Концентрация водорода в объеме аккумуляторных ящиков (отделений) на стоянке должна быть не более 0,7%.

4.2.11.7 Аккумуляторная батарея должна иметь зарядное устройство, обеспечивающее алгоритм заряда в зависимости от температуры аккумуляторов и характеристик применяемой аккумуляторной батареи.

4.2.11.8 При выходе из строя источника питания электрооборудования вагона должно быть обеспечено электроснабжение устройств, обеспечивающих безопасность пассажиров (цепей управления, системы контроля нагрева букс и редуктора, системы пожарной сигнализации, хвостовых сигнальных фонарей, аварийного освещения), от соседнего исправного вагона.

Система электроснабжения вагона должна иметь коммутационное устройство, позволяющее при возникновении нештатной ситуации путем одной ручной операции под нагрузкой отключить от основного источника электроэнергии все подключенные потребители, за исключением систем контроля безопасности, аварийного освещения и хвостовых сигнальных фонарей, а также выключить сам источник энергии.

4.2.11.9 Применяемые на вагоне компоненты электрооборудования (резисторы, индуктивные реакторы, переключатели, контакторы, конденсаторы, генераторы, двигатели, трансформаторы, преобразователи, электронные блоки) должны сохранять свою работоспособность и обеспечивать выполнение всех режимов работы:

- в диапазоне скоростей вращения генератора от минимальной до максимальной - в вагоне с автономной системой электроснабжения;

- в диапазоне от минимального до максимального напряжения высоковольтной поездной магистрали согласно таблице 3 - в вагоне с централизованной системой электроснабжения от высоковольтной поездной магистрали.

4.2.11.10 Указанные в 4.2.11.9 компоненты электрооборудования должны сохранять свою работоспособность и обеспечивать восстановление режима работы после переходных процессов.

Для вагонов с автономной системой электроснабжения к переходным процессам относят:

- переход с питания от подвагонного генератора на питание от аккумуляторных батарей и наоборот;

- пуск преобразователей и электрических машин;

- включение потребителей мощностью более 0,5 мощности источника питания.

Для вагонов с централизованной системой электроснабжения от высоковольтной поездной магистрали к переходным процессам относят:

- скачкообразное изменение напряжения в тяговой сети, при отрывах и искрении токоприемника;

- внутренние коммутационные перенапряжения;

- пуск преобразователей и электрических машин;

- включение потребителей, мощностью более 0,5 мощности источника питания;

- проезд нейтральных вставок;

- смену рода тока.

Для вагонов с централизованной системой энергоснабжения 380 В от вагона-электростанции переходными режимами являются изменение частоты вращения генератора, переход с питания от вагона-электростанции на питание от аккумуляторных батарей, а также включение потребителей, соизмеримых по мощности с источниками питания.

4.2.11.11 В силовых цепях и цепях управления электрооборудованием вагона должна быть предусмотрена защита от аварийных процессов при коротких замыканиях или перегрузках по току и/или напряжению в электрооборудовании. Защита должна обеспечивать выполнение следующих функций:

- в результате срабатывания системы защиты неисправная цепь должна быть отключена от источника питания;

- должно сохраняться питание цепей, не затронутых аварийным режимом (селективность срабатывания защиты);

- в результате срабатывания системы защиты не допускается отказ элементов цепи короткого замыкания, за исключением элементов, выход которых из строя предусмотрен технической документацией для обеспечения защиты;

- при обрыве фаз в цепях трехфазных электродвигателей защита должна обеспечивать совместное отключение фаз.

4.2.11.12 Система электроснабжения вагона должна соответствовать требованиям электробезопасности, установленным нормативными документами <1>.

--------------------------------

<1> В Российской Федерации действует ГОСТ 12.1.019-2017 "Система стандартов безопасности труда. Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты".

 

4.2.11.13 При подаче напряжения в поездную магистраль (380 В и свыше) на пульте управления вагона должна включаться световая сигнализация наличия напряжения. По согласованию с заказчиком дополнительно сигнализация наличия напряжения должна присутствовать с наружной стороны вагона.

4.2.11.14 Электрооборудование напряжением 3000 В должно быть расположено в местах, недоступных для пассажиров и неаттестованного персонала.

Расположение и конструкция элементов электрооборудования вагона, способ их установки должны обеспечивать удобный доступ для технического обслуживания и ремонта.

Пульт управления электрооборудованием устанавливают таким образом, чтобы обеспечить возможность его монтажа и демонтажа. Пульт управления должен иметь дополнительное освещение.

4.2.11.15 Отсеки, шкафы и ящики с электрооборудованием, имеющие легкосъемные (без применения инструмента) крышки и/или защитные ограждения, должны иметь блокирующие устройства, исключающие доступ к электрооборудованию, находящемуся под напряжением свыше 50 В переменного тока и 120 В постоянного тока.

4.2.11.16 Оболочки электрооборудования вагона напряжением 3000 В должны иметь блокирующие устройства, обеспечивающие отключение напряжения при открывании оболочек, кроме неподвижного контакта высоковольтного разъединителя (клеммы поездной магистрали) в ящике с коммутационно-защитной высоковольтной аппаратурой.

4.2.11.17 Необходимо наличие заземления металлических кожухов электрооборудования, конструкций для крепления токоведущих частей вагона.

Защитное заземление - по ГОСТ 12.2.007.0.

Электрическое сопротивление защитного заземления оборудования вагона номинальным напряжением свыше 120 В постоянного тока и 50 В переменного тока должно быть не более 0,1 Ом.

4.2.11.18 Время разряда конденсаторов в электроустановках при наличии доступа к токоведущим частям, подключенным к конденсаторам, должно быть не более 120 с для оборудования, расположенного под вагоном, и не более 30 с для оборудования, расположенного в отсеках и шкафах внутри вагона.

4.2.11.19 Электрическая прочность изоляции электрических цепей после сборки вагона должна соответствовать нормативным значениям, указанным в таблице 4.

 

Таблица 4

 

Электрическая прочность изоляции электрических цепей

 

Номинальное напряжение электрических цепей, В		Испытательное напряжение, В (действующее значение)
Постоянный ток	Переменный ток
До 30 включ.	До 30 включ.	750
Св. 30 до 300 включ.	Св. 30 до 100 включ.	1250
Св. 300 до 660 включ.	Св. 100 до 660 включ.	1,7 U + 1275
Св. 660 до 3000 включ.	Св. 660 до 3000 включ.	2,125 U + 1700
Примечание - В таблице указано U - номинальное рабочее напряжение электрических цепей. Рассчитанное значение испытательного напряжения следует округлить до ближайшего значения, кратного 250 В. Электрические цепи должны выдерживать испытательное напряжение переменного тока частотой 50 Гц в течение (60 +/- 5) с.

 

4.2.11.20 Электрические аппараты на вагоне - по ГОСТ 9219.

4.2.11.21 Электрические машины на вагоне - по ГОСТ 2582.

4.2.11.22 Электрооборудование вагона должно соответствовать требованиям устойчивости к электромагнитным помехам по ГОСТ 30804.6.2 и радиопомехам по ГОСТ 30804.4.3.

4.2.11.23 Общий уровень радиопомех вагона, создаваемых в том числе комплексом электрооборудования, не должен превышать допустимых значений по ГОСТ 33436.3-1-2015 (пункт 4.1).

4.2.11.24 Допустимый уровень мешающего влияния электрооборудования вагона на рельсовые цепи и устройства сигнализации (для вагонов с высоковольтным преобразователем) - по ГОСТ 33436.3-1-2015 (приложение А).

4.2.11.25 Напряженность электрического поля промышленной частоты 50 Гц в пассажирских и служебных помещениях на расстоянии 0,2 м от стен и окон и на высоте от 0,5 до 2,0 м от пола не должна превышать 0,5 кВ/м.

Индукция магнитного поля промышленной частоты 50 Гц в пассажирских и служебных помещениях на расстоянии 0,2 м от стен и окон и на высоте от 0,5 до 2,0 м от пола не должна превышать 5 мкТл (4 А/м).

4.2.11.26 Вагоны оборудуют системой контроля нагрева букс.