城市轨道交通牵引电能车载计量器具功能要求DB11／T 1737-2020.pdf

ICS 03.220.20 R 80 DB11 北京市地方标准 DB11/T 1737 2020 城市轨道交通牵引电能车载计量器具功能 要求 Function requirements of traction power on-board measuring instrument for urban rail transit 2020-06-30发布 2021-01-01实施 北京市市场监督管理局 发布 DB11/T 1737 2020 I 目 次 前 言.II 1 范围.1 2 规范性引用文件.1 3 术语和定义.1 4 技术要求.2 5 性能要求.5 6 试验项目及方法.6 DB11/T 1737 2020 II 前 言 本文件根据 GB/T 1.1给出的规则起草。本文件由北京市交通委员会提出并归口。本文件由北京市交通委员会组织实施。本文件起草单位：北京交通发展研究院、京铁物流有限公司、北京交通大学、北京地铁运营公司、北京交研都市交通科技有限公司、福州轨道交通电气科技有限公司、北京地铁车辆装备有限公司。本文件主要起草人：俞宏熙、杨军、杨春雷、王聘玺、郑晓彬、徐龙、程颖、蔡静、周瑜芳、史超、薛晴、薄洋、张哲浩、荀径、王胜利、李倬、李 熙、唐涛、霍苗苗、何巍楠、陆建东、吕凤艳、马皓、肖昊玮、梁 文 博、朱宇婷、赵晋、管城熠、李宇翔、焦阳、张林溪。DB11/T 1737 2020 1 城市轨道交通牵引电能车载计量器具功能要求 1 范围 本文件规定 了城 市轨道交通 牵 引电能车 载计量器具（简称器具）的技术要求、性能要求、试验项目及方法。本文件 适 用 于城 市轨道交通 牵 引电能车 载计量器具 的 设计、制造 和 使 用。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 所 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/T 2423.1 电 工 电 子产品环境 试验 第 2部分：试验方法 试验 A：低温 GB/T 2423.2 电 工 电 子产品环境 试验 第 2部分：试验方法 试验 B：高温 GB/T 2423.4 电 工 电 子产品环境 试验 第 2部分：试验方法 试验 Db：交 变湿热（12h+12h循环）GB/T 4208 外壳防护等级（IP代码）GB/T 15284 多费率 电能 表 特殊 要求 GB/T 17215.211 2006交流电 测 量设 备 通用要求、试验和试验 条 件 第 11部分：测 量设 备 GB/T 17215.421 2008 交流 测 量 费率 和 负荷控 制 第 21部分：时间开关 的 特殊 要求 GB/T 21563 轨道交通 机 车车辆 设 备 冲击 和 振动 试验 GB/T 24338.4 轨道交通 电 磁兼容 第 3-2部分：机 车车辆 设 备 GB/T 25119 2010 轨道交通 机 车车辆电 子 装 置 DL/T 1484 2015 直 流电能 表 技术规范 JT/T 808 道 路 运 输 车辆 卫星 定位 系统 北 斗兼容 车 载 终端 通 讯协议 技术规范 3 术语和定义 下列 术语和定义 适 用 于 本文件。3.1 城市轨道交通牵引电能车载计量器具 traction power measuring on-board instrument for urban rail transit 安 装 在直 流 牵 引 供 电 系统 的 城 市轨道交通 列 车 上，用 于 测 量列 车 牵 引电能，可 按两个功率 方 向测 量 电能的装 置，由电 压传感 器、电流 传感 器、无线 通 讯终端、显示 器 等 组 成。简称器具。3.2 直流纹波因数 Direct current ripple factor 脉动直 流电 量 的 峰值 和 谷值之差 的 一 半 对 该 直 流电 量 平均 值之 比。DB11/T 1737 2020 2 4 技术要求 4.1 一般要求 器具应不 影响 城 市轨道交通 列 车的 正常行驶，不 致 引起 任 何 危险，并 应 满足 下列 要求：a)耐 热 和 阻燃 应 符合 GB/T 17215.211 2006中 5.8的规定。非金属材料采 用 阻燃型材料，电 线电 缆 应 为 低 烟、无 卤、阻燃型 产品；b)防 止固体异 物、灰尘 和 水 的 进入；c)可 能 经受腐蚀 的 所 有 部 件 应 予以 有 效 防护；d)材质 无 毒害、无 放射 性。4.2 使用条件 应 符合 GB/T 25119 2010第 4.1条 要求。4.3 电源条件 器具 宜采 用 辅助 电 源 供 电，供 电电 压 符合 GB/T 25119 2010中 第 5.1条 要求。由 蓄 电 池 供 电的电 子 装 置，应 在表 1的 所 有 供 电电 压（在 装 置输 入 端测 量）下 正常 工 作。表 1 蓄电池供电的电子装置的供电电压 供 电电 压 供 电方 式 由 不 带 电 压 调整 器 的 蓄 电 池 供 电 由 带 电 压 调整 器 的 蓄 电 池 供 电 最低 电 压 0.7Un 0.8Un 标 称 电 压 Un Un 最高 电 压 1.25Un 1.1Un 不 大 于 0.1s的电 压 波 动 不应 引起 功 能 异常 0.6Un 1.4Un 0.7Un 1.3Un 不 大 于 1s的电 压 波 动 不应 引起 损坏，允许 功 能 降 级 1.25Un 1.4Un 1.1Un 1.3Un 4.4 功耗要求 器具 功 耗 不 大 于 100W。4.5 通信要求 通 信 功 能 应 满足：a)至 少具 备 1路 RS-232，1路 RS485通 信接 口；b)RS485通 信接 口 初始速 率 为 2400bit/s，通 过软 件 可设 置 为 1200bit/s、4800bit/s、9600bit/s、19200bit/s；c)协议 支持 Modbus-RTU协议 接 口；d)可 预留满足 车辆通 信 要求的 多功 能 列 车通 讯 总 线；e)时 钟 应 与 列 车 控 制 系统 同步；f)应 支持 主流的 3G、4G、5G等无线 通 信网络；g）通 信 协议 采 用 TCP或 UDP，通 信 方 式 应 符合 JT/T 808的要求。4.6 定位要求 DB11/T 1737 2020 3 器具可 扩 展的定位 功 能 应 满足：a）器具应 能提 供 实 时 的 时间、经 度、纬度、速 度、高 程 和方 向等 定位 状态 信 息，可 存储到 器具 内部，同 时 通 过 无线 通 信 方 式 上传 至 后台；b）器具应 能 在 通 信中 断 时（盲区）以 先 进 先 出方 式 存储 不少于 3000条 定位 信 息，在 恢复 通 信 后将存储 的定位 信 息补报 上传，可 根据 需 要 采 用 压 缩 方 式 上传；c）器具 采 用北 斗卫星 定位的 应具 有北 斗卫星 信 息 采 集 功 能，应 存储 或 向 后台 上 报 北 斗 定位 结果 及卫星 定位 模块详细 定位 数 据，至 少 包 含 信 噪 比、有 效 卫星 数；d）定 时 报送：在 行驶 状态 下，最 小报送 时间间 隔 不 大 于 5s，最 大 报送 时间间 隔 不 大 于 60s；e）实 时 定位：从 器具 收到监 控 中 心 下 发的实 时 定位 请 求 到 器具应 答，时间 不 大 于 10s；f）记录 时间 精度 要求 在 24h内累 计 时间 允许 误 差在 5s以 内。4.7 电能量计量要求 器具具 有 正 向、反 向 有 功 电能 量计量 功 能。有 功 电能 量应对 轨道交通 列 车 牵 引电能 量、辅助 电能 量、再生 制 动 电能 量、悬浮 系统 电能 量 等分 别 进行 计量，电能 计量 电 压 范围 见 表 2，电能 计量 电流范围 见 表 3。表 2 电能计量电压范围 额 定电 压（Un）最 小 电 压（Umin）最 大电 压（Umax）750V 500V 900V 1500V 1000V 1800V 表 3 电能计量电流范围 额 定电流（In）最 小 电流（Imin）最 大电流（Imax）600A 10A 1200A 2000A 10A 2200A 4.8 显示要求 显示功 能要求 如 下：a)显示 方 式 分 为 自 动循环显示 和 按 键 显示两 种，显示 项目 可设 置；b)可 显示 电 压、电流、正 负 电能 量、时间、故障报警 等 信 息；c)电能 量 显示 位 数 至 少 为 5位（至 少 含 2位 小数），计量 单位 为 kWh。4.9 负荷记录 负荷 记录 要求 如 下：a)器具 能 记录 电 压、电流、电能 量 三类数 据，记录 时间间 隔 可 在 1min 60min范围 内 设 置；b)采 样频 率 不 低 于 2kHz。4.10 存储要求 器具应 能 存储 1个 月 的 数 据。工 作 电 源 失 电 后，所 有 数 据都 不应 丢失。4.11 器具电能常数 器具 测 试 输 出 与 显示 的电能 量 变 化 之间 的 关系，应 与 铭牌 标 示 的 常 数 一 致。DB11/T 1737 2020 4 5 性能要求 5.1 平均无故障间隔时间 器具应 满足 器具 的 平均 无 故障 间 隔 时间（MTBF）最低 为 3000h。5.2 准确度要求 准确度 应 满足 DL/T 1484 2015中 第 4.6条 要求。在 额 定电流（In）下，电能 表 的 基 本 误 差 不应超 过表 4规定的 误 差 限 值。宜与 供 电 系统 准确度 等级一 致。表 4 百分 数 误差限值（额 定电流条件 下）电 压（U）变 化 范围 误 差 限 值 0.5级 1级 0.1Un U 0.4Un 1.0%1.5%0.4Un U 1.2Un 0.5%1.0%在 额 定电 压（Un）下，电能 表 的 基 本 误 差 不应超 过 表 5规定的 误 差 限 值。表 5 百分 数 误差限值（额 定电压条件 下）电流（I）变 化 范围 误 差 限 值 0.5级 1级 0.01In I 0.5In 1.0%2.0%0.5In I 1.2In 0.5%1.0%在输 入 电 压、电流的 直 流 纹 波 因数 不 大 于 2%时，电能 表 的 附加误 差 不应超 过 表 6规定的 误 差 限 值。表 6 百分 数 误差限值 电 压（U），电流（I）误 差 限 值 0.5级 1级 Un，In 1.0%1.0%5.3 日 计时 误差 器具 的 日计 时 误 差 不应超 过 DLT 1484-2015 中 4.8.3a）的规定限 值。5.4 绝缘 性能 5.4.1 绝缘 电 阻 所 有 线路外壳 的 绝缘 电 阻 不应 小 于 40M。5.4.2 工频耐 压 工 频 耐 压 要求 如 下：a)器具对 地：金属 外壳 或 绝缘 材料 制 外壳 的 金属 外 露 部分，应 能 耐受 频 率 为 50Hz的 正 弦 波 电 压历 时 1min的试验。试验电 压值 从 表 7的规定 值 中 确 定。DB11/T 1737 2020 5 b)不 同 电 压等级 电 路间：不 同 电 压等级 电 路间 应 能 耐受 频 率 为 50Hz的 正 弦 波 交流电 压 历 时 1min的试验，试验电 压值 从 表 7的规定 值 中 确 定。表 7 电能表 绝缘试验 电压 额 定电 压（U n）试验电 压 Un 42V 500V 42V Un 600V 2000V 600V Un 1000V 3000V 1000V Un 2000V 5600V 5.5 温湿 度 适应 性要求 温湿 度 适应 性 应 符合 GB/T 2423.1、GB/T 2423.2、GB/T 2423.4的规定。5.6 电 磁兼容 电 磁兼容 性 应 符合 GB/T 24338.4的规定。5.7 冲击 和 振动 冲击 和 振动 应 符合 GB/T 21563的规定。5.8 机壳防护 车 内 安 装的 设 备的 防护等级 应不 低 于 GB/T 4208中 IP2X，车 下 安 装的 设 备的 防护等级 应不 低 于 IP65。6 试验项 目 及 方 法 6.1 检验项 目 检 验项目 与 方法 见 表 8。表 8 检验项 目 序号 检 验项目 技术要求 检 验方法 1 电 源波 动 试验 4.3 6.2 2 功 耗 试验 4.4 6.3 3 通 信 试验 4.5 6.4 4 定位试验 4.6 6.5 5 电能 量计量 试验 4.7 6.6 6 显示 要求试验 4.8 6.7 7 负荷 记录 试验 4.9 6.8 8 存储 功 能试验 4.10 6.9 9 器具 电能 常 数 试验 4.11 6.10 10 平均 无 故障 间 隔 时间 试验 5.1 6.11 11 准确度 试验 5.2 6.12 12 日计 时 误 差 试验 5.3 6.13 DB11/T 1737 2020 6 表 8 检验项 目（续）序号 检 验项目 技术要求 检 验方法 13 绝缘 电 阻 测 量 5.4.1 6.14.1 14 工 频 耐 压 试验 5.4.2 6.14.2 15 低温 试验 5.5 6.15.1 16 低温 存 放 试验 5.5 6.15.2 17 高温 试验 5.5 6.15.3 18 交 变湿热 试验 5.5 6.15.4 19 电 磁兼容 试验 5.6 6.16 20 功 能性 随 机振动 试验 5.7 6.17.1 21 模拟 长寿命 随 机振动 试验 5.7 6.17.2 22 冲击 试验 5.7 6.17.3 23 防护等级 试验 5.8 6.18 6.2 电源波 动试验 被 试 设 备 按 正常 工 作 模 式 连 接，分 别 输 入 第 4.3条 要求的 最低供 电电 压 和 最高供 电电 压，被 试 设 备 功 能 应 正常。6.3 功耗 试验 将 被 试 设 备 按 正常 工 作 状态 连 接，在 额 定的 供 电电 压 下，测 量 功 耗，应 满足 第 4.4条 的要求。6.4 通信 试验 检 查 通 信 功 能 符合 4.5条 的要求。6.5 定位 试验 检 查 定位 功 能 符合 4.6条 的要求。6.6 电能量计量 试验 检 查 电能 计量 符合 4.7条 的要求。6.7 显示要求 试验 按 照 GB/T 15284的规定试验、判 定，检 查 显示 要求 符合 4.8条 的要求。6.8 负荷记录 试验 检 查 负荷 记录 符合 4.9条 的要求。6.9 存储功能 试验 检 查 存储 功 能 符合 4.10条 的要求。6.10 器具电能常数 试验 检 查 器具 电能 常 数 符合 4.11条 的要求。6.11 平均无故障间隔时间 试验 DB11/T 1737 2020 7 检 查 平均 无 故障 间 隔 时间 符合 5.1条 的要求。6.12 准确度 试验 6.12.1 参比 条件 环境温 度 为 23 2；相 对 湿 度 为 45%75%。6.12.2 额 定电流 下基本误差 在 参 比 条 件 下器具 通 以 额 定电流，电 压线路 依次 施 加 1.2Un、0.9Un、0.8Un、0.7Un、0.6Un、0.5Un、0.4Un、0.3Un、0.2Un、0.1Un，测 得 基 本 误 差 符合 本 标 准 第 5.2条表 4的要求。6.12.3 额 定电压 下基本误差 在 参 比 条 件 下器具 通 以 额 定电 压，电流 回 路 依次 通 以 1.2In、In、0.5In、0.2In、0.1In、0.05In、0.01In，测 得 基 本 误 差 符合 本 标 准 第 5.2条表 5的要求。6.12.4 直流纹波 影响 在 参 比 条 件 下器具 电 压 回 路 通 以 额 定电 压 和 额 定电流，保 持 输 入 电流 为 额 定电流，在输 入 电 压 含 有 300Hz交流 成分，并 且 直 流 纹 波 因数 为 2%时 进行 电能 表 误 差测 试。保 持 输 入 电 压 为 额 定电 压，在输 入 电流 含 有 300Hz交流 成分，并 且 直 流 纹 波 因数 为 2%时 进行 电能 表 误 差测 试。测 得 基 本 误 差 符合 本 标 准 第 5.2条表 6的要求。6.13 日 计时 误差试验 试验 按 照 GB/T 17215.421 2008中 7.5.2.3的规定 执 行。测 得 日计 时 误 差 符合 本 标 准 第 5.3条 的要求 6.14 绝缘 性能 试验 6.14.1 绝缘 电 阻测 量 采 用 DC500V兆欧 表测 量 绝缘 电 阻 值，应 符合 本 标 准 第 5.4.1条 的要求。6.14.2 工频耐 压 试验 采 用 耐 压 仪 施 加 本 标 准 第 5.4.2条 要求的 耐受 电 压，应不 发 生 击 穿 或 闪 络。6.15 温湿 度 试验 6.15.1 低温试验 按 GB/T 2423.1的规定 进行 试验，试验方法及要求 见 表 9。表 9 低温试验 方 法及 要求 试验方法 要求 在 装 被 试 品 不 通电的 情况 下 放入 试验 箱，在等 于 或 大 于 0.5h内将 箱 温 从 正常 环境温 度 25 10逐渐 降至 附录 规定的 被 试 品最低环境温 度 2，达 到 热 稳 定 后 放 置 2h。放 置时间终 了，在 保 持 低温 状态 下对 被 试 品 通电，并 进行 功 能 检 测。恢复后，在 正常 室 温 下 重 新 进行 功 能 检 测。器具应不 产 生故障 和 损坏；功 能 应 正 常，准确度 符合 第 5.2条 的要求。DB11/T 1737 2020 8 6.15.2 低温 存 放试验 按 GB/T 2423.1的规定 进行 试验，试验方法及要求 见 表 10。表 10 低温 存 放试验 方 法及 要求 试验方法 要求 被 试 品在 不 通电的 情况 下 放 置 于 试验 箱 中，将 试验 箱 从 正常 试验 环境温 度 25 10逐渐 降至-40 2，温 度 稳 定 后，被 试 品 放 置 16h，然 后恢 复 正常 条 件，并 在 正常 室 温 下 重 复 功 能试验。器具应不 产 生故障 和 损坏；功 能 应 正 常，准确度 符合 第 5.2条 的要求。6.15.3 高温试验 按 GB/T 2423.2的规定 进行 试验，试验方法及要求 见 表 11。表 11 高温试验 方 法及 要求 试验方法 要求 被 试 品 通电 后 放入 试验 箱，在等 于 或 大 于 0.5h内将 箱 温 从 正常 环境温 度 25 10逐渐升 高 至 70 2，达 到 热 稳 定 后 保 温 6h，然 后 在 已升 高 的 温 度 下对 装 置 通电，并 进行 功 能 检 测。试验 完 成 后，将 装 置 冷却 到 正常 环 境温 度 下 并 温 度 稳 定 后，再 次 进行 功 能 检 测。包 含 一 种 试验 工 况，85 持 续 10分 钟，功 能 不 出 现 异常。器具应不 产 生故障 和 损坏；功 能 应 正 常，准确度 符合 第 5.2条 的要求。6.15.4 交 变湿热试验 按 GB/T 2423.4的规定 进行 试验，试验方法及要求 见 表 12。表 12 交 变湿热试验 方 法及 要求 试验方法 要求 将 被 试 品 放入 试验 箱 内，调 节箱 温 至 25 2 并 保 持，相 对 湿 度 调至 45%75%进行 2h 6h温 度 稳 定，最 后 1h内将 箱 内 相 对 湿 度 提 高 至 不 低 于 95%，温 度 仍保 持 25 3。稳 定 后 开 始 循环，使 箱 温在 2.5 3h内 由 25 3升 至 55 2，除 最 后15min内 相 对 湿 度 不 低 于 90%外，升 温 阶段相 对 湿 度 不应 低 于 95%，以 使试 品表 面 产 生 凝 露。然 后 在温 度 为 55 2 的 高温高湿环境 下 保 持 到从 循环 开 始 算 起的 12h 0.5h止。这 一 阶段 的 相 对 湿 度 除 最 初 和 最 后 15min内 不 低 于 90%外，均 应 为 93%3%。然 后 在 3h-6h内，将 箱 温 由 55 2 降至 25 3。最 初 1.5h的 降 温 速率 为 10/h，这 期 间 相 对 湿 度 除 最 初 15min内 不 低 于 90%外，其 他 时间 不 低 于 95%。降 温 后 温 度 保 持 25 2，相 对 湿 度 不 低 于 95%，从 循环开 始 算 起 24h为 一 周期。2个 周期 试验 结 束 后，将样 品 放 在 正常 的试验大气 条 件 下 恢复 1h2h。恢复后 立即 进行 外 观 检 查、绝缘 试验和 功 能试验。绝缘 性能 应 符合 第 5.4条 的要求；功能 应 正常，准确度 符合 第 5.2条 的要求。DB11/T 1737 2020 9 6.16 电 磁兼容试验 按 照 GB/T 24338.4规定 进行 试验。6.17 冲击 和 振动试验 6.17.1 功能性 随机振动试验 按 照 GB/T 21563规定 进行 试验。6.17.2 模拟长寿命随机振动试验 按 照 GB/T 21563规定 进行 试验。6.17.3 冲击试验 按 照 GB/T 21563规定 进行 试验。6.18 防护等级试验 按 照 GB/T 4208规定 进行 试验。_