EN50155 für Bahnanwendungen

Dieser Artikel soll die wichtigsten Anforderungen zusammenfassen, die für Stromversorgungsgeräte gelten, wenn sie als Komponenten in Bahnanwendungen betrachtet werden . Obwohl bei der Installation elektronischer Geräte in Straßenbahnen und Zügen mehrere Normen zu berücksichtigen sind, konzentrieren wir uns auf die EN50155.

Einführung der Bahnzulassung
Die EN 50155:2017 ist eine europäische Norm für elektronische Geräte, die in Schienenfahrzeugen für Bahnanwendungen verwendet werden. Sie entspricht der internationalen IEC-60571 und deckt Aspekte wie Temperatur, Feuchtigkeit, Schock, Vibration und andere Parameter ab. Eine Kopie des Standards kann von autorisierten Standardisierungsgremien erworben werden. Züge sind sowohl aus technischer als auch aus fahrgastlicher Sicht fortschrittlicher geworden, wo zusätzliche Informationssysteme und sicherheitskritische Ausrüstung zusammenkommen. Elektrische Systeme und Funktionen wie Überwachungssensoren im Zug, Klimaanlagen, Beleuchtung und Türöffnung werden vom Batteriesystem des Zuges gespeist, das sich normalerweise in der Lokomotive des Antriebsstrangs an der Vorder- oder Rückseite des Fahrzeugs befindet.

Für die Installation elektronischer Geräte müssen bestimmte Anforderungen in Bezug auf Umweltfaktoren wie Schock, Vibration, Stromversorgung, elektromagnetische Verträglichkeit, Überspannung, ESD und Transienten, die während des Gebrauchs auftreten können, erfüllt werden.

Welche Anforderungen werden an die elektronische Ausrüstung von Schienenfahrzeugen gestellt? Diese Systeme müssen robust sein und eine stärkere Beanspruchung als ein Standard-Bordcomputer aushalten können, wenn sie für Telematik, Motorsteuerung oder andere kritische Fahrzeugfunktionen verwendet werden. Standards basieren auf der Anforderung, dass Schienenfahrzeugsysteme 30 Jahre lang rund um die Uhr störungsfrei funktionieren müssen. Bahnsteuerungssysteme müssen daher so ausgelegt sein, dass sie den widrigsten Umweltbedingungen standhalten.

Es ist auch wichtig, dass sich Systeme nicht gegenseitig stören, wenn sie in unmittelbarer Nähe installiert werden, da der Platz in Schaltschränken oft begrenzt ist, sodass Geräte nahe beieinander montiert werden können.

TEMPERATUR
Systeme müssen in einem weiten Temperaturbereich von -40 °C bis +85 °C betrieben werden können, obwohl nur einige Teile diesen Temperaturbereich beim Start 10 Minuten lang abdecken müssen. Die Stromversorgung muss effizient arbeiten (mindestens 85 %), um den Stromverbrauch über einen weiten Bereich von Spannungen und Lastbedingungen zu reduzieren, und über ein Wärmemanagement verfügen.

STÖSSE UND VIBRATIONEN
Schock- und Vibrationsanforderungen sind streng für Systeme, die in eine raue Umgebung wie Schienenfahrzeuge gelangen. Dazu bedarf es einer eigenen Norm (EN 61373). Die Schock- und Vibrationsanforderungen werden in drei Kategorien unterteilt: wagenmontiert, drehgestellmontiert und achsmontiert.

STROMVERSORGUNG
In Zügen werden kritische und Notsysteme von Batterien gespeist, um ihre Funktion bei einem Versorgungsausfall zu gewährleisten. Die Standard-Bahnbatteriespannungen sind: 24, 36, 48, 72 und 110 V. Die Batteriespannung muss zwischen -30 % und +25 % liegen, mit Schwankungen von ±40 % für 100 ms, Überspannungen von bis zu ±1 kV und Stromunterbrechungen von bis zu 20 ms. Daher sind Netzteile kritische Komponenten und müssen sehr robust sein, um den genannten Bedingungen standzuhalten.

ELEKTROMAGNETISCHE INTERFERENZ
Die Norm EN50155 verwendet die Norm EN50121-3-2 (Bahnanwendungen, Elektromagnetische Verträglichkeit, Schienenfahrzeuge). Dies gibt die Anforderungen an, die sicherstellen, dass das Gerät keine Geräuschpegel erzeugt, die andere Geräte in der Nähe stören könnten.