Вимоги функційної безпечності технічних засобів у разі дії кліматичних, механічних та інших чинників

У технічних засобах має бути забезпечено стійкість до виникнення небезпечних станів під час і після дії на них (під час стендового випробовування) кліматичних, механічних та інших дестабілізуючих чинників, номенклатура й нормативи яких зазначено в ТЗ і/або ТУ для КТЗ конкретної призначеності.

Тривалість контролювання безпечного функціонування КТЗ після дії на нього кліматичних, механічних та інших чинників (тривалість перевіряння можливості їх післядії) треба визначати залежно від їх призначеності та умов експлуатації і встановлювати в методиках випробовування КТЗ на функційну безпечність.

Технічні засоби мають бути убезпечнені від несанкціонованого доступу до КТЗ (несанкціонованого керування технологічним процесом руху поїздів, світлофорами, стрілочними електроприводами тощо), який може призвести до його небезпечного стану, зокрема навмисного доступу неуповноваженим персоналом і ненавмисного доступу уповноваженим персоналом.

7.5.5. Технічні вимоги в частині стійкості технічних засобів до електромагнітних завад

7.5.5.1. Вимоги в частині стійкості технічних засобів до наносекундних імпульсних завад

Технічні засоби повинні зберігати задану якість функціонування під час і після дії наносекундних імпульсних завад, уведених у кола електроживлення, керування та пересилання інформації. Амплітуди випробувальних імпульсів напруги наведено в табл. 7.2 для різних ступенів жорсткості (умов експлуатації ) КТЗ.

Амплітуда наносекундних імпульсів, застосовуваних для випробовування КТЗ конкретного типу, залежить від ступеня жорсткості електромагнітної обстановки на об'єктах експлуатації цих КТЗ. Рекомендації щодо вибору ступенів жорсткості випробовування, згідно з ДСТУ 4151, наведено в п.п. 7.5.5.9.

Вимоги до випробувальної апаратури та параметрів наносекундних завад – згідно з ГОСТ 29156.

Таблиця 7.2

Нормативні значення амплітуд наносекундних імпульсів для різних ступенів жорсткості КТЗ

7.5.5.2. Вимоги в частині стійкості технічних засобів до мікросекундних імпульсних завад великої енергії

Технічні засоби повинні зберігати задану якість функціонування під час і після дії мікросекундних імпульсних завад великої енергії, що їх вводять у кола електроживлення, керування та пересилання інформації. Ці завади імітують перехідні процеси від розрядів блискавок, коротких замикань у електротяговій мережі та різного роду комутацій у електричних колах великої потужності.

Для КТЗ установлюють ступені жорсткості випробовування, які зазначено в табл. 7.3.

Таблиця 7.3

Нормативні значення амплітуд мікросекундних імпульсів для різних ступенів жорсткості КТЗ

Амплітуда мікросекундних імпульсів для випробовування залежить від жорсткості електромагнітної обстановки на об'єктах експлуатації КТЗ. Рекомендації щодо вибору ступенів жорсткості випробовування, згідно з ДСТУ 4151, наведено в п.п. 7.5.5.9.

До випробувального устаткування належить:

- генератор мікросекундних імпульсів завад;

- пристрої зв'язку–розв'язки для подавання випробовувальних імпульсів у кола електроживлення, керування та пересилання інформації, а також усування впливу випробувального генератора на інші КТЗ.

Вимоги до випробувальної апаратури та параметрів мікросекундних завад – згідно з ГОСТ 30374.

7.5.5.3. Вимоги в частині стійкості технічних засобів до імпульсних розрядів статичної електрики

Технічні засоби повинні зберігати задану якість функціонування під час і після дії на них імпульсних розрядів статичної електрики (електростатичних розрядів), які виникають, коли оперативний і обслуговувальний персонал торкається струмопровідних частин КТЗ та інших пристроїв, розташованих поблизу них, а також між об'єктами, розташованими поблизу КТЗ, або між об'єктами та КТЗ.

Значення амплітуди випробувальних імпульсів, які імітують електростатичні розряди для КТЗ, залежно від їхніх умов експлуатації, наведено в табл. 7.4.

Вимоги до випробувального генератора електростатичних розрядів, параметрів модельованих імпульсів завад, рекомендації щодо вибору ступенів жорсткості випробовування і місць прикладання модельованих розрядів – згідно з ГОСТ 29191.

Таблиця 7.4

Нормативні значення випробувальної напруги статичної електрики

7.5.5.4. Вимоги в частині стійкості технічних засобів до динамічних змін напруги мережі електроживлення

Технічні засоби повинні зберігати задану якість функціонування під час і після дії динамічних змін напруги їхнього електроживлення (провалів, переривань, викидів і коливань напруги) з унормованими параметрами, які наведено в табл. 7.5.

Швидкість поступового змінювання напруги живлення повинна бути постійна, але напруга може змінюватися східчасто, рівні яких не повинні перевищувати 10 % U_н.

Випробовуючи КТЗ, електроживлення якого відбувається від однофазної електричної мережі, динамічні зміни напруги здійснюють при переході напруги живлення через нуль.

При випробуванні КТЗ, електроживлення якого відбувається від трифазної електричної мережі, динамічні зміни напруги здійснюють окремо в кожній фазі, коли напруга живлення переходить в ній через нуль.

Технічні засоби повинні зберігати задану якість функціонування під час і після дії коливань напруги електроживлення з нормованими параметрами з провалів і викидів напруги, які наведено в табл. 7.5, з періодом повторювання 1–10 с.

Ступені жорсткості випробовування, період повторювання динамічних змін напруги електроживлення, тривалість випробовування для кожного їхнього виду, а також необхідність впливу змінами напруги в двох чи в трьох фазах КТЗ визначають залежно від його призначеності та встановлюють в стандартах, ТЗ, ТУ або методиках випробовування КТЗ конкретного типу.

Вимоги до генератора динамічних змін напруги електроживлення – згідно з ГОСТ 30376. Крім цього, він повинен забезпечувати переривання напруги електроживлення до 1,3 c (згідно з вимогами Правил технічної експлуатації залізниць України [35] на допустиму тривалість перемикання фідерів електроживлення систем автоматичного та напівавтоматичного блокування), а також глибину провалів напруги щодо номінальної напруги електроживлення КТЗ до 60%.

Таблиця 7.5

Нормативні значення динамічних змін напруги електроживлення і тривалості їхнього впливу

7.5.5.5. Вимоги в частині стійкості технічних засобів до впливу радіочастотного електромагнітного поля

Технічні засоби повинні зберігати задану якість функціонування під час і після дії радіочастотного електромагнітного поля з нормованими параметрами, що імітує роботу переносних і стаціонарних радіо - і телевізійних передавачів. Випробовувальне електромагнітне поле створюють з використанням синусоїдного коливання з частотою, що змінюється в діапазоні 26 – 1000 МГц, яке модулюють за амплітудою сигналу частотою 1кГц глибиною модуляції 80%.

Значення напруженості електромагнітного поля для КТЗ конкретних типів залежно від їхніх умов експлуатації наведено в табл.7.6.

Таблиця 7.6

Нормативні значення напруженості електромагнітного поля для різних ступенів жорсткості КТЗ

В

ибирають ступені жорсткості випробовування з урахуванням рекомендацій, наведених у п.п. 7.5.5.10.

Вимоги до випробувального устаткування – згідно з ГОСТ 30375.

7.5.5.6. Вимоги в частині стійкості технічних засобів до впливу високочастотних електромагнітних полів від цифрових радіотелефонів

Технічні засоби повинні зберігати задану якість функціонування під час і після дії високочастотного електромагнітного поля з нормованими параметрами, що імітує роботу цифрових радіотелефонів. Значення напруженості електромагнітного поля для КТЗ конкретного типу залежно від їхніх умов експлуатації наведено в табл. 7.7.

Таблиця 7.7

Нормативні значення напруженості електромагнітного поля для різних ступенів жорсткості КТЗ

Випробувальний сигнал є сигнал частоти–носія (900 ± 5) МГц і (чи) 1,89 ГГц ± 10 МГц із тактовою частотою 200 Гц ± 1% і робочим циклом 50% (2,5 мс вмикання та 2,5 мс вимикання).

Ступінь жорсткості випробовування вибирають залежно від призначення КТЗ, з урахуванням рекомендацій п.п. 7.5.5.10, і встановлюють в стандартах, ТЗ і (чи) ТУ на КТЗ конкретного типу.

Вимоги до випробувального устаткування – згідно з ГОСТ 30375. Випробувальний генератор додатково повинен створювати сигнал частотою (900 ± 5) МГц і 1,89 ГГц ± 10 МГц із тактовою частотою 200 Гц ± 1% і робочим циклом 50 % (2,5 мс вмикання та 2,5 мс вимикання), а також забезпечувати необхідні рівні напруженості електромагнітного поля, які наведено в табл. 7.7. Вимірювач напруженості поля повинен забезпечувати на модельованих частотах похибку виміру не більшу ніж ± 3 дБ. Антена, яка випромінює електромагнітне поле, – логоперіодична або інша лінійно–споляризована антенна система, яка забезпечує випромінювання модельованих частот сигналу. Конструкція антени повинна уможливлювати горизонтальне та вертикальне її розміщення.

7.5.5.7. Вимоги в частині стійкості технічних засобів до гармонік напруги електроживлення

Технічні засоби повинні зберігати задану якість функціонування під час дії гармонік напруги електроживлення.

Випробувальна напруга складається з одного чи декількох синусоїдних сигналів із частотами, кратними основній частоті, яка накладається на напругу мережі живлення. Ступені жорсткості випробовування засновані на рівнях сумісності для гармонік напруги, помножених на коефіцієнт запасу стійкості, які встановлюють для КТЗ конкретних видів. Рівні сумісності для гармонік напруги електроживлення наведено в табл. 7.8.

Таблиця 7.8

Нормовані значення гармонік напруги електроживлення

Вимоги до випробувального генератора завад – згідно з ГОСТ 29280.

Випробовування КТЗ на стійкість до впливу гармонік напруги електроживлення проводяться, у разі необхідності, за узгодженням між споживачем і виробником.

7.5.5.8. Вимоги в частині стійкості технічних засобів до комутаційних завад малої енергії

Технічні засоби повинні безпечно функціонувати при дії на них пачок імпульсів комутаційних завад позитивної і негативної полярності з нормованими параметрами: амплітуда пачки імпульсів завад – 0,5 – 2,0 кВ ± 10%; тривалість пачки імпульсів – не менш 1,0 мс; тривалість імпульсів (на рівні 0,5 U_мах) на початку пачки – не більш 0,5 мкс; тривалість заднього фронту імпульсів – не більш 100 нс. Структурну схему генератора комутаційних завад і вимоги до нього наведено у п.п. 8.6.4.

Нормативні значення амплітуд імпульсів завад для різних умов експлуатації (ступенів жорсткості) КТЗ наведено в табл. 7.9.

Таблиця 7.9

Нормативні значення амплітуди імпульсів пачки завад при різних ступенів жорсткості впливу завад на технічні засоби

7.5.5.9. Рекомендації щодо вибору ступенів жорсткості для випробовування технічних засобів на стійкість до

імпульсних завад

Вибір ступенів жорсткості випробовування для КТЗ конкретного типу залежить, крім інших чинників, від умов експлуатації.

Рівень імпульсних завад залежить від наявності та потужності джерел завад на місці експлуатації КТЗ, а також від таких умов установлення КТЗ на місці експлуатації, як екранування, заземлення, розміщення електричних кіл.

Ступінь жорсткості 1

Установлюють для електромагнітної обстановки, що характеризується такими ознаками:

- у комутованих колах використовують засоби послаблювання імпульсних завад, справність яких перебуває під контролем, кола електроживлення змінного та постійного струму відділені від кіл керування та пересилання інформації;

- кабелі силового електроживлення мають екрани, заземлені на обох кінцях; виконанано фільтрування завад системи силового електроживлення.

Прикладом умов, що відповідають ступеню жорсткості 1, може бути електромагнітна обстановка у спеціальних залах для розміщення КТЗ, наприклад, обчислювальних центрах.

Ступінь жорсткості 2

Установлюють для електромагнітної обстановки, що характеризується такими ознаками:

- у колах керування комутованих тільки за допомогою реле (не контакторами), застосовано частково засоби послаблювання імпульсних завад, контроль справності елементів захисту від завад відсутній;

- кола КТЗ відділено від інших кіл, зв'язаних з жорсткішими умовами електромагнітної обстановки;

- кабелі електроживлення, які не мають екранів, відділено від кабелів керування та пересилання інформації.

Прикладом умов, що відповідають ступеню жорсткості 2, може бути електромагнітна обстановка в місцях розташування апаратури центральних постів мікропроцесорних систем диспетчерської централізації та диспетчерського контролю.

Ступінь жорсткості 3

Установлюють для електромагнітної обстановки, що характеризується такими ознаками:

- у колах керування, комутованих тільки за допомогою реле (не контакторами), відсутні елементи послаблення імпульсних завад, контроль справності яких відсутній;

- кола КТЗ недостатньо відділені від інших кіл, зв'язаних з жорсткішими умовами електромагнітної обстановки;

- електроживлення КТЗ подається від повітряних чи кабельних ліній, які зазнають впливу розрядів блискавок (при наявності засобів захисту від перенапруг);

- кабелі електроживлення, керування, пересилання інформації недостатньо розділені;

- система заземлення КТЗ використовує провідники, з'єднані із системою заземлення іншого електроустаткування чи захисного заземлення), у системі заземлення мають місце замкнуті контури.

Прикладом умов, що відповідають ступеню жорсткості 3, може бути: електромагнітна обстановка в релейних приміщеннях постів електричної та гіркової автоматичної централізації; в релейних шафах автоблокування та переїзної сигналізації; у кабіні машиніста, якщо кола керування та пересилання інформації КТЗ не розташовуються в безпосередній близькості з колами керування тяговими агрегатами та не мають з ними спільного електроживлення.

Ступінь жорсткості 4

Установлюють для електромагнітної обстановки, що характеризується такими ознаками:

- у колах керування, комутованих за допомогою реле і контакторів, відсутні засоби послаблення імпульсних завад;

- кола електроживлення, керування та пересилання інформації не розділені;

- -електроживлення КТЗ подається від повітряних чи кабельних ліній електроживлення, які піддаються впливу розрядів блискавок;

- кола керування та пересилання інформації мають зв'язок з повітряними чи кабельними лініями зв'язку, які піддаються впливу розрядів блискавок і комутаційним перенапругам в електротяговій мережі, а також з колами керування тяговими агрегатами.

Прикладом умов, що відповідають ступеню жорсткості 4, може бути електромагнітна обстановка на електровозах, якщо зовнішні кола КТЗ розташовано поблизу кіл керування тяговими двигунами.

7.5.5.10. Рекомендації щодо вибору ступенів жорсткості для випробовування технічних засобів на стійкість до високочастотних полів

Ступінь жорсткості випробовування вибирають залежно від очікуваного електромагнітного поля в місці експлуатації КТЗ і потужності джерел високочастотних завад.

Ступінь жорсткості 1

Установлюють для електромагнітної обстановки, що характеризується низьким рівнем напруженості електромагнітного поля і розташуванням джерел високочастотних завад на значній відстані від КТЗ:

- радіо і телевізійних станцій на відстані більше, ніж 1 км;

- цифрових радіотелефонів на відстані більше, ніж 10 м.

Ступінь жорсткості 2

Установлюють для електромагнітної обстановки, що характеризується середнім рівнем напруженості електромагнітного поля, яке створюється малопотужними переносними передавачами з випромінюваною потужністю менше, ніж 1 Вт.

Ступінь жорсткості 3

Установлюють для електромагнітної обстановки, що характеризується такими ознаками:

- високим рівнем напруженості електромагнітного поля, яке створюється переносними передавачами (мобільними телефонами) з випромінюваною потужністю 2 Вт і більше, що їх можна використовувати на відстані не менше ніж 1 м від КТЗ;

- наявністю радіопередавачів, промислових високочастотних установок, розташованих поблизу КТЗ.

Ступінь жорсткості 4

Установлюють для електромагнітної обстановки, що характеризується такими ознаками:

- дуже високим рівнем напруженості електромагнітного поля, яке створюється переносними передавачами (мобільними телефонами) з випромінюваною потужністю 2 Вт і більше, які можуть використовуватися на відстані менше, ніж 1 м від КТЗ;

- наявністю радіопередавачів великої потужності, які розташовані поблизу КТЗ;

- КТЗ, розташовані в одному приміщенні з промисловими високочастотними установками великої потужності.