軌道交通電磁兼容標準制定歷史探析

陳 波,余 俊,王延哲

(1.中國鐵道科學研究院集團有限公司機車車輛研究所,北京 100081； 2.北京縱橫機電技術開發公司,北京 100094)

對于電氣產品而言，所謂電磁兼容性(Electromagnetic Compatibility，EMC)是指產品自身產生電磁干擾不會影響其他產品運作，同時產品也具備足夠抵抗外界干擾的能力。EMC必須包括兩方面的要求：電磁干擾度(Electromagnetic Interference，EMI)和電磁抗擾度(Electromagnetic Susceptibility，EMS)[1]。

在軌道交通領域，尤其是電氣化鐵路普及后，供電、機車車輛、通信信號等設備構成了一個復雜的電氣系統，強、弱電共存使得軌道交通的電磁兼容問題非常突出，甚至影響到行車安全。因此，各國均制定或采用了一系列軌道交通電磁兼容設計和測試標準，目前世界范圍內影響力較大的有國際標準IEC 62236系列和歐洲標準EN 50121系列，日本國內直接采用IEC 62236系列[2]，中國則基于IEC 62236制定了國家標準GB/T 24338系列。本文對該系列標準的沿革進行分析探討，了解標準制定的背景和依據，比較標準轉化過程中產生的差異，加深對標準的理解，以期在生產、制造和測試過程中更好地運用標準。

1 標準演進概述

IEC 62236系列和GB/T 24338系列與EN 50121系列屬于同源標準，均由5部分、6個標準組成。EN 50121系列是最早較為完整地概括鐵路系統電磁兼容要求的標準[3-6]，其構成如表1所示。其中，前兩個屬于產品家族標準，使用中高于一般通用標準，后4個屬于產品標準。

表1 EN 50121系列標準

該系軌道交通電磁兼容標準的演進如圖1所示，最早可以追溯至1995年12月發布的預備標準ENV 50121：1996，經過4年預備期后CEN/CENELEC于2000年發布了正式的EN 50121系列標準，其后又在2006年、2015年和2017年分別進行了修訂更新。IEC 62236的初版標準為2003年基于EN 50121：2000制定，標準結構和內容基本與EN 50121一致，限值略有修改，其后又在2008年和2018年分別進行了修訂更新。我國于2009年～2011年等同或修改采用IEC 62236：2003制定了GB/T 24338系列標準，并取代了原先使用的TB/T 3034-2002《機車車輛電氣設備電磁兼容性試驗及其限值》和TB/T 3073-2003《鐵道信號電氣設備電磁兼容性試驗及其限值》等標準[7-9]。為滿足歐盟EMC法規的新要求以及適應相關EMC基礎標準的修訂，EN 50121系列更新較為頻繁。為了更好地與國際標準接軌，目前我國正基于IEC 62236：2008制定新版的GB/T 24338系列標準，并吸納了EN 50121：2015的部分更新。

圖1 軌道交通電磁兼容標準演進

2 法規背景

為了規范歐盟各成員國對電器設備電磁兼容性的管理，使歐盟各成員國關于電磁兼容的法規協調一致，歐盟委員會于1989年5月1日頒布了89/336/EEC電磁兼容指令，1996年1月1日開始強制性實施。電磁兼容問題并不是軌道交通專屬，針對工業設備與家用電器的通用電磁兼容標準最早于1991年就逐步發布(主要是EN 61000系列)，但針對特定產品領域的電磁兼容標準制定則相對滯后，EN 50121系列標準的形成只是歐盟89/336/EEC電磁兼容指令在軌道交通領域的實施落地[10]。

89/336/EEC指令歷經91/263/EEC、92/31/EEC、93/68/EEC和93/97/EEC等多次修訂，最終被2004/108/EC指令取代，目前最新的歐盟EMC指令為2014/30/EU。根據歐盟EMC指令，制造方可以有兩條途徑證明產品對指令的符合性：按照合適的協調標準(一般是EN標準)進行試驗或由勝任機構(Competed Body，CB)出具滿足EMC要求的技術構成文件(Technical Construction File，TCF)，前者是歐盟優選途徑[11]。按照歐盟委員會的要求，標準的制定將有力促進鐵路市場開放和自由競爭。

但鐵路系統是由機車車輛、信號裝置和牽引供電等構成的復雜系統，參與制造商并不單一，系統內每個設備均需滿足EMC指令要求，而且當這些子系統整合為一個鐵路大系統時也不應降低其EMC性能。所以，在符合歐盟EMC指令方面，軌道交通有其自身的特點，這也決定了EN 50121系列標準的設計。

3 初制定階段(1995年～2000年)

EN 50121系列標準由歐洲電工委員會CENELEC鐵路分委會TC9X負責制定，最初的輸入文件包括英國鐵路工業協會RIA 18[12]和RIA 22[13]等標準。從表1的標準組成可以看出，標準對于EMC限值的規定包括兩方面：一是鐵路系統與其他用電用戶間，二是鐵路系統內使用的各設備間。

3.1 EN 50121第1部分

EN 50121第1部分中介紹了該系列標準的構成及內容。

(1)EN 50121-1描述了軌道交通的電磁行為，為整套標準規定了性能判據，同時為實現鐵路基礎設施和列車間的電磁兼容提供了EMC管理過程。

(2)EN 50121-2規定了整個軌道交通系統對外部的射頻發射限值，定義了所用試驗方法，并以圖表形式給出了牽引典型場強值及射頻頻率的詳細信息。

(3)EN 50121-3-1規定了所有類型的機車車輛的發射與抗擾度要求，包括機車、車輛和編組列車等，范圍限定在機車車輛與各能量輸入、輸出的接口。

(4)EN 50121-3-2適用于機車車輛電氣和電子設備的電磁發射與抗擾度。

(5)EN 50121-4規定了信號和通信設備的電磁發射與抗擾度限值。

(6)EN 50121-5適用于與供電系統有關的地面電氣電子設備及組件的電磁發射與抗擾度。

自ENV 50121：1996始，后續標準更新包括IEC 62236和GB/T 24338的轉標一直延續了5個部分、6個標準的結構，其合理性是得到普遍認可的。

整套標準的建立是基于電氣化鐵路與其他大型用電網絡的本質差異考慮，包括：軌道交通供電配置的多樣性、控制系統等子系統用電多樣性、向列車大功率供電的移動受流、列車高速運行、同一影響區域的多個移動源、列車電流的波動性及方向不確定性和軌道回流等。

與CISPR標準一致，EN 50121系列標準將適用的頻率范圍限定為0～400 GHz。但實際上標準并未詳細定義低頻率限值，且僅規定了1 GHz頻率以內的試驗內容。同時EN 50121系列標準也不適用于以下情形：

(1)核電磁脈沖、異常工作狀態和直接雷擊的感應影響；

(2)鐵路系統內為某種目的設置的無線發射裝置；

(3)非電離輻射的生物學影響和醫療輔助設施(如心臟起搏器)；

(4)EMC安全性。

3.2 EN 50121第2部分

為了確定整個鐵路系統對外的9 kHz～1 GHz頻率范圍射頻騷擾限值，在ENV 50121-2：1996制定過程中，歐盟國家規劃了一系列實車運行測試，試驗線路包括德國鐵路Karlsruhe至Basel區間(15 kV，16.7 Hz交流供電)、法國鐵路Strasbourg至Mulhouse區間(25 kV，50 Hz交流供電)、意大利鐵路Rome至Florence區間(3 kV直流供電)、英國倫敦Cheddington附近區間(25 kV，50 Hz交流供電)和Surbiton附近區間(750 V直流供電)等[14]。根據CISPR 16標準[15]，無線電收音機設備干擾的測量，一般慣于采用準峰值檢波方式。但軌道交通中由于快速移動發射源(列車)和電氣化鐵路供電導線(長天線)潛在發射的存在，呈現出與一般無線電干擾不同的特征，準峰值方法不足以反映軌道交通對臨近系統的全部干擾影響，例如列車運行受流產生的瞬態干擾可能影響軌旁地面電子設備的工作，因此峰值檢波也是必要的，這與無線電通信干擾保護有所不同。ENV 50121-2：1996中的測試并沒有按照準峰值方法進行，而是直接采用了峰值方法。

在雙對數坐標系中，測試結果并不是直線，為便于使用需進行線性處理，如圖2所示。但測試結果曲線只是試驗當時當地局部EMC特性的體現，并不足以代表所有實際的運行工況。因此，為了能涵蓋預期運行工況，需將曲線適當上移。從圖2可見，限值曲線隨頻率增加而下降，這主要是因為電磁干擾能量隨頻率增加而降低。

圖2 軌道交通對外射頻騷擾限值曲線導出方法

基于上述試驗方法，ENV 50121-2：1996中給出的整個軌道交通系統對外界的發射限值如圖3所示。限值的設定總體上沿用了CISPR標準給出的80%/80%統計原則，即在80%的場景中，無線電干擾場強不超過限值且具有80%的置信度[16]。另外值得一提的是，首版ENV 50121：1996是歐盟預備標準，后來正式發布的EN 50121：2000在限值規定上有一些變化，如圖4所示。主要差異為9 kHz頻率點各條線的磁場限值下調5dB，使9～150 kHz與150 kHz～30 MHz兩段限值曲線斜率更為一致；同時，將C線整體下移5 dB，加嚴了對750 V第三軌直流供電軌道交通對外發射的要求。

A:25 kV a.c. B:15 kV a.c.， 3 kV d.c. &1.5 kV d.c.C: 750 V d.c. 第三軌受流圖3 ENV 50121-2：1996中軌道交通系統對外界射頻騷擾限值曲線

圖4 EN 50121-2：2000中關于鐵路及變電站邊界的規定

此外，EN 50121-2：2000還增加了對牽引變電所、鐵路輸電線路(非牽引供電電壓)對外射頻騷擾以及牽引變電所9 kHz以下頻率發射騷擾的限值規定。其附錄A中給出了牽引變電所對外電磁騷擾的測試方法，包括變電所負荷、測點布置和設備的要求等。牽引變電所對外射頻騷擾的測量應在圍欄外3 m處進行，如圖4所示，其限值采用圖5的A線(對應25 kV線路)，亦以峰值方法測量。值得一提的是，EN 50121-2：2000雖然規定了變電站圍欄外3 m、距離地面1 m高處的9 kHz以下頻率磁場限值，但是并未對測試設備做進一步規定，文獻[5]中也描述了該限值規定，但與EN 50121-2：2000正式發布版中的規定存在差異，可見當時對于變電站外磁場發射限值的確定尚處于論證階段。

A:25 kV a.c. B:15 kV a.c.， 3 kV d.c. &1.5 kV d.c. C:750 V d.c. 第三軌受流(干線)圖5 EN 50121-2：2000中軌道交通系統對外界射頻騷擾限值曲線

3.3 EN 50121第3-1部分

在標準制定之初，ENV 50121-3-1：1996對于整車射頻發射限值的規定主要是基于對測試結果和部分頻點的特殊考慮，因此其限值曲線走勢與標準第2部分并不相同，如圖6所示。

Ⅰ：慢行工況 Ⅱ：靜置工況圖6 ENV 50121-3-1：1996中機車車輛對外界射頻騷擾限值曲線

與圖3對比可知，整車射頻發射限值均不高于標準第2部分的限值曲線，其中：9～150 kHz慢行工況限值與ENV 50121-2：1996中的750 V直流供電軌道交通對外發射限值一致；150 kHz以上限值大體上也是基于標準第2部分的限值水平，但是考慮到對商業A.M.廣播的射頻騷擾問題，限值曲線的設定總體下調了15 dB(1 MHz處下調7.5 dB)；30 MHz以上限值設定并不是一條隨頻率下降的斜線，這并不符合常理，但標準中對此并未做出解釋。實際上，ENV 50121-3-1：1996對于慢行工況機車車輛的發射限值規定是初步的和指導性的，標準中的原文為“The limit curve for the slow moving stock is under consideration and corresponding values are only indicative.”而對于靜態工況，限值曲線比慢行工況整體下降了10 dB，主要是基于牽引設備與靜態變流器功率比例的考慮。同時，ENV 50121-3-1：1996中也提到了正考慮9 kHz以下磁場發射的問題，但并無實際內容。

EN 50121-3-1：2000對機車車輛發射限值做了較大的調整，主要是以EN 50121-2：2000整個軌道交通對外發射限值為基礎，以保證整套標準的一致性。機車車輛發射限值分慢行工況和靜置工況，按照供電電壓不同包括3條曲線，如圖7和圖8所示。對于慢行工況，對比圖7和圖5可知：在9～150 kHz頻段，機車車輛對外發射限值與整個軌道交通對外發射限值水平一致；在150 kHz～30 MHz頻段，機車車輛對外發射限值比整個軌道交通對外發射限值整體下移5dB；在30 MHz～1 GHz頻段，機車車輛對外發射限值比整個軌道交通對外發射限值整體下移10 dB。對于靜置工況，與1996版預備標準原則一致，機車車輛對外發射限值在9 kHz～30 MHz頻段比慢行工況整體下移10 dB，而對于30 MHz～1 GHz頻段，僅在30 MHz頻點下移了10 dB。慢行工況與靜置工況均采用峰值方法測量。

A:25 kV a.c. B:15 kV a.c.， 3 kV d.c. &1.5 kV d.c.C:750 V & 600 V d.c.圖7 EN 50121-3-1：2000中機車車輛慢行工況對外界射頻騷擾限值曲線

與ENV 50121-3-1：1996相比，EN 50121-3-1：2000對于測試工況的規定更為細致，例如對于慢行工況，在1996版標準中僅做如下表述：應選擇合適的速度以避免滑動接觸拉弧或跳動，建議的城軌車輛試驗速度為20 km/h，干線車輛為60 km/h，測試包括牽引與電制工況。而在2000版標準中，則進一步對機車車輛通過天線時的加速、減速力進行了規定，應約為最大牽引力的1/3，另外規定允許以靜態試驗模擬動態工況，即施加空氣制動的同時施加最大牽引力的1/3進行測試，但需滿足一定條件，如電制動采用與牽引相同主電路而可以免除對電制動工況的測試等。

A:25 kV a.c. B:15 kV a.c.， 3 kV d.c. &1.5 kV d.c.C:750 V & 600V d.c.圖8 EN 50121-3-1：2000中機車車輛靜置工況對外界射頻騷擾限值曲線

EN 50121-3-1：2000中也包括機車車輛與通信信號系統的兼容性問題，包括計軸器、軌道電路和列車運行控制系統等，這些系統在不同國家的差異性往往很大，主要體現在工作頻率和波形上。在標準第1部分的附錄B中，對鐵路基礎設施和列車間的EMC管理進行了規定，主要是滿足歐盟導則91/440/EEC的要求，但EN 50121-1：2000標準中的規定偏于管理層面，歐盟又于2003年發布了技術層面具體可操作的EN 50238標準。

3.4 EN 50121第3-2部分

在EN 50121的第3-1部分中并無整車抗擾度的規定，只是說明如果按照第3-2部分的要求對部件進行抗擾度測試，其組裝成整車后即可滿足足夠的抗擾度要求，即在150 kHz～1 GHz頻率范圍內達到20 V/m的抗擾度水平。EN 50121-3-2依據設備的端口定義分類給出了設備發射與抗擾度要求，并以資料性附錄形式列出了機車車輛中常見的設備與端口定義，多數限值遵循了工業經驗并引用了其他基礎標準如EN 55011、EN 55022和EN 61000-4等。

在ENV 50121-3-2：1996中，標準對設備在機車車輛中的安裝位置進行了分類，例如：位置1為機車車輛外部，位置2為機械間，位置3為司機室和客室，位置4為控制電氣柜內部，位置5為功率設備內部。不同的位置可能對應外殼端口不同的靜電放電或射頻抗擾度要求，例如因為在位置1和3移動發射裝置較為普遍，且位置2、4、5較易設置外殼屏蔽，位置1和3的外殼端口射頻抗擾度要求為20 V/m，而位置2、4、5則為10 V/m。但是，一般對于設備的射頻發射與抗擾度要求以端口定義已經足夠，位置只是補充說明限值可能的差異性，對于標準內容本身意義不大，因此在EN 50121-3-2：2000正式發布時，取消了位置定義的內容，對于位置不同導致的限值差異則以注釋形式闡釋。

3.5 EN 50121第4部分

EN 50121第4部分是關于鐵路通信信號設備的發射與抗擾度規定，但不含機車車輛中安裝的通信信號設備，且僅限于距離軌道中心3 m范圍安裝的鐵路通信信號設備。與第3-2部分類似，EN 50121-4也是依據設備的端口定義分類給出設備的發射與抗擾度要求。ENV 50121-4：1996對于設備端口的定義較為復雜，I/O端口就分為3種，此外與第3-2部分類似定義了3種設備環境：internal、external和trackside，標準中的設備抗擾度限值表即為按照設備端口和環境分類。而在EN 50121-4：2000正式發布時，則取消了這些設備環境定義，同時簡化了設備端口定義，對I/O端口進行了統一，同時增加了接地端口。此外，ENV 50121-4：1996具體列表規定了設備發射限值，而EN 50121-4：2000則是直接引用EN 50081-2：1993標準并對特殊適用性進行了補充說明，引用可以增強標準的體系性和追溯性。

3.6 EN 50121第5部分

EN 50121第5部分是關于鐵路固定供電設施的發射與抗擾度規定，ENV 50121-5：1996中列出包含設備有：

(1)牽引變電所內對軌道交通系統用電的設備；

(2)軌旁的控制和整流設備，包括用于功率因數補償和濾波的器件；

(3)除受電弓和牽引電流回路以外的軌道沿線供電接觸網，包括軌道系統內牽引變電所中轉換供電接觸網電壓的系統；

(4)軌旁的輔助電源設備，包括向貨運編組站、檢修站和車站供電的電源。

EN 50121-5：2000發布時新增了：

(5)與軌道牽引共用的其他非牽引供電電源。

考慮到固定設施中的高功率器件一般具備抗電磁干擾的自然特性，標準中抗擾度要求僅針對變電站、控制室中的電子設備。

除此之外，EN 50121-5：2000與預備標準相比還有如下顯著變化：引用的基礎標準由EN 50081系列和EN 50082系列向EN 61000-4系列轉變；將牽引變電所、鐵路輸電線路(非牽引供電電壓)對外射頻騷擾以及牽引變電所9 kHz以下頻率發射騷擾的限值規定的內容移至第2部分中；由于密閉空間測量的復雜性以及缺乏聯系測量值與其他設備受干擾程度的精確方法，刪除了地下牽引變電所的發射限值要求。

而對于牽引電流感應電壓的測量，EN 50121-5：2000在預備標準基礎上進一步細化，但僅屬于資料性附錄，擬在取得充分的經驗后正式放入標準中。

4 應用發展階段(2001年～2011年)

EN 50121系列標準于2000年獲得正式發布，奠定了軌道交通電磁兼容標準體系的基礎。由IEC以EN 50121：2000為基礎，修改發布了IEC 62236：2003標準。在推廣應用中，EN 50121標準于2006年進行了版本更新，隨后IEC也跟進發布了IEC 62236：2009標準。中國國內方面，也吸收采用了IEC 62236：2003，于2010年左右制定發布了GB/T 24338系列標準。EN 50121系列標準正式發布后的十年間，在軌道交通領域獲得了廣泛的應用，成為軌道交通電磁兼容設計驗證的重要依據。

4.1 IEC 62236：2003制定

IEC 62236：2003系列標準雖然以EN 50121：2000為基礎，但并不是等同采用，而是做了一系列技術修訂。EN 50121：2006則直接采用了IEC 62236：2003的這些修訂，因此也可以說EN 50121系列標準自2000版至2006版的技術變化大多是在轉IEC 62236時做出的。

與EN 50121：2000系列相比，IEC 62236：2003的主要通用性修改包括：

(1)為遵循IEC標準模板，文字表述上做相應調整，去掉明顯具有歐盟地域性色彩的表述；

(2)將引用的EN標準對等替代為相應IEC或CISPR標準。

具體到每部分，則涉及部分技術性修改，例如：

IEC 62236-2：2003中，關于變電站圍欄外部發射的測量距離，由EN 50121-2：2000中的3 m調整為10 m，將變電站的發射測量評估改為準峰值方式，并給出了準峰值限值曲線，如圖9所示，同時刪除了鐵路與變電站邊界的示意圖；關于開放鐵路線路的發射，則明確了測試工況為列車運行期間；關于運行列車的發射，則明確要在列車通過前與后保持充分的測量時間以便能記錄最高的發射水平，對發射電場測量需同時采用天線垂直極化和水平極化方式，增加了高架鐵路情況下的天線放置方式及結果換算方法。

圖9 IEC 62236-2：2003中變電站對外界射頻騷擾限值曲線(準峰值，10 m)

IEC 62236-3-1：2003中，關于抗擾度測試與限值的頻率范圍上限，由EN 50121-3-1：2000中的1 GHz調整為2 GHz，與第3-2部分中一致。對于機車車輛靜態發射，改由準峰值10 m法測量，并給出了準峰值限值曲線，與第2部分一致。同時，對慢行工況限值曲線的適用情況進行了調整，增加了20 kV交流供電制式，對城市街道運行的城軌車輛發射限值暫時做了規定(靜態和慢行工況)。

IEC 62236-3-2：2003中，關于抗擾度測試與限值的頻率范圍上限，由EN 50121-3-2：2000中的1 GHz調整為2 GHz，主要是考慮設備外殼端口對數字無線電話等設備發射電磁場的抗擾度要求。同時，對蓄電池、輔助交流輸入、通信信號、測量控制等端口的傳導射頻騷擾的抗擾度要求按較嚴酷考慮，設為10 Vrms。

IEC 62236-4：2003中，關于抗擾度測試與限值的頻率范圍上限，也同樣調整為2 GHz。由于EN 50238標準暫無對應IEC標準，修改了與信號設備兼容性的問題的表述。對于設備發射限值，進一步解釋了若不滿足10 m法測量時可采用3 m測量的原因，以及需特別注意的問題。

IEC 62236-5：2003中，關于抗擾度測試與限值的頻率范圍上限，也同樣調整為2 GHz。

4.2 EN 50121：2006制定

CENELEC與IEC早在1996年就簽署了德累斯頓協議(Dresden Agreement)，在電氣(electrical )相關領域建立了便于達成相互共識的流程框架，旨在避免重復工作、減少標準的準備時間。例如在軌道交通電磁兼容標準制定方面，CENELEC的TC9X與IEC的TC9中參與標準制定的專家有很多重疊。因此，EN 50121：2006的修訂其實更多是基于IEC 62236：2003進行的。

與IEC 62236：2003和EN 50121：2000相比，EN 50121：2006的主要通用性修改包括：

(1)為遵循EN標準模板，文字表述上做相應調整，增加標準制定的歐盟法規背景；

(2)將引用的IEC或CISPR標準對等替代為相應EN標準。

(3)增加了對標準所屬類型的描述，EN 50121-1和EN 50121-2屬于產品家族標準，優先于通用標準，而EN 50121-3-1、EN 50121-3-2、EN 50121-4和EN 50121-5則屬于產品標準。

EN 50121：2006中，刪除了頻率范圍的2 GHz上限，改為依據要求確定。

與IEC 62236-3-1：2003相比，EN 50121-3-1：2006細化了與第3-2部分標準協調使用的描述，允許特殊情況下設備可以依據其他EMC標準而不完全遵循第3-2部分，但需采取足夠的集成措施保證系統的電磁兼容性。對于機車車輛發射測試地點選擇，增加了地點記錄的要求。變電站對于機車車輛發射評估的影響，增加了直流變電站的影響在空載情況下不易正確測量的提示。對于測量天線的布置，增加了以預期獲得機車車輛最大發射為主要原則。同時，確定了城市街道運行的無軌電車的靜態及慢行工況發射限值，如圖10所示。值得注意的是，對于9～150 kHz的射頻發射，IEC 62236-3-1：2003考慮到很少有設備工作在此頻段而受軌道交通系統干擾，注釋允許機車車輛發射值(靜態和慢行工況)可以超過標準限值，只要可以證明不存在電磁兼容性問題，而EN 50121-3-1：2006則未有此注釋。

Ⅰ:其它鐵路車輛 Ⅱ:城市街道運行有軌或無軌電車圖10 EN 50121-3-1：2006中機車車輛靜置工況對外界射頻騷擾限值曲線(準峰值，10 m)

與IEC 62236-3-2：2003相比，EN 50121-3-2：2006優化了各端口發射與抗擾度限值表格的內容布局。對于輔助交流或直流電源端口的發射限值，增加考慮了公用230V交流電源的電能質量等要求。對于設備外殼端口的抗擾度要求，增加考慮數字移動電話的射頻電磁發射，頻率上限擴至2.5 GHz。

與IEC 62236-4：2003相比，EN 50121-4：2006優化了各端口發射與抗擾度限值表格的內容布局，修改了部分表述如共模改為線對地，差模改為線對線等。對于設備外殼端口的抗擾度要求，增加考慮數字移動電話的射頻電磁發射，頻率上限擴至2.5 GHz，并補充了對直流磁場的抗擾度要求。同時，刪除了對牽引電流感應電壓的抗擾度要求，由產品功能規范書進行規定。

與IEC 62236-5：2003相比，EN 50121-5：2006的修訂與第4部分類似，此處不再贅述。

4.3 IEC 62236：2008制定

IEC 62236：2008基本等同采用EN 50121：2006，技術上無重大變更，可見自1996年預備標準發布，經過十余年的應用，該系列軌道交通電磁兼容標準已趨于完善和穩定。

與EN 50121：2006相比，IEC 62236：2008為遵循IEC標準模板，文字表述及結構名稱上做了相應調整，例如部分引用放入新增“參考文獻”中。其他較大的差異如下：

IEC 62236：2008第2、3-1部分仍然允許9～150 kHz射頻發射值(靜態和慢行工況)可以超過標準限值，只要可以證明不存在電磁兼容性問題，而EN 50121：2006中未有此特例。

關于與地面通信信號設備的電磁兼容性，IEC 62236：2008中增加引用IEC 62427標準，對應EN 50121：2006中引用的EN 50238標準。

IEC 62236-4：2008中進一步優化了表格內容布局，同時對數字無線電話發射抗擾度的測試要求，增加了對IEC 61000-4-3的引用。

IEC 62236-5：2008中的修改與第4部分類似，同時進一步優化了術語定義，增加了端口分類示意圖。

4.4 GB/T 24338-2009/2011制定

除GB/T 24338.4-2009是修改采用IEC 62236-3-2：2003之外，GB/T 24338.1-2009、GB/T 24338.2-2011、GB/T 24338.3-2009、GB/T 24338.5-2009和GB/T 24338.6-2009等標準均等同采用對應的IEC 62336：2003。如上所述，整套軌道交通電磁兼容標準實際上穩定于EN 50121：2006/IEC 62236：2008，因此現在回看GB/T 24338初制定時的采標有些遺憾，導致標準的可用性降低。例如：GB/T 24338.3-2009中缺少城市有軌電車、無軌電車的靜態發射限值，且因筆誤整車慢行工況的發射限值比IEC 62236-3-1：2003整體低10 dB[17-18]。對于試驗時環境噪聲的要求，GB/T 24338.3-2009表述為：“如果在規定的頻率或規定的頻率范圍內環境噪聲高于限值但小于6 dB，那么不必考慮這些頻率的測量”，對比IEC 62236-3-1：2003原文可知存在翻譯錯誤，應為“環境噪聲高于(限值-6 dB)時，可不考慮這些頻率測量”。

GB/T 24338.4-2009與IEC 62236-3-2：2003的技術性差異主要為：表7中的浪涌試驗按IEC 60571的要求進行，改為按GB/T 17626.5的要求進行。由于GB/T 17626.5實際等同采用IEC 61000-4-5，所以GB/T 24338.4-2009的這條修改已與IEC 62236-3-2：2008一致。

GB/T 24338-2009/2011的其余5部分因為是等同采用IEC 62336：2003，標準的差異性比對不再贅述。

5 優化調整階段(2012年～今)

隨著軌道交通和通訊電子技術的發展，電磁兼容標準也出現了一定不適用性，因此時隔多年后CENELEC TC9X對EN 50121系列標準進行了較大幅度修訂，并于2015年發布了EN 50121：2015，隨后IEC TC9以新版EN 50121為基礎進行了IEC 62336系列標準的更新，并于2018年發布了IEC 62336：2018。

2016年，CENELEC與IEC簽訂了法蘭克福協議(Frankfurt Agreement)，進一步鞏固和完善了德累斯頓協議(Dresden Agreement)，簡化了投票流程，同時引入了一個新的引用系統(referencing system)以增加兩者標準的可追溯性[19]。因此，在IEC在進行IEC 62236修訂工作時，CENELEC針對EN 50121的工作也在進行，這便是EN 50121迅速更新至2017版的原因(部分仍在審查)。

5.1 EN 50121：2015制定

EN 50121系列標準的修訂需求一則來自技術發展，二則也來自歐盟法規的更新。

5.1.1 第1部分

EN 50121-1：2015中，刪除了EMC管理章節對91/440/EEC和EN 50238的引用，明確了鐵路新增子系統時應考慮對電磁兼容的影響，且制定EMC計劃時應引用EN 61000系列標準對EMC現象的描述。91/440/EEC指令是啟動歐盟鐵路改革的指導性文件，由歐共體理事會于1991年通過[20]，于2015年6月16日失效。此外，EN 50121：2015系列中，將對EMC歐盟導則89/336/EEC的引用更新為2004/108/EC，因89/336/EEC已于2007年7月9日失效。

5.1.2 第2部分

與EN 50121-2：2006相比，EN 50121-2：2015的主要技術變化包括：

(1)對標準的應用范圍進一步澄清，明確對于既有鐵路線，滿足標準第3-1、3-2、4和5部分的發射要求，即可確保整個鐵路系統滿足標準第2部分的發射要求；對于新建鐵路系統，可以通過實測驗證對本標準第2部分的符合性。

(2)增加規范性引用的標準年份，澄清術語定義，增加縮寫詞定義。

(3)將原第5節和附錄A的內容重組，即對運行列車和鐵路變電站發射的測量方法進行整理合并。同時增加了對測量不確定度的規定，需滿足EN 55016-1-1和EN 55016-1-4的要求。

(4)將9～150 kHz的磁場發射限值要求移至附錄中，不再做強制規定，這主要是基于軌道交通系統外少有在該頻段易被干擾的設備以及試驗的低復現性考慮。

(5)對于電磁發射的數據測量方法進行了分類明確，即應根據列車運行方式和速度選擇固定頻率方法或頻率掃描方法進行測量，但掃頻方法對高速運行列車可能不適用，此時可采用FFT技術。

5.1.3 第3-1部分

與EN 50121-3-1：2006相比，EN 50121-3-1：2015的主要技術變化包括：

(1)對標準的應用范圍進一步澄清，明確本部分標準規定了機車車輛對外部的發射限值，同時指出鐵路系統可能存在附加的電磁兼容性要求(例如EN 50238中的規定)。

(2)增加規范性引用的標準年份，澄清術語定義，增加縮寫詞定義。

(3)適用性(Applicability)的澄清，進一步描述了典型工作模式的特征，并規定無需在降級運行模式進行測試。

(4)澄清對外部電信線路的干擾以及雜音電流要求，指出數字電信線路可能工作于更高工作頻率并采用各種自動糾錯協議，同時認為機車車輛不足以在這些頻率范圍內產生足夠的干擾；而對于模擬電信線路，明確無一致的限值要求，原內容合并入附錄A。

(5)將9～150 kHz的磁場發射限值要求移至附錄中，不再做強制規定，這主要是基于如下考慮：軌道交通系統外少有在該頻段易被干擾的設備，在10 m處測量發射值不能代表與軌道交通系統內部設備的電磁兼容性，且該頻段內與其他鐵路設備的電磁性可由其他規程或標準諸如EN 50238系列規定，此外測試的復現性較低。

(6)在測試條件中，增加了對車載蓄能牽引機車車輛的考慮，應對其充電過程的發射進行測量，并適用慢行工況限值。

5.1.4 第3-2部分

與EN 50121-3-2：2006相比，EN 50121-3-2：2015的主要技術變化包括：

(1)對標準的應用范圍進一步澄清，明確指出抗擾度限值不適用于在無線電設備相關EMC標準中定義的免測頻段，而本標準給出的發射限值優先于其他標準所給出的機車車輛上個別設備的發射要求。

(2)增加規范性引用的標準年份，修訂端口定義(刪除交流、直流牽引電源端口)，增加縮寫詞定義。

(3)刪除了交流、直流牽引端口以及過程測量和控制端口對應的發射要求表格。

(4)公共交流電源端口的總諧波含量要求改為小于8%，依據標準為EN 61000-4-30，并由表注移入表格正文。

(5)依據EN 61000-6-4，設備外殼端口的發射要求擴展至1～6 GHz頻率。

(6)設備外殼端口的抗擾度要求頻率擴展至5.1～6 GHz頻率。

(7)修訂附錄B，將原交流、直流牽引端口發射要求調整后放入。

5.1.5 第4部分

與EN 50121-4：2006相比，EN 50121-4：2015的主要技術變化包括：

(1)對標準的應用范圍進一步澄清，明確本標準給出的抗擾度限值的適用范圍包括聯鎖或運控關鍵設備、3 m區內設備、10 m區內且與3 m區內設備有連接的設備端口、10 m區內但線纜長度大于30 m等四類，同時指出本標準給出的抗擾度限值不適用于在無線電設備相關EMC標準中定義的免測頻段。

(2)增加規范性引用的標準年份，增加了3 m區及10 m區的術語定義，增加縮寫詞定義。

(3)依據EN 61000-6-4，設備外殼端口的發射要求擴展至1～6 GHz頻率。

(4)設備外殼端口的抗擾度要求頻率擴展至5.1～6 GHz頻率。

5.1.6 第5部分

與EN 50121-5：2006相比，EN 50121-5：2015的主要技術變化包括：

(1)對標準的應用范圍進一步澄清，明確本標準給出的抗擾度限值的適用范圍包括聯鎖或運控關鍵設備、與牽引電源導體相連的設備、3 m區內設備、10 m區內且與3 m區內設備有連接的設備端口、10 m區內但線纜長度大于30 m等五類；

(2)增加規范性引用的標準年份，增加了長總線、3 m區及10 m區的術語定義，增加縮寫詞定義；

(3)依據EN 61000-6-4，設備外殼端口的發射要求擴展至1～6 GHz頻率；

(4)設備外殼端口的抗擾度要求頻率擴展至5.1～6 GHz頻率；

(5)刪除9～150 kHz的磁場發射限值要求，這主要是基于軌道交通系統外少有在該頻段易被干擾的設備以及試驗的低復現性考慮；

(6)對完全地下鐵路系統(無地面運行)，明確無測試要求。

5.2 IEC 62236：2018制定

IEC 62236：2018以EN 50121：2015為基礎修訂，因此自EN 50121：2006/IEC 62236：2008以來的重要技術變更得以保留，與EN 50121：2015相比刪除了歐盟法規相關內容，采用了IEC標準模板，同時對標準的文字表述進行了優化，主要變化有：

所有部分依據IEC模板增加或調整了規范性引用和術語定義，并以對應的IEC或CISPR標準替代了原來的EN標準。

IEC 62236-2：2018和IEC 62236-3-1：2018中對于環境噪聲的要求進行了澄清，增加了公式(環境噪聲>發射限值-6 dB)形式的補充說明。

IEC 62236-3-2：2018中修正了端口定義圖中的錯誤，此外測試條件中對于屬于系統一部分的設備，其測試依據由EN 55022標準(CISPR 22)修改為CISPR 32標準。這是因為隨著多媒體產品技術不斷整合的發展趨勢，這類產品相應的EMC標準也逐步被整合，如信息技術和音/視頻設備的輻射標準：EN 55013、EN 55022和EN 55103-1被整合成統一標準EN 55032(CISPR 32)。對于外殼端口的發射測量，改為直接引用依據IEC 61000-6-4：2006，不再以表格形式列出限值細節(刪除EN 50121-3-2：2015中表3)。

IEC 62236-4：2018中關于電源端口發射進一步澄清了對IEC 61000-6-4的引用，因IEC 61000-6-4中只涉及交流電源端口，故IEC 62236-4：2018明確了直流電源端口也適用該限值，并給出了限值表格(見標準中表1)。對外殼端口的工頻磁場抗擾度，明確測試只針對適用頻率進行，例如對于直流供電系統，則交流磁場抗擾度測試不適用。

IEC 62236-5：20018中對外殼端口的工頻磁場抗擾度，明確測試只針對適用頻率進行，例如對于直流供電系統，則交流磁場抗擾度測試不適用。

5.3 EN 50121：2017制定

2014年3月29日，歐盟委員會發布了修訂后的EMC指令2014/30/EU，并于2014年4月18日生效，而舊有的EMC指令2004/108/EC已于2016年4月20日廢除。

因此，EN 50121：2017與EMC指令的更新有關，同時也吸收了IEC對于該系列標準的修訂。因其并無根本技術變更，且部分仍在審查中，本文不再展開介紹。

5.4 GB/T 24338：201X制定

因為現行GB/T 24338標準采標于IEC 62236：2003，不能代表國際上最新的軌道交通電磁兼容要求，國內對于GB/T 24338的修訂需求非常迫切。因此，2014年由全國牽引電氣設備與系統標準化技術委員會歸口，啟動了新版GB/T 24338起草工作。

GB/T 24338的修訂最初依據IEC 62236：2008進行，期間因EN 50121：2015發布，IEC據此也展開IEC 62236標準更新工作，GB/T 24338標準工作組緊密跟蹤國際標準更新動態，在后續修訂中參考了這部分更新，因此新版GB/T 24338基本與國際最新的軌道交通電磁兼容標準狀態一致，目前待批準發布。

6 結語

以EN 50121為基礎的軌道交通電磁兼容標準至今已有二十余年歷史，在軌道交通系統的設計、建造和驗證上發揮了重要作用。本文對該系列標準的發展歷史進行了探析，梳理總結了標準演進過程的主要技術變化。長期以來我國軌道交通電磁兼容標準制定狀態滯后于CENELEC和IEC，但新版GB/T 24338標準制定過程中，緊密跟蹤了國際標準動態，基本與最新EN 50121和IEC 62236技術狀態一致，這也得益于近年來我國對國際標準制定的積極參與。可以預見，隨著我國軌道交通事業的發展，對國際標準的參與度勢必也會快速提高。