¿Qué es la norma EN50155 para aplicaciones ferroviarias?
Este artículo pretende resumir los requisitos más importantes que se aplican a las fuentes de alimentación cuando se consideran como un componente en aplicaciones ferroviarias. Aunque hay varias normas a tener en cuenta al instalar equipos electrónicos en tranvías y trenes, nos centraremos en la EN50155.
Normas más relevantes
Por citar algunas, estas son las normas más relevantes para la electrónica de potencia aplicada en la industria ferroviaria.
| International | European | Description |
|---|---|---|
| IEC-60571 | EN-50155 | Electronic equipment used on rolling stock |
| IEC-61287-1 | EN-61287-1 | Power converters installed on board rolling stock - Part 1: Characteristics and test methods |
| IEC-60850 | EN-50163 | Supply voltages of traction systems |
| IEC-62236-3-2 | EN-50121-3-2 | Electromagnetic compatibility - Part 3-2: Rolling stock - Apparatus |
| IEC-62236-4 | EN-50121-4 | Electromagnetic compatibility - Part 4: Emission and immunity of the signalling and telecommunications apparatus |
| IEC-62497-1 | EN-50124-1 | Insulation coordination - Part 1: Basic requirements - Clearances and creepage distances for all electrical and electronic equipment |
| IEC-62498-1 | EN-50125-1 | Environmental conditions for equipment – Part 1: Equipment on board rolling stock |
| IEC-61373 | EN-61373 | Rolling stock equipment - Shock and vibration tests |
| Several | EN-45545-2 | Fire protection on railway vehicles - Part 2: Requirements for fire behaviour of materials and components |
Introducción a la certificación ferroviaria
La EN 50155:2017 es una norma europea que cubre los equipos electrónicos utilizados en el material rodante para aplicaciones ferroviarias. Es equivalente a la norma internacional IEC-60571 y abarca aspectos como la temperatura, la humedad, los choques, las vibraciones y otros parámetros. Se puede adquirir una copia de la norma a través de los organismos de normalización autorizados.
Los trenes son cada vez más avanzados, tanto desde el punto de vista técnico como del pasajero, y en ellos conviven sistemas de información adicionales y equipos críticos para la seguridad. Los sistemas y funciones eléctricas, como los sensores de monitorización a bordo, los sistemas de climatización, la iluminación y la apertura de puertas, se alimentan del sistema de baterías del tren, que normalmente se encuentra en la locomotora o cabeza motriz, en la parte delantera o trasera del vehículo.
Para poder instalarse, los equipos electrónicos deben cumplir determinados requisitos relativos a factores ambientales como: choques, vibraciones, alimentación, compatibilidad electromagnética, sobretensiones, ESD y transitorios que puedan producirse durante su uso.
¿Qué requisitos deben cumplir los equipos electrónicos para material rodante?
Estos sistemas deben ser robustos y soportar un uso más exigente que un ordenador de a bordo estándar si se utilizan para telemática, control del motor u otras funciones críticas del vehículo. Las normas parten del requisito de que los sistemas del material rodante deberán funcionar 24/7 durante 30 años sin fallos. Por ello, los sistemas de control ferroviario deben diseñarse para soportar las peores condiciones ambientales. También es importante que los sistemas no interfieran entre sí cuando se instalan próximos, ya que el espacio en los armarios de control suele ser limitado y los equipos pueden montarse muy juntos.
Fundamentos de la norma EN50155 para aplicaciones ferroviarias
Temperatura
Los sistemas deben poder funcionar en un amplio rango de temperatura, de -40°C a +85°C, aunque solo algunas partes deben cubrir este rango durante 10 minutos en el arranque. La fuente de alimentación debe funcionar de forma eficiente (85% o más) para reducir el consumo en un amplio rango de condiciones de tensión y carga, además de contar con gestión térmica.
Choques y vibraciones
Los requisitos de choques y vibraciones son estrictos para los sistemas que se instalan en un entorno exigente como el material rodante. Para ello existe una norma específica (EN 61373). Los requisitos de choques y vibraciones se dividen en tres categorías: montaje en caja, montaje en bogie y montaje en eje.
Alimentación
En los trenes, los sistemas críticos y de emergencia se alimentan desde baterías para garantizar su funcionamiento ante un fallo de suministro. Las tensiones de batería ferroviarias estándar son: 24, 36, 48, 72 y 110V. La tensión de batería puede variar entre -30% y +25%, con variaciones de ±40% durante 100ms, sobretensiones de hasta ±1kV e interrupciones de alimentación de hasta 20ms. Por ello, las fuentes de alimentación son componentes críticos y deben ser muy robustas para soportar estas condiciones.
Inversor DC/AC trifásico OVX-6400, entrada de catenaria 400V-900V
Convertidor DC/DC CRS-1000
Interferencias electromagnéticas
La norma EN50155 se remite a la norma EN50121-3-2 (Aplicaciones ferroviarias, Compatibilidad electromagnética, Material rodante). Esta indica los requisitos que garantizan que el equipo no genere niveles de ruido que puedan interferir con otros dispositivos cercanos.
En este otro artículo hablamos de las interferencias electromagnéticas en un artículo técnico específico.
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