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日本工業規格

JIS

 E

6402

 : 1999

鉄道車両−静止形補助電源装置−

試験方法

Railway rolling stock

−Static auxiliary power supply−Test methods

1.

適用範囲  この規格は,鉄道車両に用いる静止形補助電源装置(以下,電源装置という。)の試験方法

について規定する。

備考1.  この規格でいう電源装置とは,主として主電動機以外の補助的な電気機器に供給する安定化

電源装置及びスイッチング方式電源装置とする。

2.

この規格で規定する電源装置は,次の条件で用いる。

(1)

使用条件

(a)

温度  温度の範囲は−10∼40℃とし,標準温度は 20℃とする。

(b)

湿度  湿度の範囲は 40∼90%とし,標準湿度は 65%とする。

(c)

標高  標高は,海抜 1 200m 以下とする。

ただし,これによらない場合は,受渡当事者間の協定による。

(2)

入力電圧,出力電圧などの条件

(a)

入力は,直流,脈流又は交流とし,出力は,安定化した定周波数交流又は直流とする。

(b)

主回路電圧値は,

表 による。ただし,最低電圧,公称電圧及び最高電圧は,受渡当事者

間の協定によって,

表 に示す値と異なる値としてもよい。

表 1  主回路電圧値

単位  V

入力

最低電圧

公称電圧

最高電圧

360 600 720

450 750 900

直流又は脈流

900

1 500

1 800

300 400 500

360 440 530

交流

1 600

2 000

2 300

(c)

蓄電池から給電される場合の電圧は,最悪の場合に蓄電池だけから給電され,正常な場合

は浮動充電されている電圧で動作するもので,公称電圧を E とするとき,蓄電池端子での

電圧の変動範囲は (0.7∼1.1)  ×E とする。

(d)

制御空気圧は,定格空気圧を P としたとき,その変動範囲は (0.8∼1.2)  ×P とする。

3.

この規格の引用規格を,次に示す。

JIS C 0920

  電気機械器具の防水試験及び固形物の侵入に対する保護等級

JIS E 4001

  鉄道車両用語


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E 6402 : 1999

JIS E 4031

  鉄道車両部品−振動試験方法

JIS E 4032

  鉄道車両部品−衝撃試験方法

JIS E 5004

  電気車用制御機器−試験方法

JIS E 5006

  鉄道車両用電子機器の試験通則

JIS Z 8703

  試験場所の標準状態

JIS Z 8731

  騒音レベル測定方法

4.

この規格の対応国際規格を,次に示す。

IEC 529 : 1989

  Degrees of protection provided by enclosures (Ip Code)

IEC 551 : 1987

  Determination of transformer and reactor sound levels

IEC 1287-1 : 1995

  Power convertors installed on board rolling stock−Part 1 : Characteristics and test

methods

2.

用語の定義  この規格で用いる主な用語の定義は,JIS E 4001 によるほか,次による。

(1)

負荷起動  電源装置の定格負荷,定格力率での起動。

(2)

相回転確認  交流出力の相回転方向の確認。

3.

試験場所の状態  試験場所の状態は,特に指定のない限り JIS Z 8703 に定める常温 (5∼35℃),常湿

(45

∼85%)  とする。

4.

試験条件

4.1

試験の種類  試験の種類は,次による。

(1)

形式試験  形式試験は,同一の設計ごとに一つの製品について行う。ただし,電源装置の一部が既に

該当試験を行ったものと同一の場合は,これらの試験を省略してもよい。

(2)

受渡試験  受渡試験は,すべての電源装置について行う。

(3)

特殊試験  特殊試験は,電源装置の使用条件などについて,付加的な情報を得ることを目的として,

必要に応じて受渡当事者間の協定によって行う。

4.2

試験項目  試験項目は,表 のとおりとする。


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E 6402 : 1999

表 2  試験項目

試験項目

形式試験

受渡試験

特殊試験

該当箇条番号

寸法・外観

4.3(1.1)

質量測定

4.3(1.2)

安全性試験

4.3(1.3)

冷却試験

4.3(1.4)

振動試験

4.3(1.5)

衝撃試験

4.3(1.6)

耐水試験

4.3(1.7)



騒音試験

4.3(1.8)

絶縁抵抗試験

4.3(2.1)

耐電圧試験

4.3(2.2)

シーケンス試験

4.3(2.3)

保護動作試験

4.3(2.4)

起動,停止特性試験

4.3(2.5)

(a)

起動停止操作確認

4.3(2.5)(a)

(b)

負荷起動確認

4.3(2.5)(b)

(c)

制御電源低下時起動確認

4.3(2.5)(c)

(d)

動作確認試験

4.3(2.5)(d)

(e)

転流試験

4.3(2.5)(e)

定常特性試験

4.3(2.6)

(a)

出力電圧特性(静特性)

4.3(2.6)(a)

(b)

周波数特性

4.3(2.6)(b)

(c)

ひずみ率,脈動率

4.3(2.6)(c)

(d)

効率

4.3(2.6)(d)

(e)

相回転確認

4.3(2.6)(e)

過渡特性試験

4.3(2.7)

(a)

電力中断,再加圧試験

4.3(2.7)(a)

(b)

入力電圧急昇,急降試験

4.3(2.7)(b)

(c)

瞬時負荷変動試験

4.3(2.7)(c)

負荷試験

(a)

過負荷試験

4.3(2.8)(a)

(b)

不平衡負荷試験

4.3(2.8)(b)

(c)

回路短絡試験

4.3(2.8)(c)

(d)

負荷遮断試験

4.3(2.8)(d)

温度上昇試験

4.3(2.9)

外部妨害試験

4.3(2.10)

内部妨害試験

4.3(2.11)

部分放電試験

4.3(2.12)

インパルス試験

4.3(2.13)



電源過電圧とエネルギー変動試験

4.3(2.14)

備考  該当試験項目は,○印で示す。

4.3

試験方法  試験方法は,次による。

(1)

機械的試験

(1.1)

寸法・外観  寸法・外観は,発注者の承認した図面(以下,図面という。)又は仕様書に相違なく,

異常な変形,きずがないこと。

(1.2) 

質量測定  質量は,電源装置の質量が規定されている場合に測定する。

(1.3) 

安全性試験  安全性試験は,電源装置に特に仕様として安全基準が規定されている場合に,受渡当


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事者間の協定によって試験方法を定めて,実施する。電源装置の停止後の一定時間は,コンデンサ

に危険電圧が残るので適切な処置をする。

(1.4)

冷却試験  冷却試験には,一体形冷却系をもつ電源装置と分割形冷却系をもつ電源装置によって分

類し,IEC 1287-1 の 2.4.6.5(冷却試験)による。

(1.5)

振動試験  振動試験は,JIS E 4031 による。又は,IEC 1287-1 の 2.4.6.2(耐振動及び衝撃試験)に

よる。

(1.6)

衝撃試験  衝撃試験は,JIS E 4032 による。又は,IEC 1287-1 の 2.4.6.2(耐振動及び衝撃試験)に

よる。

(1.7)

耐水試験  耐水試験は,電源装置を使用時と同等の取付状態とし,JIS C 0920 の 4.6[保護等級 4(防

まつ形)に対する試験]の試験を行う。又は,IEC 529 の 8(密閉度試験)による。

(1.8)

騒音試験  騒音試験は,JIS Z 8731 による。又は,IEC 551 による。

(2)

電気的試験

(2.1) 

絶縁抵抗試験  絶縁抵抗試験は,絶縁抵抗の規定値を検証するために行う。この値と測定条件は,

仕様書による。電源装置が電気的分離を保証している場合は,この機能は受渡当事者間の協定によ

って取り決める。

(2.2)

耐電圧試験  耐電圧試験は,JIS E 5004 の 4.3(3)(耐電圧試験)による。又は,次による。

完全に組み立てられた電源装置の絶縁が,正しい状態にあることを確認するために行う。これは

要素部品の絶縁又は沿面距離を検証するために実施するものではない。

電源装置の主回路端子は,すべての半導体素子のアノード,カソード及びゲート端子と一括接続

すること。

主回路内に転換器や開閉器類があれば,閉状態又は短絡しておく。

主試験回路(例えば制御回路,電動機,送風機)に金属的に接続されていない部品や組立品は,

この絶縁試験中は,接地しておくこと。もし,部品や組立品が異なった電圧レベル間の絶縁(例え

ば,パルストランス,トランスダクタなど)を保証する場合,最低電圧がかかる端子を接地し,そ

の他の端子は主回路とともに試験する。また,この試験温度は,周囲温度とする。

50Hz

又は 60Hz の周波数での試験電圧は,ほぼ正弦波形で連続して 10 秒以上で最高値まで上昇

させること。交流試験電圧が使用できない場合は,式(1)で与えられる試験電圧実効値のピーク値を

もつ直流電圧を使用してよい。この電圧は,連続して 10 秒以上で最高値まで上昇させること。

以上のすべての場合について,電圧 Up は 1 分間印加する。

(2.2.1)

部品が分散して搭載されている電源装置機器の耐圧試験  すべての機器部品は,分散して試験する

か,又は次の推奨する例のように,出荷前に各部品相互を接続して試験する。

(2.2.2)

一体形に組み立てられた電源装置の耐圧試験

(a)

直接形電源装置  試験電圧は,式(1)によって,一括接続された端子と外箱間に印加する。

(b)

間接形電源装置と電源装置系統  電源装置の各部分は,各種の試験電圧で別々に試験すること。試

験電圧は,式(1)によって一括接続された被試験端子と外箱間に印加する。他のすべての端子は,試

験中接地しておく。

(c)

試験電圧  試験は,式(1)の試験電圧の実効値による。


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E 6402 : 1999

000

1

2

2

+

m

P

U

U

 (1)

ここに,

U

p

試験電圧(実効値) (V)

U

m

関連する全端子対の間に発生する最高繰返し動作電圧 (V)

もし,何らかの理由で電源装置の耐電圧試験を繰り返す必要がある場合は,(b)の耐電圧試験の試

験電圧値が絶縁品質に影響することを考慮する。一つの可能性としては,Up の値を 85%に低減し

てもよい。

(2.3)

シーケンス試験  シーケンス試験は,JIS E 5004 の 4.1(6)(シーケンス試験)及び IEC 1287-1 : 1995

の 2.4.6.7(トリガ装置の試験)による。また,波形伝送モニタをもつ装置では,その動作試験を行

い,異常の有無を調べる。

なお,形式試験においては,制御回路の入力電力(起動時及び定常時)を測定する。

(2.4)

保護動作試験  保護動作試験は,等価信号を入力して行う。

(2.5)

起動,停止特性試験  起動,停止特性試験は,次による。

電源装置は,最初に起動されるので,起動条件を規定することが必要で,起動,停止試験は,こ

の入力特性を検証するために実施するもので,入力特性の最小値及び最大値で実施する。主な起動

モードは,次のとおりで特性を検証する。

入力電圧による直接起動

電源装置の起動用エネルギーをその電源装置が得られるもの。

補助蓄電池による起動

電源装置の起動用エネルギーをその電源装置用に規定した補助蓄電池から得られるもの。

車両の主蓄電池による起動

電源装置の起動用エネルギーを車両の蓄電池から得られるもの。

(a)

起動停止操作確認  起動停止操作確認は,無負荷状態において連続的に 3 回以上の起動及び停止の

操作を行い,動作の異常の有無を調べる。

(b)

負荷起動確認  負荷起動確認は,定格負荷,定格力率の負荷状態において,入力電圧を最小値及び

最大値で電源装置を起動させ,動作の異常の有無を調べる。

(c)

制御電源低下時起動確認  制御電源低下時起動確認は,無負荷状態において,制御電源電圧を最小

値として電源装置を動作させ,動作の異常の有無を調べる。

(d)

動作確認試験  動作確認試験は,電源装置が正しく接続され,定格電流での電源装置の動作と素子

間の分担電流,電圧が正しく印加されることを検証する。この試験は,動作試験であって温度上昇

試験ではない。

この試験中,電源装置には公称入力電圧を印加し出力電流は定格値とし,可能ならば低減した出

力を保つ。

ダイオードの場合による順変換装置の場合には,試験は低減した入力電圧とし,定格出力電流で

試験できる。これに加えて,公称入力電圧での無負荷運転を行う。

公称入力電圧と定格出力電流を同時に得ることは難しいので,受渡当事者間の協定によって,出

力電流を低減することができる。

(e)

転流試験  転流試験は,電源装置が規定最大瞬間出力電流を転流することを検証するために行う。

入力電圧は,半導体に対し最悪条件(消弧電力素子には最大電圧,サイリスタ回路転流には最小電


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E 6402 : 1999

圧)を与えるように選ぶ。

(2.6)

定常特性試験  定常特性試験は,負荷として直流出力の場合は抵抗器,交流出力の場合は抵抗器と

リアクトルを組み合わせて行う。電源装置の入力電圧と主な出力の力率及び負荷容量を変化させ,

次の測定を行う。

(a)

出力電圧特性(静特性)  出力電圧特性(静特性)は,出力電圧の測定を行う。

(b)

周波数特性  周波数特性は,出力電圧が交流の場合,周波数の測定を行う。

(c)

ひずみ率,脈動率  ひずみ率,脈動率は,出力電圧が交流の場合,ひずみ率の測定を行う。直流の

場合は,脈動率の測定を行う。

ひずみ率は式(2),脈動率は式(3)による。

100

0

×

E

E

α

ε=

 (2)

ここに,

ε

ひずみ率 (%)

E

α

高調波だけの実効値 (V)

E

0

交流出力電圧の基本波実効値 (V)

100

min

max

min

max

×

+

E

E

E

E

µ

 (3)

ここに,

µ

脈動率 (%)

E

max

脈動電圧の最大値 (V)

E

min

脈動電圧の最小値 (V)

(d)

効率  効率は,入力電力,出力電力の測定結果から,効率を算定する。又は,IEC 1287-1 : 1995 の

2.4.6.13

(電力損失測定)による。

(e)

相回転確認  相回転確認は,出力電圧が交流の場合,相回転方向の確認を行う。

(2.7)

過渡特性試験  過渡特性試験は,負荷として直流出力の場合は抵抗器,交流出力の場合は抵抗器と

リアクトルを組み合わせて行う。電源装置の入力電圧と主な出力の力率及び負荷容量を急激に変化

させ,次の試験を行う。

(a)

電力中断,再加圧試験  電力中断,再加圧試験は,入力電力を試験用遮断器などによって開閉し,

動作の確認を行う。

(b)

入力電圧急昇,急降試験  入力電圧急昇,急降試験は,入力電圧を急昇,急降させ動作の確認を行

う。

(c)

瞬時負荷変動試験  瞬時負荷変動試験は,主な出力に接続された負荷の容量を急激に変化させて動

作の確認を行う。

(2.8)

負荷試験  負荷試験は,次によるただし,試験条件については受渡当事者間の協定による。

(a)

過負荷試験  過負荷試験は,指定された過負荷状態において,指定時間経過後に電圧及び電流を測

定し,その値が指定の値であることを確認する。

(b)

不平衡負荷試験  不平衡負荷試験は,指定された不平衡負荷状態において,出力電圧を測定し,そ

の値が指定の値であることを確認する。

(c)

回路短絡試験  回路短絡試験は,電源装置が回路短絡に耐えると規定されている場合に行う。この

試験は,電源装置が IEC 1287-1 の 4.1.3.5(回路短絡の保護)に一致する動作を示すこと。

(d)

負荷遮断試験  負荷遮断試験は,負荷遮断が電源装置に損傷を与えないことを確認するために行う。

接触器を負荷に直列に接続する。負荷電流が定常状態になった後,接触器で電流を遮断する。発生


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E 6402 : 1999

した故障電圧は,保護装置が検出し制限すること。

多出力の場合は,この試験は各出力について繰り返し行う。また自己以外の出力特性も規定値に

あることを確認する。

この試験終了時には,電源装置の部品に損傷のないこと。

(2.9)

温度上昇試験  温度上昇試験は,JIS E 5004 の 4.3(1)(温度上昇試験)によって,表 の主回路部

品の温度上昇を測定する。ただし,

表 にない部品の温度測定については,受渡当事者間の協定に

よる。

表 3  温度上昇を測定する主回路部品

番号

主回路部品

1

半導体素子

2

変圧器

3

リアクトル

4

フィルタコンデンサ

5

抵抗器

(2.10)

外部妨害試験  外部妨害試験の試験項目及び測定方法は,表 による。又は,IEC 1287-1 の 2.4.6.23(b)

(外部妨害試験)による。

表 4  試験項目及び測定方法

測定項目

測定方法

高調波電流成分

信号通信機器に影響が及ぶことが予想される主
回路入力電流の高調波成分を測定する。

機 器 な ど か ら 発 生 す
る電磁誘導ノイズ

信号通信機器などの入力ノイズ電圧を測定する。 
また,必要に応じて出力電圧も測定する。

備考  測定方法,評価基準などは,受渡当事者間の協定による。

(2.11)

内部妨害試験  内部妨害試験は,JIS E 5006 の 4.5(ノイズ試験)による又は,IEC 1287-1 の 2.4.6.23(a)

(内部妨害試験)による。

なお,制御回路についてはノーマルモードとコモンモードについて行い,主回路を含む部位につ

いては,必要に応じて受渡当事者間の協定によって行う。

(2.12)

部分放電試験  部分放電試験は,電源装置の構成部品及び組立品の絶縁を検証するために行う。こ

の試験は,1 500V 以上で動作する機器で新部品や新絶縁技術による半導体組立品に実施するのがよ

い。

試験方法は,IEC 1287-1 の 2.4.6.18(部分放電試験)による。

(2.13)

インパルス試験  インパルス試験は,電源装置の入力側に 1.2/50

µs の標準サージ電圧を加えて行う。

なお,電圧については受渡当事者間の協定による。

(2.14)

電源過電圧とエネルギー変動試験  この試験は,受渡当事者間の協定によって適切な方法で実施す

ることが望ましい。もし使用者が合意すれば,この試験は,電源装置が IEC 1287-1 : 1995 の 2.3.3.7(a)

(入力の諸量)に規定された要求仕様に適合した能力をもつことを証明する生産者が提出した計算

書で代用してよい。

関連規格  JIS E 6004  電気車−性能試験通則

JIS E 6005

  鉄道車両−自動列車制御装置及び自動列車停止装置の車上制御装置−試験方法


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鉄道車両−静止形補助電源装置−試験方法 JIS 原案審議委員会  構成表

氏名

      所属

(委員長)

渡  邉  朝  紀

財団法人鉄道総合技術研究所技術開発事業本部

前  川  武  也

工業技術院標準部

秋  元  孝  生

運輸省鉄道局

女  屋  正  一

運輸省鉄道局

○  新  井  静  男

東日本旅客鉄道株式会社鉄道事業本部

山  本  裕  次

東海旅客鉄道株式会社新幹線鉄道事業本部

島  田  直  人

西日本旅客鉄道株式会社鉄道本部

濱  田  喜  一

日本貨物鉄道株式会社鉄道事業本部

大  島      稔

横浜市交通局

服  部  輝  夫

社団法人日本民営鉄道協会

○ 

亀卦川      悟 

関東鉄道協会車両部会委員(京浜急行電鉄株式会社

鉄道本部車両部)

吉  川  富  雄 

関西鉄道協会車両分科会委員 
(近畿日本鉄道株式会社技術室車両部)

○  道  場  俊  文

日本車輌製造株式会社鉄道車両本部

○  清  水  邦  彦

川崎重工業株式会社車両事業本部

○  小  林      進

小糸工業株式会社輸送機器事業部

○  力  丸  桂  二

株式会社トアック品質保証本部

○  逢  坂      亨

株式会社東芝府中工場車両システム部

○  岸  本  隆  博

東洋電機製造株式会社相模事業所

○  小  西  義  弘

富士電機株式会社神戸工場設計部

(主査)

○  飯  田  恒  司

三菱電機株式会社神戸製作所パワーエレクトロニクス部

(事務局)

太  田      治

社団法人日本鉄道車輌工業会

○印は,小委員会委員を示す。