3.2
3.3 водородное охрупчивание: Процесс, ведущий к понижению вязкости или пластичности металла вследствие поглощения водорода.
Примечание - Проникновение водорода в металл (сплав) может вызывать потерю его пластичности, прочности, приводить к появлению трещин (как правило, на субмикроскопическом уровне) или к его разрушению.
3.4 выключенное состояние: Состояние энергоустановки на основе топливных элементов, при котором она находится с отключенной подачей топлива, окислителя и без выходной мощности.
3.5 горячее состояние: Состояние энергоустановки на основе топливных элементов, при котором она находится с отключенной подачей топлива, окислителя и без выходной мощности, а температура ее основного оборудования находится в рабочем диапазоне.
3.6
3.7 допустимое рабочее давление: Заявляемое производителем максимальное давление, которое энергоустановка на основе топливных элементов может выдерживать без каких-либо повреждений или необратимой утраты функциональных свойств.
3.8 конструктивно-съемный узел; КСУ: Узел, который может быть заменен непосредственно на подвижном составе.
3.9 максимальная мощность: Максимальная мощность на выходе, при которой может работать энергоустановка на основе топливных элементов.
Примечание - Если работа с максимальной мощностью ограничена по времени, должна быть указана максимальная продолжительность.
3.10
3.11 минимальная мощность: Минимальная мощность на выходе, при которой может работать энергоустановка на основе топливных элементов.
Примечание - Если работа с минимальной мощностью ограничена по времени, должна быть указана максимальная продолжительность.
3.12 минимальное рабочее давление: Минимальное давление, ожидаемое во время нормальной эксплуатации компонента или системы.
3.13 модуль топливных элементов; МТЭ: Сборка, включающая одну или несколько батарей топливных элементов (также, возможно, использование дополнительных компонентов), предназначенная для интеграции в энергоустановку на основе топливных элементов.
Примечание - В модуль топливных элементов может входить следующее оборудование: его система управления и (опционально) устройство контроля напряжения элементов, устройство рециркуляции топлива, устройство для увлажнения реагентов, датчики, вентили и приводы. Данная подсистема является частью энергоустановки на основе топливных элементов.
3.14 мощность внутреннего потребления: Мощность, вырабатываемая батареями топливных элементов и потребляемая вспомогательными элементами энергоустановки на основе топливных элементов, расположенными внутри нее.
Примечание - Мощность внутреннего потребления может быть равна нулю.
3.15 мощность на входе: Мощность, потребляемая энергоустановкой на основе топливных элементов от внешнего источника питания и необходимая для работы вспомогательных элементов, которые не имеют внутреннего источника питания на уровне энергоустановки.
Примечание - Потребляемая мощность на собственные нужды частично или полностью обеспечивается мощностью на входе.
3.16 мощность на выходе: Мощность, генерируемая энергоустановкой на основе топливных элементов и доступная для внешнего использования.
Примечание - Мощность на выходе равна полной мощности за вычетом мощности внутреннего потребления.
3.17 мощность собственных нужд: Мощность, потребляемая всеми вспомогательными устройствами энергоустановки на основе топливных элементов, необходимыми для работы энергоустановки на основе топливных элементов, которая является суммой входной мощности и внутренней потребляемой мощности.
Примечание - Мощность собственных нужд равна сумме мощности на входе и разницы полной мощности и мощности на выходе.
3.18 набор мощности: Переходная фаза от минимальной мощности к номинальной мощности в рабочем состоянии.
3.19
3.20
3.21 отключение (в топливных элементах): Последовательность операций по переходу энергоустановки на основе топливных элементов из состояния ожидания к выключенному состоянию.
3.22 отработавшая вода: Вода, образованная в результате электрохимической реакции внутри топливных элементов, подлежащая удалению во внешнюю среду.
3.23 переход в рабочее состояние: Переходная фаза из состояния ожидания в рабочее состояние.
3.24 переход в состояние ожидания: Переходная фаза из рабочего состояния в состояние ожидания.
3.25 полезная мощность: Электрическая мощность, генерируемая энергоустановкой на основе топливных элементов, которая может обеспечить энергетические, в том числе тяговые, потребности единицы подвижного состава, на котором данная энергоустановка установлена.
Примечание - Полезная мощность представляет собой разницу между мощностью на выходе и мощностью на входе.
3.26
3.27
3.28
3.29 сброс мощности: Переходная фаза от номинальной мощности к минимальной мощности в рабочем состоянии.
3.30
3.31 система контроля и управления; СКУ: Система, в состав которой входят устройство мониторинга и блоки управления и связи, служащая для управления подсистемами энергоустановки на основе топливных элементов, для связи с внешними системами и системой управления транспортного средства.
Примечание - Данная система является подсистемой энергоустановки на основе топливных элементов.
3.32 система отвода уходящих газов; СОУГ: Система, обеспечивающая отвод отработавших газов, продувку водородного контура.
Примечание - Данная система является подсистемой энергоустановки на основе топливных элементов.
3.33 система подачи водорода; СПВ: Система, которая обрабатывает, создает условия и/или транспортирует водород (или обогащенный водородом газ) в топливные элементы энергоустановки на основе топливных элементов.
3.34 система подачи окислителя; СПО: Система, обеспечивающая подачу в модуль топливных элементов или батарею топливных элементов окислителя требуемой чистоты, давления и расхода.
Примечание - Данная система является подсистемой энергоустановки на основе топливных элементов.
3.35 система терморегулирования; СТ: Система, в состав которой входят насос, теплообменник, вентилятор, датчики и вентили, способная управлять температурой топливных элементов в целях охлаждения и нагрева.
Примечание - Данная система является подсистемой энергоустановки на основе топливных элементов.
3.36 система управления электроэнергией и мощностью; СУЭМ: Система управления распределением мощности и потребления электроэнергии в требуемых параметрах, включая собственные нужды и обеспечение движения.
Примечание - Данная система является подсистемой энергоустановки на основе топливных элементов.
3.37 система хранения водорода; СХВ: Система, предназначенная для хранения и обработки водорода с целью подачи его в энергоустановку на основе топливных элементов.
Примечание - Система включает в себя заправочные устройства, трубопроводы для подачи топлива и продувки, а также сопутствующие устройства контроля, управления и безопасности.
3.38 состояние ожидания (предпусковое состояние): Состояние энергоустановки на основе топливных элементов при нулевой выходной электрической мощности, при котором она находится в условиях достаточной рабочей температуры и необходимых режимах, которое позволяет незамедлительно перевести энергоустановку в рабочее состояние со значительной выходной электрической мощностью.
3.39
3.40
3.41
3.42
3.43 холодный пуск: Пуск энергоустановки на основе топливных элементов из такого состояния, при котором ее температура находится ниже диапазона рабочих температур (из холодного состояния в состояние ожидания).
Примечание - В этом состоянии энергоустановка на основе топливных элементов может быть предварительно нагрета.
3.44
4.1.1 В общем случае в состав ТЭУ, как показано на рисунке 1, входят следующие внутренние подсистемы:
- СПВ;
- СПО;
- СТ;
- СОУГ;
- СУЭМ;
- СКУ;
- БТЭ/МТЭ.
![]() Требования к СХВ приведены в ПНСТ 1015-2025.
б) минимальная мощность ТЭУ;
в) максимальный КПД ТЭУ и мощность, при которой он достигается;
г) КПД на номинальной мощности;
д) диапазон изменения напряжения с указанием максимального и минимального значений;
е) диапазон изменения силы тока с указанием максимального и минимального значений;
ж) время набора мощности;
и) время сброса мощности;
к) тип и состав теплоносителя СТ;
л) массовый расход водорода (в кг/ч или г/с) при работе на номинальной и минимальной мощности ТЭУ;
м) максимальное и минимальное рабочее давление водорода;
н) климатические условия эксплуатации;
п) назначенный срок службы (ресурс).
4.1.3 Типичные режимы работы должны соответствовать показанным на рисунке 2.
![]()
4.2.1 Все компоненты ТЭУ должны быть рассчитаны на массовый расход водорода, соответствующий номинальной мощности [см. 4.1.2, перечисление 1)].
4.2.2 Составные части ТЭУ могут быть смонтированы в кузове, в подвагонном пространстве и на крыше подвижного состава.
ТЭУ должна сохранять работоспособность и функционировать при максимально и минимально допустимых значениях температуры поверхности корпуса и температуры воздуха внутри ТЭУ, определяемых на этапе технического задания на подвижной состав. При монтаже на крыше необходимо учитывать влияние солнечного излучения согласно ГОСТ 15150.
4.3.1 Каждый из компонентов ТЭУ, относящихся к КСУ, должен иметь крепления для его подъема, если его масса превышает 20 кг.
4.3.2 Конструкция ТЭУ должна предусматривать технические решения для минимизации повторного втягивания теплого воздуха с выхода СТ на ее вход и минимизировать возможность смешивания газов между теплым воздухом, идущим от СТ, и входом подачи окислителя.
4.3.3 Конструкция ТЭУ должна предусматривать технические решения, препятствующие (минимизирующие) образование льда на элементах ТЭУ во время эксплуатации в зимний период в местах, где лед может оказать существенное влияние на ее работоспособность. Эффективность применения технических решений, являющихся элементами конструкции, подтверждается при подконтрольной эксплуатации.
4.3.4 Элементы конструкций ТЭУ, рассчитанные на взаимодействие с водородом, должны изготавливаться из материалов, устойчивых к водородному охрупчиванию и неподверженных ускоренному усталостному разрушению под воздействием водорода.
4.3.5 Конструкция ТЭУ должна обеспечивать безопасную и надежную эксплуатацию при совершении человеком возможной ошибки в процессе управления или обслуживания (ремонте), для этого рекомендуется при проектировании применять методы человеко-ориентированного проектирования по ГОСТ Р МЭК 62508.
4.4.1 Расположение ТЭУ на водородном подвижном составе и климатическое исполнение ТЭУ по ГОСТ 15150 должны быть установлены в технической документации на ТЭУ.
4.4.2 ТЭУ в целом и все ее компоненты должны быть работоспособны во всем диапазоне температур эксплуатации для климатического исполнения, установленного для данной ТЭУ, в соответствии с ГОСТ 15150-69 (пункт 2.8). Допускается ограничение времени функционирования и/или применение специальных мер для обеспечения функционирования в диапазонах температур от рабочих до предельных рабочих.
4.4.3 Условия эксплуатации электрооборудования ТЭУ должно соответствовать требованиям ГОСТ 33798.1-2016 (раздел 7).
4.4.4 Категория коррозионной активности атмосферы должна соответствовать ГОСТ 9.107-2023 (таблица 1).
4.4.5 Металлические корпуса и кожухи электрооборудования компонентов ТЭУ должны быть заземлены по ГОСТ 12.1.030.
4.4.6 Степень защиты от пыли и влаги указывается согласно ГОСТ 14254 и определяется требованиями к условиям эксплуатации подвижного состава.
4.4.7 Конструкция ТЭУ должна быть рассчитана на обеспечение надежной работы в условиях эксплуатации при воздействии механических факторов внешней среды в части вибрации и ударных нагрузок, определенных группой М25 по ГОСТ 30631-99 (подраздел 4.3, таблица 2). Узлы крепления ТЭУ к конструкциям подвижного состава должны быть рассчитаны на воздействие продольного ускорения не менее 5g.
4.5.1 Требования к системе подачи водорода
4.5.1.1 ТЭУ должна соответствовать характеристикам СХВ в части диапазона давления, температуры и расхода.
4.5.1.2 Узлы СПВ должны обеспечивать возможность соединения/разъединения без снятия каких-либо других компонентов.
4.5.1.3 СПВ должна выдерживать допустимое рабочее давление, которое превышает МРД минимум в 1,4 раза, без ее повреждений.
4.5.1.4 Должно быть установлено устройство сброса давления для предотвращения риска возникновения избыточного давления, превышающего допустимое рабочее давление, которое может возникнуть в СХВ. Это устройство сброса давления должно быть установлено либо на входе в ТЭУ, либо в СХВ за регулятором давления.
Если между СХВ и ТЭУ устанавливают запорный клапан, устройство сброса давления следует располагать между СХВ и запорным клапаном.
4.5.2 Требования к системе подачи окислителя
4.5.2.1 СПО должна выдерживать допустимое рабочее давление, которое превышает МРД минимум в 1,4 раза, без ее повреждений.
4.5.2.2 Для защиты СПО от пыли, песка и солей в окружающем воздухе должен быть установлен воздушный фильтр. Степень очистки определяется разработчиком ТЭУ.
4.5.3 Требования к системе терморегулирования
4.5.3.1 При наличии в СТ насосной установки в контуре СТ должно быть установлено устройство фильтрации для предотвращения риска повреждения оборудования СТ вследствие скопления частиц.
4.5.3.2 В контуре СТ БТЭ должны быть установлены деионизатор охлаждающей жидкости и датчик электропроводности.
4.5.3.3 Используемые металлические и неметаллические материалы СТ должны отвечать требованиям по коррозионной стойкости при контакте с теплоносителем при рабочей температуре. Кроме того, материалы, используемые в контурах БТЭ и электрооборудования, не должны при контакте с теплоносителем образовывать ионы, повышающие электропроводность теплоносителя - в частности, не допускается использование меди и медных сплавов.
4.5.3.4 СТ должна выдерживать превышение давления в 1,3 раза выше МРД при максимальной или минимальной рабочей температуре эксплуатации, в зависимости от того, какая из них более неблагоприятна (или в 1,5 раза выше МРД при температуре окружающей среды) согласно ГОСТ Р 56188.2-2023 (подраздел 5.6), кроме случаев, когда СТ рассчитана на предотвращение превышения давления.
4.5.3.5 В состав СТ должен входить расширительный бак, рассчитанный на тепловое расширение жидкости теплоносителя.
4.5.3.6 Расширительный бак должен располагаться в самой высокой точке контура охлаждения.
4.5.3.7 Каждый бак должен быть снабжен устройством сброса давления для защиты емкости в соответствии с допустимым рабочим давлением контура СТ.
4.5.3.8 Конструкция должна предусматривать заправку, слив жидкости из контура охлаждения и его развоздушивание (продувку) в максимально облегчающем обслуживание исполнении. Места, в которых могли бы образовываться воздушные карманы, должны быть конструктивно исключены расположением точек слива и развоздушивания.
4.5.3.9 Контуры терморегулирования БТЭ и вспомогательного оборудования ТЭУ должны быть раздельными.
4.5.4 Требования к системе отвода уходящих газов
4.5.4.1 Должна быть предусмотрена защита от льда и обмерзания в точках слива отработавшей воды и вывода отработанных газов во избежание блокировки и повреждений оборудования.
4.5.4.2 Технические условия, касающиеся выброса водорода, приведены в 8.5.
4.5.5 Требования к системе управления электроэнергией и мощностью
4.5.5.1 Конструкция СУЭМ не должна допускать образования конденсата.
4.5.5.2 Основные характеристики электропитания должны соответствовать требованиям ГОСТ Р МЭК 62928-2021 (подраздел 6.4).
4.5.5.3 Для проведения технического обслуживания ТЭУ автоматические выключатели, предохранители и переключатели должны быть расположены централизовано на доступной панели.
4.5.6 Требования к системе контроля и управления
4.5.6.1 СКУ должна включать порт связи для целей бортовой диагностики.
4.5.6.2 СКУ должна иметь функцию оперативной передачи информации от датчиков, приборов в другие системы управления и визуализации информации (в первую очередь в кабину подвижного состава). Подробный перечень данных, формат и протокол связи определяются на этапе разработки технического задания.
5.1 Требования к электромагнитной совместимости электрооборудования - по ГОСТ 33436.3-2.
5.2 Все электрические соединения ТЭУ следует проектировать так, чтобы исключать вероятность подачи обратной полярности (например, за счет защиты от ошибок, вызванных человеческим фактором: кодировки разъемов, маркировки и т.п.).
5.3 Оборудование следует проектировать в соответствии с ГОСТ 33322.
5.4 Все электрические соединения ТЭУ следует проектировать так, чтобы исключать возможность возникновения искры.
5.5 Должно быть установлено защитное отключающее устройство, способное отключить максимальный рабочий ток ТЭУ.
5.6 Коммутационное оборудование ТЭУ должно обеспечивать связь с другими микропроцессорными устройствами, установленными на водородном подвижном составе, для обеспечения управления и контроля работы ТЭУ.
5.7 Системные средства взаимодействия микропроцессорных устройств проектируют согласно сетевой модели OSI/ISO по ГОСТ Р ИСО/МЭК 7498-1 с учетом требований ГОСТ 34014.
5.8 Безопасность связи и целостность передаваемых данных должна обеспечиваться:
а) физическими средствами;
б) программным обеспечением.
- средняя наработка на отказ;
- средний параметр потока отказов;
- вероятность безотказной работы ТЭУ за рабочий цикл;
- среднее время до восстановления;
- назначенный срок службы или назначенный ресурс.
При необходимости может быть использована другая номенклатура показателей, обоснованная по ГОСТ 27.003 и установленная в технической документации ТЭУ.
Допускается указывать назначенный ресурс и назначенный срок службы, если решение о прекращении эксплуатации должно быть принято в зависимости от того, что наступит раньше.
6.2 Значения показателей по 6.1 должны быть указаны в технической документации ТЭУ.
6.3 Конструкция ТЭУ должна быть обслуживаемой и ремонтопригодной, при этом должен обеспечиваться принцип модульности с возможностью замены компонентов, вышедших из строя или подлежащих ремонту, на новые (отремонтированные).
6.4 Регламент технического обслуживания и ремонта ТЭУ должен быть установлен в технической документации ТЭУ. Периодичность обслуживания и ремонта ТЭУ должна быть кратной системе технического обслуживания и ремонта водородного тягового подвижного состава.
6.5 Соответствие компонентов ТЭУ требованиям надежности подтверждают расчетными или расчетно-экспериментальными методами по ГОСТ 27.301 и ГОСТ Р 27.301.
6.6 Критерии отказа и предельного состояния ТЭУ должны быть указаны в технической документации на нее.
6.7 Назначенный срок службы (назначенный ресурс) компонентов ТЭУ должен быть установлен в технической документации в часах работы (километрах пробега) водородного подвижного состава.
7.1 Применяемые для изготовления ТЭУ в целом материалы должны оказывать минимальное вредное воздействие на окружающую среду, предпочтительно использование материалов, пригодных для вторичной переработки по окончании срока службы ТЭУ.
Правила обращения с материалами при утилизации должны быть включены в техническую документацию ТЭУ, включая описание методов утилизации отходов.
7.2 Во время эксплуатации внутри ТЭУ должно быть исключено скопление водорода вследствие утечки.
7.3 Любое конструктивное решение, включающее электрические, электронные и/или программируемые электронные функции, должно пройти специальную количественную оценку риска и соответствовать требуемому уровню функциональной безопасности. Архитектуру программного обеспечения, связанного с безопасностью, проектируют и проверяют в соответствии с ГОСТ Р МЭК 62279.
7.4 Концентрация водорода вблизи ТЭУ (внешняя утечка) при нормальной эксплуатации не должна превышать в среднем 1% по объему, что соответствует 25% нижнего концентрационного предела распространения пламени.
7.5 Концентрация водорода в газовой смеси, выпускаемой СОУГ в окружающую среду, при нормальной эксплуатации не должна превышать в среднем 3% по объему в течение любого 3-секундного интервала и ни в какой момент времени не должна превышать 4%.
7.6 Отработанные газы, в которых может содержаться водород, не должны быть направлены к источникам искрения и/или поверхностям, температура которых превышает температуру самовоспламенения водорода.
7.7 Контроль загазованности отсека ТЭУ во время ее работы - непрерывно посредством устройств обнаружения наличия водорода в окружающей среде, способных передать значение концентрации водорода системе управления.
7.8 Защита от поражения электрическим током должна отвечать требованиям ГОСТ 33322.
7.9 В случае внешнего или внутреннего пожара в ТЭУ система защиты ТЭУ должна закрыть клапан подачи водорода или передать в СХВ команду на закрытие клапана подачи водорода, чтобы избежать возгорания водородного топлива.
7.10 Показатели пожарной опасности материалов, с которыми контактирует персонал, - по ГОСТ 12.1.044. Класс опасности материалов и вещества должен быть не ниже четвертого по ГОСТ 12.1.007. Меры предосторожности против риска поражения персонала электрическим током от оборудования при контакте - по ГОСТ 33322.
7.11 Перед проведением любых операций по техническому обслуживанию СПВ, МТЭ и СОУГ водород, находящийся внутри соответствующей системы ТЭУ, должен быть удален с помощью процесса продувки для исключения присутствия остатков водорода.
7.12 Должны быть предусмотрены средства для автоматического отключения ТЭУ или ее переход в безопасное состояние при отказах согласно ГОСТ Р 56188.3.100-2023 (подраздел 5.8).
7.13 Помещения (отсеки), в которых размещается ТЭУ или ее компоненты, должны быть классифицированы на предмет взрывоопасности. Классификация взрывоопасных зон должна отвечать требованиям ст. 19 [1]. При наличии взрывоопасных зон узлы электрического оборудования и установка в этой зоне должны соответствовать требованиям ГОСТ IEC 60079-14.
8.1 На визуально доступной части корпуса (отсека, контейнера) ТЭУ, при расположении в едином корпусе, должны быть размещены следующие знаки безопасности в соответствии с ГОСТ 12.4.026:
а) предупреждающий знак:
1) W08 - опасность поражения электрическим током;
б) запрещающий знак:
1) P02 - запрещается пользоваться открытым огнем и курить.
8.2 Внутри корпуса ТЭУ должны быть размещены следующие знаки безопасности в соответствии с ГОСТ 12.4.026:
а) предупреждающие знаки:
1) W08 - опасность поражения электрическим током;
б) запрещающий знак:
1) P02 - запрещается пользоваться открытым огнем и курить.
8.3 Каждое устройство, которое может быть использовано отдельно, должно быть оборудовано заводской табличкой с указанием приведенных ниже сведений:
- наименование изготовителя;
- обозначение изделия;
- наименование изделия;
- серийный номер (заводской);
- масса (сухая и в экипированном состоянии);
- для электротехнического оборудования - паспортные параметры электроэнергии на выходе, такие как номинальное напряжение, максимальный длительный ток и мощность на выходе ТЭУ;
- для газового оборудования - параметры используемого топлива, номинальное рабочее давление и минимальное/максимальное рабочее давление.
Расположение заводской таблички должно обеспечивать удобство ее осмотра и очистки в ходе технического обслуживания после окончательной установки ТЭУ по месту ее постоянной эксплуатации.
Маркировка должна оставаться видимой в течение всего срока службы, а табличка должна быть прочно закреплена на ТЭУ.
8.4 На каждом КСУ должна быть маркировка, содержащая следующую информацию:
- наименование изготовителя;
- обозначение изделия;
- наименование изделия;
- серийный номер (заводской);
- общая масса (если более 20 кг).
9.1 Перед транспортированием и/или хранением ТЭУ следует отсоединить от СХВ, а водород должен быть удален в соответствии с 8.11, а также должны быть выполнены операции согласно руководству по эксплуатации ТЭУ.
9.2 Компоненты ТЭУ должны:
а) иметь возможность безопасного перемещения и транспортирования и, при необходимости, обеспечиваться специальными средствами для перемещения с помощью кранов или аналогичного оборудования;
б) быть упакованным или сконструированным таким образом, чтобы их можно было безопасно и без повреждений хранить (например, иметь достаточную устойчивость, специальные опоры).
10.1 Наличие обозначения, размеров и показателей компонентов ТЭУ (см. 4.1.1, 4.1.2) в технической документации проверяют визуальным контролем в порядке выполнения ее анализа.
10.2 Испытание на перепад давления в МТЭ проводят в соответствии с ГОСТ Р 56188.2-2023 (подраздел 5.10).
10.3 Испытания на утечку водорода проводят в соответствии с ГОСТ Р 56188.2-2023 (подраздел 5.3).
10.4 Испытания СТ на допустимое рабочее давление проводят в соответствии с ГОСТ Р 56188.2-2023 (подраздел 5.6).
10.5 Испытание на безопасность проводят путем моделирования ситуации, чтобы гарантировать, что вся цепочка безопасности от обнаружения опасности до безопасного состояния полностью функционирует.
10.6 Испытание на внешнюю утечку (см. 7.4) проводят в соответствии с ГОСТ IEC 62282-4-101-2017 (подраздел 5.5).
10.7 Концентрация водорода в отработанных газах, измеряемая на выходе ТЭУ (см. 7.5), должна замеряться при различных режимах работы ТЭУ. Рабочую часть датчика водорода размещают на оси потока отработанных газов на расстоянии не более 100 мм от точки выпуска отработанных газов снаружи транспортного средства.
10.8 Испытания на виброустойчивость, вибропрочность, ударную прочность и воздействия одиночных ударов выполняют в соответствии с ГОСТ 33787.
Допускается испытание на удар и вибрацию согласно ГОСТ 33787 на уровне компонентов и численное моделирование, выполненное на уровне ТЭУ, в соответствии с ГОСТ 33787.
Если ТЭУ в период испытаний не будет работать, то магистраль подачи водорода должна быть отключена, чтобы избежать возможных утечек.
10.9 Испытания защиты компонентов ТЭУ и электрических соединительных устройств выполняют в соответствии с требованиями ГОСТ 14254.
10.10 Испытание на электромагнитную совместимость для ТЭУ номинальной мощностью до 50 кВт следует проводить отдельно, в соответствии с ГОСТ 33436.3-2 (при приемочных испытаниях первого опытного образца ТЭУ, периодических и типовых испытаниях ТЭУ).
Для ТЭУ номинальной мощностью свыше 50 кВт испытание следует проводить после установки ТЭУ на подвижной состав и в соответствии с ГОСТ 33436.3-1 (при приемочных испытаниях первого опытного образца и при периодических и типовых испытаниях подвижного состава).
10.11 Пример обработки полученных данных при проведении испытаний (см. 10.13, 10.14) представлен в приложении А.
10.12 Испытание на допустимое рабочее давление
10.12.2 Если устройство сброса давления от избыточного давления установлено на ТЭУ, критерии давления следует скорректировать так, чтобы избежать срабатывания устройства сброса давления во время испытания.
10.12.3 После воздействия давлением на компоненты СПВ не должно быть никаких утечек, признаков разрыва, трещин, деформации или других физических повреждений.
10.13.1 Перед испытанием ТЭУ должна проработать более 30 мин при номинальной мощности, указанной изготовителем. Если испытания на установившихся режимах работы проводятся непрерывно, то нет необходимости в том, чтобы ТЭУ работали на номинальной мощности, указанной изготовителем, более 30 мин между повторными испытаниями.
10.13.2 В установившемся режиме измеряют выходное напряжение и силу тока ТЭУ, входное напряжение и силу тока ТЭУ, температуру, давление и массовый расход водорода, температуру, давление и влажность окружающей среды, температуру и объем отработавшей воды. Во время испытания должны регистрироваться параметры подсистем ТЭУ, указанные в таблице 1. Допускается регистрировать дополнительные параметры в ходе испытаний, установленные в технической документации ТЭУ. Максимальный интервал опроса датчиков должен составлять 1 с.
Таблица 1
10.13.3 Испытания проводят при следующих значениях мощности:
- минимальная мощность (если применимо);
- номинальная мощность;
- максимальная мощность (если применимо);
- мощность, соответствующая максимальному КПД.
10.13.4 Испытания на каждой мощности проводят в течение 2 ч. Если допустимая продолжительность работы при максимальной мощности составляет менее 2 ч, то испытание следует проводить в течение времени, указанного изготовителем для максимальной мощности.
10.13.5 Если допустимая продолжительность работы при минимальной мощности составляет менее 2 ч, то испытание следует проводить при наименьшей мощности, при которой ТЭУ может стабильно работать в течение двух и более часов и установленной в технической документации ТЭУ.
10.13.6 В ходе испытания должны быть измерены температуры на доступных поверхностях, термочувствительных компонентов и материалов, а экстраполяция при максимальной температуре окружающей среды должна соответствовать ГОСТ IEC 62282-4-101-2017 (таблица 3).
10.14.1 Испытания проводят для следующих переходных режимов:
- переход из холодного состояния в рабочее состояние;
- переход из горячего состояния в рабочее состояние;
- набор мощности после холодного пуска;
- набор мощности после горячего пуска;
- сброс мощности;
- переход в режим ожидания и отключение ТЭУ.
10.14.2 В ходе испытания фиксируют параметры согласно 10.13.2. Скорость опроса датчиков - не более 100 мс.
10.14.3 Фиксируют время начала и завершения переходного режима.
10.15.1 Перед началом испытания ТЭУ должна быть в горячем состоянии.
10.15.2 Режим работы ТЭУ изменяют в соответствии с таблицей 2.
Таблица 2
10.15.3 В ходе испытания фиксируют параметры согласно 10.13.2.
10.15.4 Кривую поляризации представляют в виде зависимости выходного напряжения ТЭУ от силы тока.
10.16 Климатические испытания
10.16.1 Климатические испытания допускается проводить в натурных условиях, а также в климатической камере, которая воспроизводит условия окружающей среды в соответствии с требованиями испытания.
10.16.2 В начале испытания на воздействие низких температур ТЭУ должна находиться в холодном состоянии. Если МТЭ недостаточно увлажнен, то ТЭУ должна работать на номинальной мощности не менее 30 мин, после чего должна быть переведена в холодное состояние.
10.16.3 В начале испытания на воздействие высоких температур ТЭУ должна находиться в горячем состоянии.
10.16.4 В начале испытания ТЭУ находится в выключенном состоянии. После включения режимы ТЭУ меняют в соответствии с режимами, указанными в таблице 2, после чего ТЭУ должна работать на номинальной мощности не менее 1 ч.
10.16.5 В ходе испытания фиксируют параметры согласно 10.13.2.
10.17 Излучение акустического шума
10.17.1 Уровень шума, создаваемый ТЭУ, должен быть измерен во время испытания на соответствие кривой поляризации в соответствии с 10.15.
Дополнительный режим работы должен быть согласован между пользователем и изготовителем для измерения максимального значения уровня шума.
10.17.2 Испытание по замеру акустического шума следует проводить в соответствии с ГОСТ Р ИСО 3744 и ГОСТ Р ИСО 3746.
10.17.3 Для измерения уровня звуковой мощности по интенсивности звука проводят испытание в соответствии с ГОСТ 30457.
(справочное)
А.1 Обработка результатов испытаний на установившемся режиме
А.1.1 Мощность на выходе
Среднюю мощность на выходе
, (А.1)где Iвых - сила тока на выходе ТЭУ в период испытаний, А;
Uвых - напряжение на выходе ТЭУ в период испытаний, кВ;
Nвых - мощность на выходе в период испытаний, кВт;
Eвых - энергия на выходе в период испытаний, кДж.
А.1.2 Мощность на входе
Общую мощность на входе ТЭУ
, (А.2)где Nвх - мощность, потребляемая от каждого источника питания в период испытаний, кВт;
Eвх - потребляемая энергия каждого источника питания в период испытаний, кДж;
для постоянного тока Nвх = Iвх·Uвх;
для переменного однофазного тока
;для переменного трехфазного тока
,где Iвх - входная сила тока для каждого источника питания в период испытаний, А;
Uвх - входное напряжение для каждого источника питания в период испытаний, кВ;
А.1.3 Полезная мощность и мощность собственных нужд
Вычисленная полезная мощность определяется как мощность на выходе минус мощность на входе, при условии, что мощность на входе и мощность на выходе находятся в одном и том же положении в цепи. Среднюю полезную мощность ТЭУ
, (А.3)где
Методы коррекции полезной мощности для различных конфигураций электрической системы должны соответствовать приложению Б.
Потребление собственных нужд необходимо для поддержания работы ТЭУ и требуется во время запуска и выключения. Среднюю полную мощность
, (А.4)где IБТЭ - сила тока БТЭ для каждого БТЭ в период испытаний, А;
UБТЭ - напряжение БТЭ для каждого БТЭ в период испытаний, кВ.
Потребление собственных нужд
, (А.5)где Nп - средняя полная мощность, кВт;
А.1.4 Потребление водорода и электрический КПД
Потребление водорода QH, кг, определяют по формуле
, (А.6)где qСМР - суммарный массовый расход топлива за время испытания, кг;
qМР - массовый расход топлива в условиях испытания, кг/с.
Электрический КПД ТЭУ
, (А.7)где
QH - потребление водорода, кг;
А.1.5 Отработавшая вода
После установки устройства для сбора отработавшей воды запускают ТЭУ. Измеряют следующие параметры:
- общее количество отработавшей воды (необходимо фиксировать продолжительность работы), г;
- температуру отработавшей воды, °C;
- кислотность среды, pH.
А.1.6 Колебания выходного напряжения
Если ТЭУ не оснащена силовым преобразователем, колебание выходного напряжения SU, %, вычисляют по формуле
, (А.8)где Umax - максимальное выходное напряжение для ТЭУ при заданной выходной мощности в установившемся режиме, В;
Umin - минимальное выходное напряжение для ТЭУ при заданной выходной мощности в установившемся режиме, В.
А.2 Обработка результатов испытаний в переходном режиме
А.2.1 Запуск и переход в режим работы
На рисунке А.1 представлен пример испытания на время запуска и перехода в режим работы.
Время запуска
, (А.9)где tз.з1 - время завершения запуска, с;
tн.з - время начала запуска, с.
Время перехода в рабочее состояние
, (А.10)где tз.р1 - время завершения перехода в рабочее состояние, с.
tн.р - время перехода в рабочее состояние, с;
![]() tз.з1-х - время завершения запуска для холодного пуска;
tз.з1-г - время завершения запуска для горячего пуска;
tз.р1-х - время завершения перехода в режим работы
для холодного пуска; tз.р1-г - время завершения
перехода в рабочее состояние для горячего пуска;
tн.р - время начала перехода в рабочее состояние
и перехода в режим работы
Примечания
1 Время начала запуска - время, когда подается сигнал запуска.
2 Завершение времени запуска - время, когда ТЭУ переходят в режим ожидания.
3 Время начало перехода в рабочее состояние - время, когда подается сигнал нагрузки.
4 Время завершения перехода в рабочее состояние - время, когда ТЭУ переходят в рабочее состояние.
Энергию топлива, потребляемую во время запуска и перехода в рабочее состояние, рассчитывают с помощью расхода водорода, измеренного в течение времени запуска и перехода в рабочее состояние. Энергию топлива, потребляемую во время запуска, Hз, кДж, рассчитывают по формуле
, (А.11)где
QH-з - расход водорода, измеренный в течение запуска, кг.
Энергию топлива, потребляемую во время перехода в рабочее состояние, Hр, кДж, рассчитывают по формуле
, (А.12)где
QH-р - расход водорода, измеренный в течение перехода в рабочее состояние, кг.
Подводимую энергию, потребляемую во время запуска, Eз, кДж, рассчитывают по формуле
, (А.13)где Eвх-з.з1 - подводимая энергия от каждого источника питания на время tз.з1, кДж;
Eвх-н.з - подводимая энергия от каждого источника питания на время tн.з, кДж;
tн.з - время начала запуска, с;
tз.з1 - время завершения запуска, с;
Nвх - мощность, потребляемая от каждого источника питания в период запуска, кВт.
Подводимую энергию, потребляемую во время перехода в рабочее состояние, Eр, кДж, рассчитывают по формуле
, (А.14)где Eвх-з.р1 - подводимая энергия от каждого источника питания на время tз.р1, кДж;
Eвх-н.р - подводимая энергия от каждого источника питания на время tн.р, кДж;
tн.р - время начала перехода в рабочее состояние, с;
tз.р1 - время завершения перехода в рабочее состояние, с;
Nвх - мощность, потребляемая от каждого источника питания в период перехода в рабочее состояние, кВт.
А.2.2 Набор мощности
Пример испытания на время набора мощности представлен на рисунке А.2.
![]() tн.н1-х - время начала набора мощности для холодного пуска;
tн.н1-г - время начала набора мощности для горячего пуска;
tз.н-х - время завершения набора мощности для холодного
пуска; tз.н-г - время завершения набора мощности для
горячего пуска;
Примечания
1 Начало набора мощности - время, когда достигается мощность в режиме ожидания.
2 Завершение набора мощности - время, когда достигается номинальная мощность.
Время набора мощности
, (А.15)где tз.н - время завершения набора мощности, с;
tн.н1 - время начала набора мощности, с.
Энергию топлива, потребляемую во время набора мощности, рассчитывают с помощью расхода водорода, измеренного в течение времени запуска и перехода в рабочее состояние. Энергию топлива, потребляемую во время набора мощности Hн, кДж, рассчитывают по формуле
, (А.16)где
QH-н - расход водорода, измеренный в течение набора мощности, кг.
Подводимую энергию, потребляемую во время набора мощности, Eн, кДж рассчитывают по формуле
, (А.17)где Eвх-з.н - подводимая энергия от каждого источника питания на время tз.н, кДж;
Eвх-н.н1 - подводимая энергия от каждого источника питания на время tн.н1, кДж;
tн.н1 - время начала набора мощности, с;
tз.н - время завершения набора мощности, с;
Nвх - мощность, потребляемая от каждого источника питания в период набора мощности, кВт.
А.2.3 Сброс мощности, переход в режим ожидания и отключение
Пример испытания на время сброса мощности, перехода в режим ожидания и выключения представлен на рисунке А.3.
![]() мощности; tз.с2 - время завершения сброса мощности;
tн.о2 - время начала перехода в режим ожидания и выключения;
tз.о2 - время завершения перехода в режим ожидания;
перехода в режим ожидания и выключения
Примечания
1 Время начала сброса мощности - время, когда подается сигнал на сброс нагрузки.
2 Время завершения сброса мощности - время, когда достигается минимальная мощность.
3 Время начала перехода в режим ожидания и выключения - время, когда ТЭУ выходит из рабочего состояния.
4 Время завершения перехода в режим ожидания - время, когда ТЭУ переходит в режим ожидания.
5 Время завершения отключения - время, когда ТЭУ переходит в выключенное состояние.
Время сброса мощности
, (А.18)где tз.с2 - время завершения сброса мощности, с;
tн.с - время начала сброса мощности, с.
Время перехода в режим ожидания
, (А.19)где tн.о2 - время начала перехода в режим ожидания и выключения, с;
tз.о2 - время завершения перехода в режим ожидания, с.
Время выключения
, (А.20)где tз.в - время завершения выключения, с;
tн.о2 - время начала перехода в режим ожидания и выключения, с.
Энергию топлива, потребляемую во время сброса мощности, перехода в режим ожидания и выключения, рассчитывают на основе измеренного интегрального расхода водорода, измеренного в течение времени сброса мощности, перехода в режим ожидания и выключения. Энергию топлива, потребляемую во время сброса мощности, Hс, кДж, рассчитывают по формуле
, (А.21)где
QH-с - расход водорода, измеренный в течение сброса мощности, кг.
Энергию топлива, потребляемую во время перехода в режим ожидания, Hо, кДж, рассчитывают по формуле
, (А.22)где
QH-о - расход водорода, измеренный в течение перехода в режим ожидания, кг.
Энергию топлива, потребляемую во время выключения, Hв, кДж, рассчитывают по формуле
, (А.23)где
QH-в - расход водорода, измеренный в течение выключения, кг.
Подводимую энергию, потребляемую во время сброса мощности, Eс, кДж рассчитывают по формуле
, (А.24)где Eвх-з.с2 - подводимая энергия от каждого источника питания на время tз.с2, кДж;
Eвх-нс - подводимая энергия от каждого источника питания на время tн.с, кДж;
tн.с - время начала сброса мощности, с;
tз.с2 - время завершения сброса мощности, с;
Nвх - мощность, потребляемая от каждого источника питания в период сброса мощности, кВт.
Подводимую энергию, потребляемую во время перехода в режим ожидания, Eо, кДж, рассчитывают по формуле
, (А.25)где Eвх-з.о2 - подводимая энергия от каждого источника питания на время tз.о2, кДж;
Eвх-н.о2 - подводимая энергия от каждого источника питания на время tн.о2, кДж;
tн.о2 - время начала перехода в режим ожидания и выключения, с;
tз.о2 - время завершения перехода в режим ожидания, с;
Nвх - мощность, потребляемая от каждого источника питания в период перехода в режим ожидания, кВт.
Подводимую энергию, потребляемую во время выключения, Eв, кДж, рассчитывают по формуле
, (А.26)где Eвх-з.в - подводимая энергия от каждого источника питания на время tз.в, кДж;
Eвх-н.о2 - подводимая энергия от каждого источника питания на время tн.о2, кДж;
tн.о2 - время начала перехода в режим ожидания и выключения, с;
tз.в - время завершения выключения, с;
Nвх - мощность, потребляемая от каждого источника питания в период набора мощности, кВт.
(справочное)
Б.1 Общие положения
Метод коррекции полезной мощности применяют для расчета КПД. Цель заключается в корректировке полезной мощности в зависимости от конфигурации электрической системы. Полезная мощность представляет собой разницу между мощностью на выходе и мощностью на входе, при условии, что выходная и входная мощности находятся в одном и том же месте цепи. Формула расчета полезной мощности и параметры должны быть включены в протокол испытаний.
Б.2 ТЭУ без силового преобразователя
Б.2.1 Конфигурация электрической системы 1
Если конфигурация электрической системы ТЭУ соответствует рисунку Б.1, то средняя полезная мощность ТЭУ
где
![]() без силового преобразователя
Б.2.2 Конфигурация электрической системы 2
Если конфигурация электрической системы ТЭУ соответствует рисунку Б.2, то средняя полезная мощность ТЭУ
где
где
![]() без силового преобразователя
Значение КПД силового преобразователя принимают согласно документации его разработчика (изготовителя) или определяют согласно ГОСТ 33323.
Допускается при проектировании (расчете) принимать условное значение КПД с последующим подтверждением.
Б.2.3 Конфигурация электрической системы 3
Если конфигурация электрической системы ТЭУ соответствует рисунку Б.3, то средняя полезная мощность ТЭУ
![]() без силового преобразователя
Скорректированную среднюю мощность на входе
Значение КПД силового преобразователя принимают согласно документации его разработчика (изготовителя) или определяют согласно ГОСТ 33323.
Допускается при проектировании (расчете) принимать условное значение КПД с последующим подтверждением.
Б.2.4 Конфигурация электрической системы 4
Если конфигурация электрической системы ТЭУ соответствует рисунку Б.4, то средняя полезная мощность ТЭУ
![]() без силового преобразователя
Скорректированную среднюю мощность на входе
, (Б.4)где
Значение КПД силового преобразователя принимают согласно документации его разработчика (изготовителя) или определяют согласно ГОСТ 33323.
Допускается при проектировании (расчете) принимать условное значение КПД с последующим подтверждением.
Б.3 ТЭУ с силовым преобразователем
Б.3.1 Конфигурация электрической системы 1
Если конфигурация электрической системы ТЭУ соответствует рисунку Б.5, то средняя полезная мощность ТЭУ
![]() с силовым преобразователем
Б.3.2 Конфигурация электрической системы 2
Если конфигурация электрической системы ТЭУ соответствует рисунку Б.6, то средняя полезная мощность ТЭУ
![]() с силовым преобразователем
Вернуться в "Каталог нормативных документов"
Источник информации: https://internet-law.ru/documents/prod/pnst_predvaritelnyj-nacionalnyj-standart/1/pnst_95458.html
На правах рекламы:
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||