GB T 21413.3-2008 轨道交通.机车车辆电气设备.第3部分 电工器件.直流断路器规则.pdf

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1、前言1 2 3 4 5 5. 1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7 5.8 6 6.1 6.2 7 8 8. 1 8.2 9 9.1 9.2 9.3 9.4 GB/T 21413.3 2008/IEC 60077-3 :2001 目次. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 范围. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 范性引用文件. . . . . .

2、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 术语和定义. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 分类. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 特性. . . . . . .

3、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 特性列表. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 断路器类型. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 主电路. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 值和极限值工作频度. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 电气控电路和气动控制回路. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 电气和气动助电路. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 过电流脱扣器

6、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 峰值电弧电压. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 产品信息. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 件文件. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 标志. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 通常使用条件. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8、 . . . . . 结构和性能要求. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 结构要求. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 性能要求. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

9、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 试验. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 试验类型. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

10、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 验证结构要求的试验. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 验证性能要求的型式试验. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 验证性能要求的例

11、行试验. . . 附录A(规范性附录)检验接通和分断能力的试验电路. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 附录B(资料性附录短路接与分断能力的验证. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 皿1 1 2 4 5 5 5 5 6 6 6 6 6 6 6 7 7 7 7 7 8 8 9 9 13 14 15 I G/T 21413.3 2008/IEC 60077-3:2001 铁路应用机车车辆电气设备第3部分:电工器件直流断路器规则1 范围在GB/T21413. 2 2

12、008一般要求的基础之上，本部分规定了断路器、与直流主电路和/或辅助电路相连接的主接触器的使用规则。根据IEC60850: 2000，这些电路的标称电压不超过直流3000V D 本部分与GB/T21413. 2一2008一起作了下列规定za) 断路器特性。b) 断路器应满足:在正常条件下的工作性能;在短路条件下的工作性能;介电特性。c) 用于验证器件在使用条件下符合特性的试验项目及试验方法。d) 断路器上应标识或给出的信息。注12本部分所提到的断路器装有能在不包括过电流的预定条件(例如欠压、反向电流等情况下自动分断的装置，但本部分没有提供该条件下的工作验证方法。注22现在通常将电子器件与组件归

13、属于电工器件.本部分并不适用于电子设备，但不能因为电工器件中装有电子器件而将其排除在本部分之外。断路器的电子组件应遵照相关的电子标准(lEC60571)。注32经用户与制造商协商后，某些规则可适用于铁路机车车辆之外的机车车辆(如矿山机车、有轨电车上的电工器件.在这种情况下，应增加附加要求。本部分没有规定以下内容za) 为获得特定功能的电工器件的多重连接zb) 遵循GBjT14048.2 2001的工业用断路器zc) 遵循IEC61992-2:2001的地面装置用直流断路器。对于b)和c)，为了达到满意的工作性能，本部分仅规定在机车车辆上的特殊要求。为此，应有专门的文件来规定工业或地面装置用断路

14、器应满足的附加要求，如z适用于哪一种工况(例如控制电压、环境条件等); 不需要承受特定机车车辆使用条件的安装和使用z进行附加试验以验证这些器件能够满足机车车辆使用条件。2 规范性引用文件下列文件中的条款通过GBjT21413的本部分的引用而成为本部分的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单不包括勘误的内容或修订版均不适用于本部分，然而，鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本部分。GBjT 4208 外壳防护等级(lP代码)(GB4208 1993 , eqv IEC 60529:1989) GB 14048.2 2001

15、 低压开关设备及控制设备低压断路器(idtIEC 60947-2:1989) GBjT 21413. 1 2008 铁路应用机车车辆电气设备第1部分z一般使用条件和通用规则GB/T 21413.3 2008/IEC 60077-3: 200 1 3.2.2 防跳机构anti-pumping device 在闭合断开动作之后，只要引起闭合动作的部件一直保持在闭合位置上，就能防止再次闭合的一种装置。注z断开动作可以是断开命令或是脱扣动作。3.2.3 机壳enclosure 定程度抗外界污染和防止接近带电部分及可移动部分的部件。该外壳也可使断路器的相邻部件不受断路器(例如飞弧的影响。3.2.4 整体

16、机壳integral enclosure 组成完整断路器的外壳。3.3 操作特性3.3. 1 限流断路器current-limiting circuit-breaker 分断时间短得足以使短路电流达到其峰值前分断的断路器。3.3.2 自由脱扣断路器trip-free circuit-breaker 当断开动作(例如跳闸在闭合动作开始之后发生，即使闭合命令持续，断路器的主触头仍会返回开或是保持断开的位置。注=为确保断路器正确分断可能产生的电流，触头应迅速达到闭合位置.3.3.3 电流整定值current setting 过电流脱扣器工作特性参考的和脱扣器设定的主电路电流值。注2可以有多个电流整定

17、值。3.3.4 电流整定值范围current-setting range 过电流脱扣器的电流整定值可以调整的最大值和最小值之间的范围。3.3.5 脱扣动作tripping operation 从脱扣器开始的断路器的断开动作。3.4 分断特性注:本条定义的部分术语用在附录B的例子中。3.4. 1 断开时间opening time 从断开操作开始瞬间起到所有极的灭弧触头分断瞬间止的时间间隔。注2除过电流外，对于所有的断开命令来说，断开操作开始瞬间是由制造商规定的。3.4.2 过电流断开时间over-current opening time 在主电路电流达到过电流脱扣器的电流整定值瞬间与灭弧触头断开

18、瞬间之间的时间间隔。3.4.3 预期电流prospective current 断路器被阻抗可以忽略不计的导体所代替时，电路中过的电流值。3 GB/T 21413.3 2008/IEC 60077-3 :2001 5 特性按工作频度分为C1、C2或C30其工作频度特性见5.40 按设计类型分为z 开启式结构; 封闭式结构。按外壳防护等级分类(见GB4208)。5. 1 特性到如果可行的话，器件特性应在以下内容中给出z断路器类型(见5.2); 主电路的额定值和极限值(见5.3); 工作频度(见5.4); 电气控制电路和气动控制回路(见5.5); 电气和气动辅助电路(见5.的;过电流脱扣器(见5.

19、7) ; 峰值电弧电压(见5.的。5.2 断路器类型应指明以下内容z器件种类如空气断路器、混合断路器、双向或单向断路器); 设计类型(见第4章); 外壳防护等级(见第4章); 工作特性(如限流断路器、自由脱扣断路器).5.3 主电路额定值和极限值5.3. 1 总则额定值应由制造商规定，但不必验证列出的所有额定值。5.3.2 额定电压断路器的额定电压如下z作电压(U.)(见GB/T21413. 1 2008中5.1. 2) ; 注z某些类型的断路器可以有几个额定工作电压或一个额定工作电压范围。额定绝缘电压(U;)(见GB/T21413. 1 2008中5.1.3);注2当断路器没有规定额定绝缘电

20、压时，额定绝缘电压被认为等于最大额定工作电压.定冲击耐受电压(Uimp)(见GB/T21413. 1 2008中5.1.5)。5.3.3 额定电流断路器的额定电流如下z时间常数T2(见5.3. 4)时的额定工作电流(I.)(见GB/T21413. 1 2008中5.3. 1) ; 注z某种类型的断路器可以有几个额定工作电流或一个额定工作电流范围。约定发热电流(I由)(见GB/T21413. 2 2008中5.3.3);额定短时耐受电流(Icw)(见GB/T21413. 1 2008中5.3. 2)。5.3.4 额定时间常数断路器的时间常数取决于变电所、电网和负载的电气特性。制造商应用表1中给出

21、的4个时间常数来确定在5.3.5中规定的短路分断与接通能力。如有需要，时间常数可由制造商与用户协商决定。5 GB/T 21413.3 2008/IEC 60077-3: 2001 GB/T 21413. 2一2008的6.1适用于本条，并作如下补充=如果可行，间接过电流脱扣器和/或欠压脱扣器(或失压脱扣器)的控制电路的额定工作电压及其额定频率z过电流脱扣器的电流整定值或电流整定值范围;断开时间-电流特性，分断时间-电流特性;电流特性;Pt特性。6.2 标志数据和标识见GB/T21413.2 2008的6.2。7 通常使用条件见GB/T21413. 1 2008的第7章。8 结构和性能要求8.

22、1 结构要求应符合GB/T21413.2 2008中8.1的规定。8.2 性能要求8.2. 1 工作条件应符合GB/T21413.2 2008中8.2.1的规定。8.2.2 温升应符合GB/T21413.2 2008中8.2.2的规定。8.2.3 闲置后使用应符合GB/T21413. 1 2008中8.2.3的规定。8.2.4 电磁兼容性(EMC)应符合GB/T21413. 1 2008中8.2.4的规定。8.2.5 应符合GB/T21413. 1 2008中8.2.5的规定。8.2.6 介电特性应符合GB/T21413. 1 2008中8.2.6的规定。8.2.7 开关过电压应符合GB/T2

23、1413. 1 2008中8.2.7的规定，并附加以下要求，即对于额定绝缘电压为660Vu 4800 V的直流断路器，开关时产生的峰值电弧电压不应大于3Uio8.2.8 工作性在9.3.3.4规定的试验条件下，断路器应能满足表2的规定(与工作频度有关)。每个工作用期包括一个闭合操作及随后的断开操作(不带电流周期)，或者接通操作及随后的分断操作(带电流周期)。每个程序包括执行表2第3栏规定次数的不带电流工作周期，随后再执行表2第4栏规定的带电流工作周期。为了获得表2第5栏、第6栏中规定的工作用期总数，每个程序应重复一定次数，次数由表2第2栏规定。7 GB/T 21413.3 2008/IEC 6

24、0077-3 :2001 足GB/T21413. 1 2008中8.1规路器特性的一致性。9.2.2 型式试验型式试验的结构要求验证包括z物理特性z检查断路器是否满足图样要求例如尺寸、材料、电气危险性、保护性接地等); 电气间隙与爬电距离(见GB/T21413. 1 2008的9.3. 3.2. 1和9.3. 3. 2. 4) ; 端子与连接容量(按9.3. 3. 6的规定，作为性能要求的一部分进行试验)。9.2.3 例行例行试验的结构要求验证包括z目检(制造装配与图样之间的一致性); 电阻测量。应按GB/T21413. 1 2008中9.2.3的要求进行试验。主电路与控制电路的测值应记录在例

25、行试验报告中。9.3 验证性能要求的型式9.3. 1 试验程序按表3所示程序分组进行型式试验。对每一个程序应按所列次序进行试验。每个试验程序都可采用新样本。型式试验之前，应对I 一般工作特性E 额定短路接通与例行试验(见9.1. 3)。表3性能要求试验程序表工作温升介电性工作性介电强度温升脱扣操作验证试验在时间常数T2时短路条件下接通与分断能力在时间常数瓦时短路条件下接通与分断能力在时间常数2时短路条件下接通与分断能力力!在最小时间常数旦时短路条件下接通与分断能力介电强度验证温升验证脱扣操作条款9. 3. 3 9.3.4 9 GB/T 21413.3 2008/IEC 60077-3: 200

26、 1 9.3.3. 1 工作限按GB/T21413.2 2008中9.3. 3. 1的要求进行试验。9. 3. 3. 2 温升在约定发热电流下，按GB/T21413. 2一2008中9.3.3.2的要求进行试验。9.3.3.3 介电性按GB/T21413. 2 2008中9.3. 3. 3的要求进行试验。9.3.3. 4 工作性能该试验采用与工作频度相应的程序来验证是否满足8.2.8的要求。接通和分断操作应在额定工作电流和额定工作电压下进行，时间常数为T2(15 ms)，采用附录A所示的试验电路。在表2所列的程序之间，允许按维护说明书(见GB/T21413. 1 2008的6.3)规定进行检测

27、和维护工作。在这些工作中，替换部件仅限于主电路中的触头(或其他承受电弧的部分。注z表2中的每个单独程序包括带电流操作与不带电流操作。一个程序结束时，在按9.3.3.5、9.3.3.6和9.3.3.7要求进行验证前，不允许进行维护工作。9.3.3.5 介电强度验证按9.3.3.4的要求进行试验之后，断路器应能承受9.3. 3. 3要求的介电性能试验，但试验电压值至75%。9.3.3.6 温升验证按9.3.3.5进行验证之后，应按9.3. 3. 2要求对主电路进行温升验证。试验结束时，温升值不超过GB/T21413. 2 2008中8.2.2规定的值，也不应超过按9.3. 3. 2 的结果20Ko

28、 9.3.3.7 脱扣仅当断路器装有嵌入式脱扣器时才进行该试验。按9.3.3.6验证后，应检查脱扣器的电流整定值。每个整定值不应与前一次在例行试验中的测定值有超过10%的差异。9.3.4 试验程序ll:额定短路接通与分断能力该程序包括表3中列出的试验和验证。9.3.4. 1 一般试A中给出试验电路的原理图。9. 3. 4. 1. 1 试验电路校准的一般校准试验回路时，首先用可忽略阻扰的导线连接受试断路器的端子，连线应尽可能短。在额定的工作电压下，调节电阻R和电感X的值，获取在不同额定短路时间常数(见5.3. 4规定下的断路器的额定短路通断能力(见5.3. 5. 1和5.3. 5. 2)。注2采

29、用空心电感可以避免电感的饱和。校准试验的下一步是测量这些值，并检查其是否在表4所列的误差允许范围内。9. 3. 4. 1. 2 通断试验的一脱扣器设置到最高值。断路器的所有部分通常连接到车体，包括外壳或隔板，如附录A所示的电路所有部分连接到一点并与地b部。上述连接中应包括一个可熔断的元件F，用来检测故障电流，推荐值为10A。通过接一电阻RL可以限制可熔断元件上可能的故障电流。注=此外，还可以测量故障电流.9. 3. 4. 1. 3 试验的一般测定在试验中11 G/T 21413.3 2008/IEC 60077-3: 200 1 9.3.5.5 介电强度在9.3.5.4试验之后，断路器应能承受

30、9.3.3.3的介电性能试验，但试验电压值降至75%。9.3.6 试验程序N:I脂界电流测定本试验根据5.4只对C2、C3这两类断路器进行。本试验进行条件=试验电压等于额定工作电压z电流范围从额定工作电流到0;按照5.3.4设定的时间常数T2，采用附录A所示电路。注2试验能为制造商提供随电流开断而变化的燃弧时间曲线。9.3.7 试验程序V:气候条件当要求进行该试验时，应按照GB/T21413. 2一2008中9.3. 6的要求进行。9.3.8 试验程序VI:其他试验该程序可包括如下补充性试验=电磁兼容性;声。这些试验应根据制造商与用户之间协商的试验规范进行。9.4 验证性能要求的例行试验9.4

31、. 1 下列例行试验应对每一个断路器进行z机械操作(见9.4.2);脱扣器校准(见9.4.3);介电强度(见9.4.4);气密性，如果可行(见9.4.5)。测定值应记录在例行试验报告中。9.4.2 机槌操作按GB/T21413.2一2008中9.4.2要求进行。9.4.3 脱扣器校准应检查引起断路器脱扣操作的电流，此电流是在任何标识的电流值范围内使用的一稳态电流，允差为士10%。注12以上土10%的误差包括除整定误差之外的士5%的校准标记公差。注2z稳态电流的上升速度小于200A/s. 9.4.4 介电强度按GB/T21413. 1 2008中9.3. 3. 3要求进行试验。9.4.5 气密性

32、(气动断路器)按GB/T21413.1 2008中9.3.4.2要求进行试验。13 GB/T 21413.3 2008/IEC 60077-3: 200 1 子例图波圳际B录仁程附时过录性阔断料刊分AA附资性与流流(盹通电电酣攒下的的时时短酣川MV川队.断含为为在母压压过字电电准咯5555于于叶.，流流压压等等路J值电电.，.，电电.，.，。. 力力电B定流值断流数作压弧间间间中能皑了及整电峰分电常工电电时时时3配酌出J流断期期断间定复值开弧断且接分给RJ电分预预截时额恢峰断燃分与路路录1一一一一一一一一一一一一2短短附B一一一一-L一一一一一-B本图AAAAATV川叽vnhhh图电流-_ -

33、A2 时间电压T Vo 图B.1 电路校准预期峰值接通电流15 户OONdEhhoo时间OON|的.的ZFNH筒。国华人民共和国家标准铁路应用机车车辆电气设备3部分z电工器件亘流断路GB/T 21413. 3 2008/IEC 60077-3: 2001 中* 中国标准出版社出版发行北京复兴门外三里河北街16号邮政编码:100045网址电话:6852394668517548 中国标准出版社秦皇岛印刷厂印刷各地新华书店经销导印张1.5字数37千字2008年4月第一次印刷1/16 版开本880X1230 2008年4月如有印装差错由本社发行中心调换版权专有侵权必究举报电话:(010)68533533* 书号:155066 1-31142 GB/T 21413.3-2008