GBT 21413.3-2023 軌道交通 機(jī)車(chē)車(chē)輛電氣設(shè)備 第3部分：電工器件 直流斷路器規(guī)則

軌道交通機(jī)車(chē)車(chē)輛電氣設(shè)備第3部分：電工器件直流斷路器規(guī)則國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局發(fā)布國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì) I 2規(guī)范性引用文件 3術(shù)語(yǔ)和定義 23.1器件 23.2電器部件 23.3操作特性 33.4分?jǐn)嗵匦?44分類(lèi) 55特性 65.1特性列表 65.2斷路器類(lèi)型 65.3主電路額定值和極限值 65.4工作頻度 75.5電氣控制電路和氣動(dòng)控制回路 75.6電氣輔助電路和氣動(dòng)輔助回路 75.7過(guò)電流脫扣器 75.8峰值電弧電壓 6產(chǎn)品信息 87通常使用條件 88結(jié)構(gòu)和性能要求 88.1結(jié)構(gòu)要求 88.2功能要求 88.3性能要求 8 9.1檢驗(yàn)分類(lèi) 9.2結(jié)構(gòu)要求驗(yàn)證 9.3性能要求驗(yàn)證的型式檢驗(yàn) 9.4性能要求驗(yàn)證的出廠檢驗(yàn) 附錄A(資料性)短路接通和分?jǐn)嗄芰︱?yàn)證 附錄B(規(guī)范性)接通和分?jǐn)嗄芰υ囼?yàn)電路 參考文獻(xiàn) 20I本文件是GB/T21413《軌道交通機(jī)車(chē)車(chē)輛電氣設(shè)備》的第3部分。GB/T21413已經(jīng)發(fā)布了以本文件代替GB/T21413.3—2008《鐵路應(yīng)用機(jī)車(chē)車(chē)輛電氣設(shè)備第3部分：電工器件直流斷a)更改了術(shù)語(yǔ)和定義(見(jiàn)第3章，2008年版的第3章);b)更改了分類(lèi)(見(jiàn)第4章，2008年版的第4章);c)更改了主電路額定值和極限值的總則(見(jiàn)5.3.1,2008年版的5.3.1);d)更改了額定電壓的符號(hào)(見(jiàn)5.3.2,2008年版的5.3.2);e)更改了額定電流的規(guī)定(見(jiàn)5.3.3,2008年版的5.3.3);f)更改了額定短路接通和分?jǐn)嗄芰?見(jiàn)5.3.5g)更改了產(chǎn)品信息(見(jiàn)第6章，2008年版的第6章);h)增加了功能要求(見(jiàn)8.2);j)更改了工作性能要求(見(jiàn)8.3.10,2008年版的8.2.8);m)更改了短路條件下的接通與分?jǐn)嗄芰σ?見(jiàn)8.3.12,2008年版的8.2.10);o)更改了結(jié)構(gòu)要求驗(yàn)證的出廠檢驗(yàn)項(xiàng)目(見(jiàn)9.2.3,2008年版的9.2.3);q)更改了短路條件下的試驗(yàn)允差(見(jiàn)表4,2008年版的表4);u)更改了沖擊和振動(dòng)試驗(yàn)方法(見(jiàn)9.3.5,2008年版的9.3.5);v)更改了臨界電流測(cè)定的試驗(yàn)方法Ⅱ——用規(guī)范性引用的GB/T4208替換了IEC60529(見(jiàn)第4章),兩個(gè)文件之間的一致性程度為等——增加了振動(dòng)試驗(yàn)的試驗(yàn)量級(jí)及被試設(shè)備安裝方法未知時(shí)的試驗(yàn)要求(見(jiàn)9.3.5.——?jiǎng)h除了第1章中部分注的內(nèi)容；——?jiǎng)h除了第4章關(guān)于斷路器分類(lèi)的說(shuō)明性描述；——增加了表3中技術(shù)要求對(duì)應(yīng)的條款；Ⅲ——第2部分；電工器件通用規(guī)則。目的在于使第1部分所規(guī)定的一般條件適用于機(jī)車(chē)車(chē)輛上——第3部分：電工器件直流斷路器規(guī)則。目的在于規(guī)范電工器件中的直流斷路器的基本特性 ——第5部分：電工器件高壓熔斷器規(guī)則。目的在于規(guī)范電工器件中的高壓熔斷器的基本特性1軌道交通機(jī)車(chē)車(chē)輛電氣設(shè)備第3部分：電工器件直流斷路器規(guī)則在GB/T21413.2—2021通用規(guī)則的基礎(chǔ)上，本文件規(guī)定了主觸頭連接到直流主電路和/或輔助電路的斷路器的使用規(guī)則。電路的標(biāo)稱(chēng)電壓不超過(guò)IEC60850規(guī)定的DC3000V。本文件適用于機(jī)車(chē)車(chē)輛上的直流斷路器。本文件與GB/T21413.2—2021一起給出了以下內(nèi)容?！獢嗦菲魈匦裕獢嗦菲鲬?yīng)滿(mǎn)足：●在正常條件下的工作性能；●在短路條件下的工作性能；——用于驗(yàn)證器件在使用條件下符合特性的試驗(yàn)項(xiàng)目及試驗(yàn)方法?！獢嗦菲魃蠎?yīng)標(biāo)識(shí)或給出的信息。本文件沒(méi)有規(guī)定以下內(nèi)容：a)為獲得特定功能的電工器件的多重連接；b)符合GB/T14048.2的工業(yè)用斷路器；c)符合GB/T25890.2的地面裝置用直流斷路器。對(duì)于b)和c),為了達(dá)到滿(mǎn)意的工作性能，本文件僅規(guī)定在機(jī)車(chē)車(chē)輛上的特殊要求。為此，將由特定的文件來(lái)規(guī)定工業(yè)或地面裝置用斷路器需要滿(mǎn)足的附加要求，如：——適用工況(如控制電壓、環(huán)境條件等);——不需要承受特定機(jī)車(chē)車(chē)輛使用條件的安裝和使用；——為證明器件能承受機(jī)車(chē)車(chē)輛工況而進(jìn)行的附加試驗(yàn)。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過(guò)文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于GB/T4208外殼防護(hù)等級(jí)(IP代碼)(GB/T4208—2017,IEC60529:2013,IDT)GB/T21413.1—2018軌道交通機(jī)車(chē)車(chē)輛電氣設(shè)備第1部分：一般使用條件和通用規(guī)則GB/T21413.2—2021軌道交通機(jī)車(chē)車(chē)輛電氣設(shè)備第2部分：電工器件通用規(guī)則2GB/T21563—2018軌道交通機(jī)車(chē)車(chē)輛設(shè)備沖擊和振動(dòng)試驗(yàn)(IEC61373:2010,MOD)3術(shù)語(yǔ)和定義GB/T21413.1—2018和GB/T21413.2—2021界定的以及下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。3.1器件僅在主電路一個(gè)規(guī)定的電流方向有分?jǐn)嗵匦缘臄嗦菲鳌ｋp向斷路器bi-directionalcircuit-breaker在主電路電流的兩方向有相同的分?jǐn)嗵匦缘臄嗦菲?。觸頭在自由空氣中斷開(kāi)和閉合的斷路器。觸頭在高真空的殼內(nèi)斷開(kāi)和閉合的斷路器。半導(dǎo)體斷路器semiconductorcircuit-breaker依靠半導(dǎo)體的可控導(dǎo)電性來(lái)接通和分?jǐn)嚯娐冯娏鞯臄嗦菲鳌в杏糜陂_(kāi)關(guān)的半導(dǎo)體和用于隔離的機(jī)械觸頭的斷路器。3.2電器部件<斷路器>用來(lái)釋放保持機(jī)構(gòu)并使斷路器得以斷開(kāi)或閉合的一種器件。過(guò)電流脫扣器overcurrentrelease當(dāng)脫扣器中的電流超過(guò)預(yù)定值時(shí)，引起開(kāi)關(guān)電器有延時(shí)或無(wú)延時(shí)動(dòng)作的脫扣器。3直接過(guò)電流脫扣器directover-currentrelease由機(jī)械開(kāi)關(guān)電器主電路中的電流直接通電激勵(lì)的過(guò)電流脫扣器。間接過(guò)電流脫扣器indirectover-currentrelease<foracircuit-breaker><斷路器>由開(kāi)關(guān)電器主電路電流通過(guò)電流傳感器或分流器激勵(lì)的過(guò)電流脫扣器。防跳機(jī)構(gòu)anti-pumpingdevice在閉合-斷開(kāi)操作之后，只要觸發(fā)閉合的機(jī)構(gòu)保持在閉合位置上，能防止再閉合的機(jī)構(gòu)。<組裝件>能提供一個(gè)規(guī)定的防護(hù)等級(jí)來(lái)防止一定的外部影響和防止接近和觸及帶電部分及運(yùn)動(dòng)部分的部件。構(gòu)成斷路器一部分的外殼。分?jǐn)鄷r(shí)間短得足以阻止短路電流達(dá)到其預(yù)期峰值的斷路器。在閉合操作開(kāi)始后，即使閉合指令仍保持，只要斷開(kāi)(脫扣)操作開(kāi)始進(jìn)行，其動(dòng)觸頭就能返回到并保持在斷開(kāi)位置的斷路器。電流整定值currentsetti<過(guò)電流脫扣器>脫扣器所調(diào)整到的動(dòng)作電流值，并按此值確定了脫扣器的操作條件。45滅的瞬間止的時(shí)間間隔。[來(lái)源：GB/T2900.18—2008,6.2.2,有修改]從斷路器的斷開(kāi)時(shí)間開(kāi)始時(shí)起，到燃弧時(shí)間結(jié)束時(shí)的時(shí)間間隔。焦耳積分jouleintegralI2t<斷路器》在分?jǐn)噙^(guò)程中，在分?jǐn)鄷r(shí)間內(nèi)斷路器電流平方的積t?——斷開(kāi)開(kāi)始時(shí)間；t?——燃弧結(jié)束時(shí)間。I2t特性I2tcharacteristic<斷路器>在規(guī)定的工作條件下，如脫扣器電流整定值、試驗(yàn)電路的時(shí)間常數(shù)等，作為預(yù)期峰值電流函數(shù)的I2t曲線。在規(guī)定動(dòng)作條件下，如脫扣器電流整定值、試驗(yàn)電路的時(shí)間常數(shù)等，表示分?jǐn)鄷r(shí)間為預(yù)期峰值電流<斷路器>在規(guī)定動(dòng)作條件下，如脫扣器電流整定值、試驗(yàn)電路的時(shí)間常數(shù)等，給出以截?cái)嚯娏鳛轭A(yù)期峰值電流函數(shù)的曲線。[來(lái)源：GB/T2900.18—2008,6.初始電流上升率initialcurrentrateofrise電流在初始階段的上升速率。[來(lái)源：IEC61992-1:2006/AMD1:204分類(lèi)斷路器分類(lèi)如下：——按工作頻度分為C1、C2、C3,其工作頻度特性見(jiàn)5.4;——按設(shè)計(jì)類(lèi)型分為：6——按GB/T4208規(guī)定的外殼防護(hù)等級(jí)劃分。5特性5.1特性列表斷路器的適用特性應(yīng)予以說(shuō)明，包括下列項(xiàng)點(diǎn)：——斷路器類(lèi)型(見(jiàn)5.2);——主電路額定值和極限值(見(jiàn)5.3);——工作頻度(見(jiàn)5.4);——電氣控制電路和氣動(dòng)控制回路(見(jiàn)5.5);——電氣輔助電路和氣動(dòng)輔助回路(見(jiàn)5.6);——過(guò)電流脫扣器(見(jiàn)5.7);——峰值電弧電壓(見(jiàn)5.8)。5.2斷路器類(lèi)型應(yīng)規(guī)定以下內(nèi)容：——器件種類(lèi)(如空氣斷路器、真空斷路器、混合斷路器、雙向——設(shè)計(jì)類(lèi)型(見(jiàn)第4章);——外殼防護(hù)等級(jí)(見(jiàn)第4章);——工作特性(如限流斷路器、自由脫扣斷路器)。5.3主電路額定值和極限值應(yīng)至少明確斷路器的以下額定值。斷路器按GB/T21413.1—2018中6.2給出的以下電壓額定規(guī)定：——額定工作電壓(U,);——額定絕緣電壓(Uxm);——額定沖擊電壓(Ux);—-工頻試驗(yàn)電壓(U,)。斷路器按GB/T21413.2—2018中6.4.1和GB/T21413.1—2021中6.3.3給出的以下電流額定——額定時(shí)間常數(shù)r?(見(jiàn)5.3.4)時(shí)的額定工作電流(I,);——約定自由空氣發(fā)熱電流(Ia);——約定封閉發(fā)熱電流(Im)。7制造商應(yīng)用表1中給出的4個(gè)時(shí)間常數(shù)確定5.3.5中規(guī)定的短路接通和分?jǐn)嗄芰?。時(shí)間常數(shù)r?(最小)/ms000時(shí)間常數(shù)rz/ms時(shí)間常數(shù)r?/ms時(shí)間常數(shù)r/ms注：時(shí)間常數(shù)為0ms,即試驗(yàn)負(fù)載為純電阻，沒(méi)有人為增加任何電——C1:輕型(如僅當(dāng)檢測(cè)到有短路時(shí)斷路器才分?jǐn)?;——C2;中型(如除C1所規(guī)定的情況外，在過(guò)電壓和過(guò)電流等條件下超過(guò)預(yù)設(shè)極限值時(shí)產(chǎn)生指令工作頻度用于描述表2給出的工作性能。電氣控制電路和氣動(dòng)控制回路特性見(jiàn)GB/T21413.2—2021的6.6和6.7。電氣輔助電路和氣動(dòng)輔助回路特性見(jiàn)GB/T21413.2—2021的6.9和6.10。8——間接過(guò)電流脫扣器和/或欠壓脫扣器(或失壓脫扣器)的控制電路額定工作電壓及其額定頻率——過(guò)電流脫扣器的電流整定值或電流整定值范圍(含直接過(guò)電流脫扣器和間接 應(yīng)符合GB/T21413.1—2018中第8章的規(guī)定。型式檢驗(yàn)時(shí)，脫扣操作驗(yàn)證的整定值與出廠檢驗(yàn)中測(cè)定值的偏差不應(yīng)超過(guò)10在額定工作電壓下，電流范圍從額定工作電流到0A,分?jǐn)噙^(guò)程均不應(yīng)出現(xiàn)燃弧不斷的現(xiàn)象。臨界9每個(gè)工作周期應(yīng)包括一個(gè)閉合操作及隨后的斷開(kāi)操作(不帶電流周期),或者接通操作及隨后的分每個(gè)序列包括執(zhí)行表2第3欄規(guī)定次數(shù)的不帶電流工作周期，隨后再執(zhí)行表2第4欄規(guī)定的帶電每個(gè)序列應(yīng)重復(fù)表2第2欄規(guī)定的次數(shù)，工作周期總數(shù)見(jiàn)表2第5欄、第6欄的規(guī)定?！總€(gè)周期中帶電流和不帶電流的工作周期的比例按表2的規(guī)定；——帶電流和不帶電流的工作周期總數(shù)見(jiàn)表2中第5欄和第6欄的規(guī)定。——額定工作電流大于2000A時(shí)，每小時(shí)15周期，最長(zhǎng)導(dǎo)通時(shí)間2s。124注：在每個(gè)工作周期，斷路器保持閉合狀態(tài)足夠長(zhǎng)時(shí)間，確保電流完全形——4個(gè)時(shí)間常數(shù)為5.3.4規(guī)定的值?！獙?duì)每個(gè)時(shí)間常數(shù)操作順序?yàn)镺—t?—CO—在驗(yàn)證9.3和9.4規(guī)定的性能要求之前，應(yīng)驗(yàn)證斷路器是否滿(mǎn)足GB/T21413.1—2018中9.1規(guī)定按表3所示試驗(yàn)序列分組進(jìn)行型式檢驗(yàn)。對(duì)每一個(gè)序列應(yīng)按表3所列順序進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)序列檢驗(yàn)項(xiàng)目I一般工作特性(9.3.3)電路電阻測(cè)量力(9.3.4)電路電阻測(cè)量時(shí)間常數(shù)r?時(shí)短路條件下接通和分?jǐn)嗄軙r(shí)間常數(shù)r?時(shí)短路條件下接通和分?jǐn)嗄軙r(shí)間常數(shù)r,時(shí)短路條件下接通和分?jǐn)嗄軘嗄芰υ囼?yàn)試驗(yàn)序列檢驗(yàn)項(xiàng)目Ⅲ耐沖擊和振動(dòng)能力(9.3.5)臨界電流測(cè)定環(huán)境試驗(yàn)(干熱、濕熱、低溫等)7電磁兼容性試驗(yàn)’僅針對(duì)含有電子器件的斷路器試驗(yàn)允差應(yīng)符合表4的規(guī)定。電流：±5%電壓：±5%注1:時(shí)間常數(shù)t;見(jiàn)表1的注。本序列應(yīng)包括表3中列出的試驗(yàn)和驗(yàn)證。氣動(dòng)裝置的氣密性試驗(yàn)應(yīng)按GB/T21413.1—2018的10.3.4.2進(jìn)行。試驗(yàn)應(yīng)在所有溫度條件下進(jìn)行，至少在最低和最高環(huán)境溫度下進(jìn)行。低溫試驗(yàn)時(shí)通以最小氣壓，其他溫度試驗(yàn)通以最大氣壓。按GB/T21413.2—2021中10.3.3.在約定自由空氣發(fā)熱電流下，按GB/T21413.2—2021中10.3.3.4進(jìn)行。介電性能試驗(yàn)前宜測(cè)量絕緣電阻。用至少500V等級(jí)兆歐表測(cè)量，高壓導(dǎo)電部分和地間、斷開(kāi)觸點(diǎn)間的絕緣電阻均不應(yīng)低于100MΩ。該試驗(yàn)采用與工作頻度相應(yīng)的序列驗(yàn)證斷路器是否滿(mǎn)足8.3.10的要求。按附錄B規(guī)定的試驗(yàn)電路，在額定工作電流、額定工作電壓、時(shí)間常數(shù)為r?(15ms)的條件下進(jìn)行接通和分?jǐn)嗖僮?。在?所列的序列之間，可按維護(hù)說(shuō)明(見(jiàn)GB/T21413.1—2018的7.3)規(guī)定進(jìn)行檢測(cè)和維護(hù)操作。如需替換部件，僅限于替換主電路中的觸頭(和其他承受電弧的部分)。按9.3.3.6的要求進(jìn)行試驗(yàn)之后，按9.3.3.5要求再次進(jìn)行介電性能試驗(yàn)，試驗(yàn)電壓值降至75%。按9.3.3.7進(jìn)行驗(yàn)證之后，應(yīng)按GB/T21413.2—2021中10.3.3.3進(jìn)行電路電阻測(cè)量。僅當(dāng)主電路(未經(jīng)維護(hù))的電阻值，超過(guò)之前按GB/T21413.2—2021中10.3.3.3測(cè)量值的50%時(shí)，才需按9.3.3.4進(jìn)行溫升驗(yàn)證。為了使電阻值低于該值，可進(jìn)行少數(shù)幾次空載操作。如需進(jìn)行溫升驗(yàn)證，則觸頭的溫升限值和溫度限值可超出GB/T21413.2—2021表2中10K。溫升的測(cè)量點(diǎn)符合GB/T21413.1—2018中10.3.2.2的規(guī)定。僅當(dāng)斷路器裝有嵌入式脫扣器時(shí)才進(jìn)行該試驗(yàn)。按9.3.3.8進(jìn)行驗(yàn)證后，應(yīng)按9.4.4檢查脫扣器的電流整定值。9.3.4試驗(yàn)序列Ⅱ:額定短路接通和分?jǐn)嗄芰υ撔蛄邪ū?中列出的試驗(yàn)和驗(yàn)證。按GB/T21413.2—2021中10.測(cè)試電路校準(zhǔn)的di/dt值應(yīng)記錄在測(cè)試報(bào)告中。