GBT 21413.4-2023 軌道交通 機(jī)車車輛電氣設(shè)備 第4部分：電工器件 交流斷路器規(guī)則

軌道交通機(jī)車車輛電氣設(shè)備第4部分：電工器件交流斷路器規(guī)則國家市場監(jiān)督管理總局發(fā)布國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)前言 I 2規(guī)范性引用文件 3術(shù)語和定義 23.1器件 3.2電器部件 33.3操作特性 43.4接通和分?jǐn)嗵匦?4縮略語 65分類 66特性 66.1特性列表 66.2斷路器類型 66.3主電路額定值和極限值 66.4工作頻度 96.5電氣控制電路和氣動(dòng)控制回路 96.6電氣輔助電路和氣動(dòng)輔助回路 96.7過電流脫扣器 96.8恢復(fù)電壓 7產(chǎn)品信息 98通常使用條件 99結(jié)構(gòu)和性能要求 9.1結(jié)構(gòu)要求 9.2功能要求 9.3性能要求 10.1檢驗(yàn)分類 10.2結(jié)構(gòu)要求驗(yàn)證 10.3性能要求驗(yàn)證的型式檢驗(yàn) 10.4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)嚯娏骷爸绷鞣至堪俜种档臏y定 附錄B(資料性)檢驗(yàn)接通和分?jǐn)嗄芰Φ脑囼?yàn)電路 參考文獻(xiàn) I本文件是GB/T21413《軌道交通機(jī)車車輛電氣設(shè)備》的第4部分。GB/T21413已經(jīng)發(fā)布了以本文件代替GB/T21413.4—2008《鐵路應(yīng)用機(jī)車車輛電氣設(shè)備第4部分：電工器件交流斷a)更改了術(shù)語和定義(見第3章，2008年版的第3章);b)更改了斷路器的分類(見第5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6.3.1,2008年版的5.3.1);d)更改了額定電壓的符號(見6.3.2,2008年版的f)更改了短路特性(見6.3.6,2008年版的5.3.6);g)更改了過電流脫扣器的特性(見6.7,2008年版的5.7);h)更改了產(chǎn)品信息(見第7章，2008年版的第6章);i)增加了功能要求(見9.2);k)刪除了噪聲要求(見2008年版的8.2.5、表3);1)更改了工作性能要求(見9.3.8,2008年版的8.2.8);n)更改了性能要求驗(yàn)證的型式檢驗(yàn)序列和項(xiàng)目(見10.3.1,2008年版的9.3.1);q)更改了試驗(yàn)序列Ⅱ中主電路電阻測量方法、短路條件下的接通和分?jǐn)嗄芰υ囼?yàn)(見1s)刪除了瞬態(tài)恢復(fù)電壓試驗(yàn)(見2008年版的9.3.6);t)更改了氣候條件試驗(yàn)方法(見10.3.6,2008年版的9.3.7);u)更改了其他試驗(yàn)的內(nèi)容(見10.3.7,2008年版的9.3.8);Ⅱ——第4章對應(yīng)IEC60077-4:2019中的3.5,后續(xù)章節(jié)依次調(diào)整；——第5章對應(yīng)IEC60077-4:2019中的第4章，后續(xù)章節(jié)依次調(diào)整；——用規(guī)范性引用的GB/T1985替換了IEC62271-102(見第4章),兩個(gè)文件之間的一致性程度——用規(guī)范性引用的GB/T4208替換了IEC60529(見第5章),兩個(gè)文件之間的一致性程度為等4中為可選項(xiàng)，且在我國的實(shí)際應(yīng)用中，斷路器工作時(shí)的背景噪聲遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于斷路器本身的——?jiǎng)h除了第1章中部分注的內(nèi)容；——增加了表3中技術(shù)要求對應(yīng)的條款；Ⅲ機(jī)車車輛電氣設(shè)備是機(jī)車車輛的重要組成部分，其功能和性能直接影響到整——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)車車輛上的——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要 ——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)車車輛電氣設(shè)備第4部分：電工器件交流斷路器規(guī)則在GB/T21413.2—2021通用規(guī)則的基礎(chǔ)之上，本文件規(guī)定了主觸頭連接到交流架空接觸網(wǎng)的交流斷路器的使用規(guī)則，電路的標(biāo)稱電壓符合IEC60850的要求。本文件適用于機(jī)車車輛上的交流斷路器。本文件與GB/T21413.2—2021一起給出了以下內(nèi)容。——斷路器特性。——斷路器應(yīng)滿足：●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。——斷路器上應(yīng)標(biāo)識或給出的信息。本文件僅規(guī)定了保證交流斷路器在機(jī)車車輛上正常工作的特殊要求。本文件不適用于工業(yè)用斷路器，工業(yè)用斷路器的相關(guān)要求在IEC622——適用工況(如控制電壓、環(huán)境條件等);——不需要承受特定機(jī)車車輛使用條件的安裝和使用；——為證明器件能承受機(jī)車車輛工況而進(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/T1985高壓交流隔離開關(guān)和接地開關(guān)(GB/T1985—2014,IEC62271-102:2001+A1:GB/T4208外殼防護(hù)等級(IP代碼)(GB/T4208—2017,IEC60529:2013,IDT)GB/T11022—2020高壓交流開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)的共同技術(shù)要求(IEC62271-1:2017,GB/T16927.1—2011高電壓試驗(yàn)技術(shù)第1部分：一般定義及試驗(yàn)要求(IEC60060-1:2010,2GB/T21413.1—2018軌道交通機(jī)車車輛電氣設(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)車車輛電氣設(shè)備第2部分：電工器件通用規(guī)則GB/T21563軌道交通機(jī)車車輛設(shè)備沖擊和振動(dòng)試驗(yàn)(GB/T21563—2018,IEC61373:IEC62271-100:2021高壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備第100部分：高壓交流斷路器(High-voltageswitchgearandcontrolgear—Par3術(shù)語和定義GB/T21413.1—2018和GB/T21413.2—2021界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1器件觸頭在油中分?jǐn)嗷蜷]合的斷路器。觸頭在高真空的殼內(nèi)斷開和閉合的斷路器。氣吹斷路器air-blastcircuit-b觸頭在高速氣流中滅弧的斷路器。觸頭在特殊氣體(不包括正常大氣壓或壓縮空氣)中斷開和閉合的斷路器。3半導(dǎo)體斷路器semi-conductor依靠半導(dǎo)體的可控導(dǎo)電性來接通和分?jǐn)嚯娐冯娏鞯臄嗦菲?。[來源：GB/T2900.36—2021,811-3.2電器部件<斷路器>用來釋放保持機(jī)構(gòu)并使斷路器得以斷開或閉合的一種器件。當(dāng)脫扣器中的電流超過預(yù)定值時(shí)，引起開關(guān)電器有延時(shí)或無延時(shí)動(dòng)作的脫扣器。定延時(shí)過電流脫扣器definitetime-delayover-currentrelease經(jīng)過一個(gè)確定的延時(shí)才動(dòng)作的過電流脫扣器，延時(shí)的長短有時(shí)是可調(diào)的，但與過電流的值無關(guān)。直接過電流脫扣器directover-currentrelease直接由斷路器主電路電流激勵(lì)的過電流脫扣器。間接過電流脫扣器indirectover-currentrelease<斷路器>由開關(guān)電器主電路電流通過電流傳感器或分流器激勵(lì)的過電流脫扣器。防跳機(jī)構(gòu)anti-pumpingdevice在閉合-斷開操作之后，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)。<組裝件的>能提供一個(gè)規(guī)定的防護(hù)等級來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)4構(gòu)成斷路器一部分的外殼。在閉合操作開始后，即使閉合指令仍保持，只要斷開(脫扣)操作開始進(jìn)行，其動(dòng)觸頭就能返回到并保持在斷開位置的斷路器。<過電流脫扣器>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。電流整定值范圍currentsettingrange<過電流脫扣器>可調(diào)整的過電流脫扣器電流整定值的最大值與最小值之間的范圍。從脫扣器開始的斷路器的斷開動(dòng)作。3.4接通和分?jǐn)嗵匦?lt;機(jī)械開關(guān)電器>從斷開操作開始瞬間起到所有極的弧觸頭都分開瞬間為止的時(shí)間間隔。<開關(guān)電器或熔斷器電路>當(dāng)開關(guān)電器或熔斷器的每一極被一個(gè)阻抗可以忽略不計(jì)的導(dǎo)體所代替預(yù)期對稱電流prospectivesymmetricalcurrent<交流電路>在電流起始后，沒有瞬態(tài)現(xiàn)象的起始時(shí)刻的預(yù)期電流。5在分?jǐn)噙^程中，產(chǎn)生電弧的瞬間流過斷路器的電流。分?jǐn)嗄芰reakingcapacity在規(guī)定的使用和性能條件下，斷路器在規(guī)定電壓下能分?jǐn)嗟念A(yù)期分?jǐn)嚯娏髦?。接通能力makingcapacity在規(guī)定的使用和性能條件下，開關(guān)電器在規(guī)定電壓下能接通的預(yù)期接通電流值。短路接通能力short-circuitmakingcapacity在規(guī)定條件下，包括斷路器接線端短路在內(nèi)的接通能力。在規(guī)定條件下，包括斷路器接線端短路在內(nèi)的分?jǐn)嗄芰ΑＴ谝?guī)定的使用和性能條件下，電路或在閉合位置上的斷路器在規(guī)定的短時(shí)間內(nèi)所能承載的電流。在規(guī)定的使用和性能條件下，電路或在閉合位置上的斷路器所能承受的電流峰值。分?jǐn)嚯娏骱?，于斷路器一個(gè)極或熔斷器的兩接線端子間出現(xiàn)的電壓。瞬態(tài)恢復(fù)電壓transitrecoveryvoltage在具有顯著瞬態(tài)特征的時(shí)間內(nèi)的恢復(fù)電壓。預(yù)期瞬態(tài)恢復(fù)電壓prospectivetransitrecoveryvoltage由理想的開關(guān)器件分?jǐn)囝A(yù)期對稱電流后的暫態(tài)恢復(fù)電壓。6RRRV:恢復(fù)電壓上升率(RateofRiseofRecoveryVoltage)TRV:瞬態(tài)恢復(fù)電壓(TransientRecoveryVoltage)——設(shè)計(jì)類型(見第5章);——外殼防護(hù)等級(見第5章);7斷路器的額定電壓如下：——額定工作電壓(U,)(見GB/T21413.1—2018中6.2.2);——額定絕緣電壓(Uxm)(見GB/T21413.1—2018中6.2.3);——額定沖擊電壓(Ux)(見GB/T21413.1—2018中6.2.5);——工頻試驗(yàn)電壓(U)(見GB/T21413.1—2018中6.2.4)。斷路器的額定電流如下：——額定功率因數(shù)T?(見6.3.5)時(shí)的額定工作電流(I,)(見GB/T21413.1—2018中6.4.1);——約定自由空氣發(fā)熱電流(Im)(見GB/T21413.2—2021中6.3.3);——直流約定自由空氣發(fā)熱電流(Impe);——約定密閉發(fā)熱電流(Im)(見GB/T21413.2—2021中6.3.3);——額定短時(shí)耐受電流(I)(見GB/T21413.2—2021中6.3.3);——額定峰值耐受電流(Ip);斷路器的額定工作頻率(f.)是對應(yīng)于額定工作電壓的頻率(見GB/T21413.1—2018中6.5)。6.3.5額定功率因數(shù)額定功率因數(shù)用來表征如下性能：——短路條件下其值為0.1(T?);——正常使用條件下其值為0.8(T?)。短路時(shí)的額定功率因數(shù)取決于變電所、連接機(jī)車車輛和負(fù)載的接觸網(wǎng)的電氣特性。如有需要，其他的功率因數(shù)值可根據(jù)斷路器實(shí)際工況確定。6.3.6.1額定峰值耐受電流額定峰值耐受電流(I,)是在規(guī)定的使用和性能條件下，開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備在合閘位置能承載的額定短時(shí)耐受電流第一個(gè)大半波的電流峰值。額定峰值耐受電流是通過額定短時(shí)耐受電流的方均根值乘以峰值因數(shù)得到。這個(gè)峰值因數(shù)是電網(wǎng)直流時(shí)間常數(shù)和額定頻率的函數(shù)。峰值因數(shù)的首選值是2.5倍。斷路器的額定短路接通能力是對應(yīng)于額定工作電壓的接通電流的峰值(I),斷路器應(yīng)滿足10.3.48斷路器應(yīng)能分?jǐn)囝~定短路分?jǐn)嚯娏骷耙韵碌亩搪冯娏?，TRV的標(biāo)準(zhǔn)值見表1。電壓u'12或12.5181111·見GB/T1402的定義。額定短路持續(xù)時(shí)間的標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)為1s。9工作頻度用來描述表2中所規(guī)定的性能?！狢1:輕型(如僅當(dāng)檢測到有短路時(shí)斷路器才分?jǐn)?;電氣控制電路和氣動(dòng)控制回路特性見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GB/T21413.2—2021的6.9和6.10。應(yīng)符合GB/T21413.1—2018中第8章的規(guī)定。應(yīng)符合GB/T21413.2—2021中9.1的規(guī)定。應(yīng)符合GB/T21413.2—2021中9.2.1的規(guī)定。應(yīng)符合GB/T21413.2—2021中9.2.2的規(guī)定。應(yīng)符合GB/T21413.1—2018中9.2.3的規(guī)定。應(yīng)符合GB/T21413.1—2018中9.2.4的規(guī)定。應(yīng)符合GB/T21413.1—2018中9.2.6的規(guī)定。應(yīng)符合GB/T21413.1—2018中9.2.7的規(guī)定。應(yīng)符合GB/T21413.1—2018中9.2.8的規(guī)定。每個(gè)工作周期應(yīng)包括一個(gè)閉合操作及隨后的斷開操作(不帶電流周期),或者接通操作及隨后的分工作周期的總數(shù)應(yīng)包括按表2第2欄的規(guī)定執(zhí)行的不帶電流工作周期數(shù)，及隨后按表2第3欄的表2工作性能0注：在每個(gè)工作周期內(nèi)，斷路器保持閉合狀態(tài)足夠長時(shí)間，確保電流完全形成，但時(shí)間不超過2s。一般情況下，t?與t?均為180型式檢驗(yàn)時(shí)，脫扣操作驗(yàn)證的整定值與出廠檢驗(yàn)中測定值在驗(yàn)證10.3和10.4規(guī)定的性能要求之前，應(yīng)驗(yàn)證斷路器是否滿足GB/T21413.1—2018中9.1規(guī)——電阻測量。應(yīng)按GB/T21413.1—2018中10.2.3進(jìn)行試驗(yàn)。主電路與控制電路及環(huán)境溫度的按表3所示試驗(yàn)序列分組進(jìn)行型式檢驗(yàn)。對每一個(gè)序列應(yīng)按表3所列順序進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)允差見表4。表3性能要求試驗(yàn)序列表試驗(yàn)序列檢驗(yàn)項(xiàng)目I一般工作特性(10.3.3)Ⅱ額定短路接通與分?jǐn)嗄芰?10.3.4)Ⅲ耐沖擊和振動(dòng)能力(10.3.5)IV氣候條件8電磁兼容性試驗(yàn)"表4試驗(yàn)允差電流：!“%電流：±5%電壓：±5%10.3.3試驗(yàn)序列I:一般工作特性本序列應(yīng)包括表3中列出的試驗(yàn)和驗(yàn)證。按GB/T21413.2—2021中10.3.3.2進(jìn)行試驗(yàn)。氣動(dòng)裝置的氣密性試驗(yàn)應(yīng)按GB/T21413.1—2018中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)通以最低氣壓，其他溫度試驗(yàn)通以最高氣壓。按GB/T21413.2—2021中10.3.3.3進(jìn)行。在約定自由空氣發(fā)熱電流下，按GB/T21413.2—2021氣發(fā)熱電流。按GB/T21413.2—2021中10.3.3.5進(jìn)行。介電性能試驗(yàn)前宜測量絕緣電阻。用至少1000V等級兆歐表測量，高壓導(dǎo)電部分和地間、斷開觸點(diǎn)間的絕緣電阻均不應(yīng)低于100MΩ。該試驗(yàn)用于驗(yàn)證是否滿足9.3.8的要求。在額定工作電流、額定工作電壓、功率因數(shù)為0.8的條件下進(jìn)行接通和分?jǐn)嗖僮?，具體試驗(yàn)電路圖見附錄B。在10.3.3.6的試驗(yàn)之后，按10.4.5再次進(jìn)行介電性能試驗(yàn)，試驗(yàn)電壓值降至75%。按10.3.3.7進(jìn)行驗(yàn)證之后，應(yīng)按GB/T21413.2—2021中10.3.3.3進(jìn)行主電路電阻測量。僅當(dāng)主電路(未經(jīng)維護(hù))的電阻值超過之前按GB/T21413.2—2021中10.3.3.3測量值的50%時(shí)，才需按10.3.3.4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。溫升的測量點(diǎn)見GB/T21413.1—2018的10.3.2.2。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10.3.3.8進(jìn)行驗(yàn)證后，應(yīng)按10.4.3測量脫扣器的電流整定值。10.3.4試驗(yàn)序列Ⅱ:額定短路接通和分?jǐn)嗄芰υ撔蛄袘?yīng)包括表3中列出的試驗(yàn)和驗(yàn)證。按GB/T21413.2—2021中10.3.3.3進(jìn)行。試驗(yàn)電路圖見附錄B。按GB/T11022—2020的7.6進(jìn)行，并使用標(biāo)準(zhǔn)的額定短路持續(xù)時(shí)間值。對于規(guī)定的所有試驗(yàn)周期，按IEC62271-100:2021中7.107進(jìn)行，試驗(yàn)項(xiàng)點(diǎn)應(yīng)包括T10、T30、T60、T100s和T