GBT 21413.3-2023 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

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国家市场监督管理总局发布国家标准化管理委员会 I 2规范性引用文件 3术语和定义 23.1器件 23.2电器部件 23.3操作特性 33.4分断特性 44分类 55特性 65.1特性列表 65.2断路器类型 65.3主电路额定值和极限值 65.4工作频度 75.5电气控制电路和气动控制回路 75.6电气辅助电路和气动辅助回路 75.7过电流脱扣器 75.8峰值电弧电压 6产品信息 87通常使用条件 88结构和性能要求 88.1结构要求 88.2功能要求 88.3性能要求 8 9.1检验分类 9.2结构要求验证 9.3性能要求验证的型式检验 9.4性能要求验证的出厂检验 附录A(资料性)短路接通和分断能力验证 附录B(规范性)接通和分断能力试验电路 参考文献 20I本文件是GB/T21413《轨道交通机车车辆电气设备》的第3部分。GB/T21413已经发布了以本文件代替GB/T21413.3—2008《铁路应用机车车辆电气设备第3部分：电工器件直流断a)更改了术语和定义(见第3章，2008年版的第3章);b)更改了分类(见第4章，2008年版的第4章);c)更改了主电路额定值和极限值的总则(见5.3.1,2008年版的5.3.1);d)更改了额定电压的符号(见5.3.2,2008年版的5.3.2);e)更改了额定电流的规定(见5.3.3,2008年版的5.3.3);f)更改了额定短路接通和分断能力(见5.3.5g)更改了产品信息(见第6章，2008年版的第6章);h)增加了功能要求(见8.2);j)更改了工作性能要求(见8.3.10,2008年版的8.2.8);m)更改了短路条件下的接通与分断能力要求(见8.3.12,2008年版的8.2.10);o)更改了结构要求验证的出厂检验项目(见9.2.3,2008年版的9.2.3);q)更改了短路条件下的试验允差(见表4,2008年版的表4);u)更改了冲击和振动试验方法(见9.3.5,2008年版的9.3.5);v)更改了临界电流测定的试验方法Ⅱ——用规范性引用的GB/T4208替换了IEC60529(见第4章),两个文件之间的一致性程度为等——增加了振动试验的试验量级及被试设备安装方法未知时的试验要求(见9.3.5.——删除了第1章中部分注的内容；——删除了第4章关于断路器分类的说明性描述；——增加了表3中技术要求对应的条款；Ⅲ——第2部分；电工器件通用规则。目的在于使第1部分所规定的一般条件适用于机车车辆上——第3部分：电工器件直流断路器规则。目的在于规范电工器件中的直流断路器的基本特性 ——第5部分：电工器件高压熔断器规则。目的在于规范电工器件中的高压熔断器的基本特性1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在GB/T21413.2—2021通用规则的基础上，本文件规定了主触头连接到直流主电路和/或辅助电路的断路器的使用规则。电路的标称电压不超过IEC60850规定的DC3000V。本文件适用于机车车辆上的直流断路器。本文件与GB/T21413.2—2021一起给出了以下内容。——断路器特性，——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；——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。——断路器上应标识或给出的信息。本文件没有规定以下内容：a)为获得特定功能的电工器件的多重连接；b)符合GB/T14048.2的工业用断路器；c)符合GB/T25890.2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，本文件仅规定在机车车辆上的特殊要求。为此，将由特定的文件来规定工业或地面装置用断路器需要满足的附加要求，如：——适用工况(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；——为证明器件能承受机车车辆工况而进行的附加试验。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于GB/T4208外壳防护等级(IP代码)(GB/T4208—2017,IEC60529:2013,IDT)GB/T21413.1—2018轨道交通机车车辆电气设备第1部分：一般使用条件和通用规则GB/T21413.2—2021轨道交通机车车辆电气设备第2部分：电工器件通用规则2GB/T21563—2018轨道交通机车车辆设备冲击和振动试验(IEC61373:2010,MOD)3术语和定义GB/T21413.1—2018和GB/T21413.2—2021界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1器件仅在主电路一个规定的电流方向有分断特性的断路器。双向断路器bi-directionalcircuit-breaker在主电路电流的两方向有相同的分断特性的断路器。触头在自由空气中断开和闭合的断路器。触头在高真空的壳内断开和闭合的断路器。半导体断路器semiconductorcircuit-breaker依靠半导体的可控导电性来接通和分断电路电流的断路器。带有用于开关的半导体和用于隔离的机械触头的断路器。3.2电器部件<断路器>用来释放保持机构并使断路器得以断开或闭合的一种器件。过电流脱扣器overcurrentrelease当脱扣器中的电流超过预定值时，引起开关电器有延时或无延时动作的脱扣器。3直接过电流脱扣器directover-currentrelease由机械开关电器主电路中的电流直接通电激励的过电流脱扣器。间接过电流脱扣器indirectover-currentrelease<foracircuit-breaker><断路器>由开关电器主电路电流通过电流传感器或分流器激励的过电流脱扣器。防跳机构anti-pumpingdevice在闭合-断开操作之后，只要触发闭合的机构保持在闭合位置上，能防止再闭合的机构。<组装件>能提供一个规定的防护等级来防止一定的外部影响和防止接近和触及带电部分及运动部分的部件。构成断路器一部分的外壳。分断时间短得足以阻止短路电流达到其预期峰值的断路器。在闭合操作开始后，即使闭合指令仍保持，只要断开(脱扣)操作开始进行，其动触头就能返回到并保持在断开位置的断路器。电流整定值currentsetti<过电流脱扣器>脱扣器所调整到的动作电流值，并按此值确定了脱扣器的操作条件。45灭的瞬间止的时间间隔。[来源：GB/T2900.18—2008,6.2.2,有修改]从断路器的断开时间开始时起，到燃弧时间结束时的时间间隔。焦耳积分jouleintegralI²t<断路器》在分断过程中，在分断时间内断路器电流平方的积t₁——断开开始时间；t₂——燃弧结束时间。I²t特性I²tcharacteristic<断路器>在规定的工作条件下，如脱扣器电流整定值、试验电路的时间常数等，作为预期峰值电流函数的I²t曲线。在规定动作条件下，如脱扣器电流整定值、试验电路的时间常数等，表示分断时间为预期峰值电流<断路器>在规定动作条件下，如脱扣器电流整定值、试验电路的时间常数等，给出以截断电流为预期峰值电流函数的曲线。[来源：GB/T2900.18—2008,6.初始电流上升率initialcurrentrateofrise电流在初始阶段的上升速率。[来源：IEC61992-1:2006/AMD1:204分类断路器分类如下：——按工作频度分为C1、C2、C3,其工作频度特性见5.4;——按设计类型分为：6——按GB/T4208规定的外壳防护等级划分。5特性5.1特性列表断路器的适用特性应予以说明，包括下列项点：——断路器类型(见5.2);——主电路额定值和极限值(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);——电气辅助电路和气动辅助回路(见5.6);——过电流脱扣器(见5.7);——峰值电弧电压(见5.8)。5.2断路器类型应规定以下内容：——器件种类(如空气断路器、真空断路器、混合断路器、双向——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应至少明确断路器的以下额定值。断路器按GB/T21413.1—2018中6.2给出的以下电压额定规定：——额定工作电压(U,);——额定绝缘电压(Uxm);——额定冲击电压(Ux);—-工频试验电压(U,)。断路器按GB/T21413.2—2018中6.4.1和GB/T21413.1—2021中6.3.3给出的以下电流额定——额定时间常数r₂(见5.3.4)时的额定工作电流(I,);——约定自由空气发热电流(Ia);——约定封闭发热电流(Im)。7制造商应用表1中给出的4个时间常数确定5.3.5中规定的短路接通和分断能力。时间常数r₁(最小)/ms000时间常数rz/ms时间常数r₃/ms时间常数r/ms注：时间常数为0ms,即试验负载为纯电阻，没有人为增加任何电——C1:轻型(如仅当检测到有短路时断路器才分断);——C2;中型(如除C1所规定的情况外，在过电压和过电流等条件下超过预设极限值时产生指令工作频度用于描述表2给出的工作性能。电气控制电路和气动控制回路特性见GB/T21413.2—2021的6.6和6.7。电气辅助电路和气动辅助回路特性见GB/T21413.2—2021的6.9和6.10。8——间接过电流脱扣器和/或欠压脱扣器(或失压脱扣器)的控制电路额定工作电压及其额定频率——过电流脱扣器的电流整定值或电流整定值范围(含直接过电流脱扣器和间接 应符合GB/T21413.1—2018中第8章的规定。型式检验时，脱扣操作验证的整定值与出厂检验中测定值的偏差不应超过10在额定工作电压下，电流范围从额定工作电流到0A,分断过程均不应出现燃弧不断的现象。临界9每个工作周期应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每个序列包括执行表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栏规定的带电每个序列应重复表2第2栏规定的次数，工作周期总数见表2第5栏、第6栏的规定。——每个周期中带电流和不带电流的工作周期的比例按表2的规定；——带电流和不带电流的工作周期总数见表2中第5栏和第6栏的规定。——额定工作电流大于2000A时，每小时15周期，最长导通时间2s。124注：在每个工作周期，断路器保持闭合状态足够长时间，确保电流完全形——4个时间常数为5.3.4规定的值。——对每个时间常数操作顺序为O—t₁—CO—在验证9.3和9.4规定的性能要求之前，应验证断路器是否满足GB/T21413.1—2018中9.1规定按表3所示试验序列分组进行型式检验。对每一个序列应按表3所列顺序进行试验。试验序列检验项目I一般工作特性(9.3.3)电路电阻测量力(9.3.4)电路电阻测量时间常数r₂时短路条件下接通和分断能时间常数r₂时短路条件下接通和分断能时间常数r,时短路条件下接通和分断能断能力试验试验序列检验项目Ⅲ耐冲击和振动能力(9.3.5)临界电流测定环境试验(干热、湿热、低温等)7电磁兼容性试验’仅针对含有电子器件的断路器试验允差应符合表4的规定。电流：±5%电压：±5%注1:时间常数t;见表1的注。本序列应包括表3中列出的试验和验证。气动装置的气密性试验应按GB/T21413.1—2018的10.3.4.2进行。试验应在所有温度条件下进行，至少在最低和最高环境温度下进行。低温试验时通以最小气压，其他温度试验通以最大气压。按GB/T21413.2—2021中10.3.3.在约定自由空气发热电流下，按GB/T21413.2—2021中10.3.3.4进行。介电性能试验前宜测量绝缘电阻。用至少500V等级兆欧表测量，高压导电部分和地间、断开触点间的绝缘电阻均不应低于100MΩ。该试验采用与工作频度相应的序列验证断路器是否满足8.3.10的要求。按附录B规定的试验电路，在额定工作电流、额定工作电压、时间常数为r₂(15ms)的条件下进行接通和分断操作。在表2所列的序列之间，可按维护说明(见GB/T21413.1—2018的7.3)规定进行检测和维护操作。如需替换部件，仅限于替换主电路中的触头(和其他承受电弧的部分)。按9.3.3.6的要求进行试验之后，按9.3.3.5要求再次进行介电性能试验，试验电压值降至75%。按9.3.3.7进行验证之后，应按GB/T21413.2—2021中10.3.3.3进行电路电阻测量。仅当主电路(未经维护)的电阻值，超过之前按GB/T21413.2—2021中10.3.3.3测量值的50%时，才需按9.3.3.4进行温升验证。为了使电阻值低于该值，可进行少数几次空载操作。如需进行温升验证，则触头的温升限值和温度限值可超出GB/T21413.2—2021表2中10K。温升的测量点符合GB/T21413.1—2018中10.3.2.2的规定。仅当断路器装有嵌入式脱扣器时才进行该试验。按9.3.3.8进行验证后，应按9.4.4检查脱扣器的电流整定值。9.3.4试验序列Ⅱ:额定短路接通和分断能力该序列包括表3中列出的试验和验证。按GB/T21413.2—2021中10.测试电路校准的di/dt值应记录在测试报告中。