本标准规定了断路器、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。规定了断路器特性；断路器应满足的条件；用于验证器件在使用条件下符合特性的试验项目和方法；断路器应标出的信息。 GB/T 21413.3-2008 铁路应用 机车车辆电气设备 第3部分: 电工器件 直流断路器规则 GB/T21413.3-2008 标准下载解压密码：www.bzxz.net

ICS29.280
中华人民共和国国家标准
GB/T21413.3—2008/IEC60077-3:2001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
Railwayapplications
ElectricequipmentforrollingstockPart 3:Electrotechnical components-Rules for d. c. circuit-breakers(IEC 60077-3:2001.IDT）
2008-01-22发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会
2009-09-01实施
规范性引用文件
术语和定义
5特性
特性列表
断路器类型
主电路额定值和极限值
5.4工作频度
5.5电气控制电路和气动控制回路5.6电气和气动辅助电路
5.7过电流脱扣器
5.8峰值电弧电压
6产品信息
器件文件
6.2标志
通常使用条件
结构和性能要求
8.1结构要求
性能要求
9试验
试验类型
验证结构要求的试验
验证性能要求的型式试验
9.4验证性能要求的例行试验·…目
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）短路接通与分断能力的验证KANKAca
GB/T21413.3-2008/IEC60077-3:200113
GB/T21413.3--2008/1EC60077-3:2001机车车辆电气设备》由以下各部分组成：GB/T21413《铁路应用
第1部分：一般使用条件和通用规则；第2部分：电工器件通用规则；
第3部分：电工器件直流断路器规则；一第4部分：电工器件交流断路器规则；第5部分：电工器件高压熔断器规则。本部分是GB/T21413的第3部分。本部分等同采用IEC60077-3：2001《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》（英文版）。
为便于使用，本部分做了下列编辑性修改：a）“本国际标准”二词改为“本部分”；用小数点“”代替作为小数点的逗号“，”；b)
删除国际标准的前言；
表4中增加了I\t的允差要求，试验时需同时符合.It的允差，以使试验不致过于严酷；d)
附录A中增加了“W检测飞弧距离用金属网”说明，以便于阅读。e
本部分附录A是规范性附录，附录B是资料性附录。本部分由全国牵引电气设备与系统标准化技术委员会提出。本部分由全国牵引电气设备与系统标准化技术委员会归口。本部分由株洲南车时代电气股份有限公司、上海新联直流电器有限公司负责起草。本部分起草人：陈开运、严云升、邱有保、范祚成。1范围
铁路应用
KAoNrKAca-
GB/T21413.32008/IEC60077-3:2001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/T21413.2一2008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。本部分与GB/T21413.2--2008一起作了下列规定：a）断路器特性。
b）断路器应满足：
在正常条件下的工作性能；
一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1：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2：现在通常将电子器件与组件归展于电工器件。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（IEC60571)。注3：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：
a）为获得特定功能的电工器件的多重连接；b）遵循GB/T14048.2—2001的工业用断路器：）
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器应满足的附加要求，如：适用于哪一种工况（例如控制电压、环境条件等）；一不需要承受特定机车车辆使用条件的安装和使用；一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GB/T21413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。
GB/T4208外壳防护等级（IP代码）（GB4208—1993，eqvIEC60529：1989）GB14048.2—2001低压开关设备及控制设备低压断路器（idtIEC60947-2：1989）GB/T21413.1一2008铁路应用机车车辆电气设备第1部分：一般使用条件和通用规则1
GB/T21413.3—2008/IEC60077-3:2001(IEC60077-1:1999,IDT)
GB/T21413.2-2008
2:1999,IDT)
IEC60571:1998
铁路应用机车车辆电气设备第2部分：电工器件通用规则（IEC60077-铁道机车车辆电子装置
IEC60850：2000铁路应用牵引系统供电电压IEC61373:1999
铁路应用机车车辆设备冲击和振动试验IEC61992-2:2001
铁路应用地面装置直流开关第2部分：断路器3术语和定义
GB/T21413.1一2008及GB/T21413.2一2008确立的以及下列术语和定义适用于GB/T21413的本部分。
3.1器件
单向断路器polarizedcircuit-breaker仅在主电路一个规定的电流方向有分断特性的断路器。3.1.2
bi-directionalcircuit-breaker双向断路器
在主电路电流的两方向有相同的分断特性的断路器。3.1.3
空气断路器aircircuit-breaker在有大气压的空气中断开或闭合的断路器。3.1.4
半导体断路器
semiconductor circuit-breaker通过控制半导体的导通而接通或分断电流的断路器。3.1.5
混合断路器hybridcircuit-breaker带有用于开关的半导体和用于隔离的机械触头的断路器。注：无机械隔离的半导体断路器不用于机车车辆。3.2电器部件
脱扣器release
以机械方式与机械式开关电器相连接，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。注1：一个断路器可以有几个脱扣器，每个脱扣器根据其规定条件进行操作。注2：脱扣器可以包括机械的、机电的或电子的部件。3.2.1.1
（瞬时）过电流脱扣器over-current（instantaneous）release当脱扣器中的电流超过规定值时，导致脱扣动作而不延时的一种装置。3.2.1.2
直接过电流脱扣器directover-currentrelease直接由断路器主电路电流激励的过电流脱扣器。3.2.1.3
间接过电流脱扣器indirectover-currentrelease由主电路里的电流通过电流传感器（分流器或电流互感器）激励的过电流脱扣器。2
防跳机构anti-pumpingdevice
-IrTKAoNiKAca-
GB/T21413.32008/IEC60077-3:2001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：断开动作可以是断开命令或是脱扣动作。3.2.3
机壳enclosure
提供断路器一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
整体机壳integral enclosure
组成完整断路器的外壳。
3.3操作特性
限流断路器
current-limitingcircuit-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-freecircuit-breaker当断开动作（例如跳闻）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断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
currentsetting
电流整定值
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：一个脱扣器可以有多个电流整定值。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trippingoperation
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openingtime
从断开操作开始瞬间起到所有极的灭孤触头分断瞬间止的时间间隔。注：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-currentopeningtime
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瞬间之间的时间间隔。3.4.3
预期电流
prospectivecurrent
断路器被阻抗可以忽略不计的导体所代替时，电路中将会流过的电流值。3
GB/T21413.3-2008/IEC60077-3:20013.4.4
预期峰值电流prospectivepeakcurrent预期电流在其产生后瞬间的峰值。3.4.5
prospectivebreakingcurrent
预期分断电流
对应于分断过程开始瞬间所确定的预期电流。注：分断过程开始瞬间通常定义为电弧的开始。3.4.6
截断电流cut-off current
在分断操作中达到的最大瞬时电流值。3.4.7
恢复电压
recoveryvoltage
电流分断后出现在断路器两端子之间的电压。3.4.8
燃弧时间arcingtime
在灭弧触头之间的电弧开始瞬间与电弧最终消失瞬间之间的时间间隔。3.4.9
分断时间breaktime
断路器断开时间开始时起到燃弧时间结束之间的时间间隔。3.4.10
焦耳积分（rt）jouleintegral
在分断过程中断路器电流的平方对分断时间的积分。t
式中：
t~—断开开始时间；
一燃弧结束时间。
Pt特性
tcharacteristic
在规定的工作条件下，例如脱扣器电流整定值、试验电路的时间常数等，It与预期峰值电流函数曲线。
分断时间-电流特性breaktime-currentcharacteristic在规定的工作条件下，例如脱扣器电流整定值、试验电路的时间常数等，预期峰值电流与分断时间的函数曲线。
截断电流特性cut-off currentcharacteristic在规定的工作条件下，例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截断电流曲线。
4分类
本章列出由制造商给定的、必要时应通过试验验证的断路器的特性。断路器分类如下：
-rKAoNiKAca-
GB/T21413.3--2008/IEC60077-3:2001按工作频度分为C1、C2或C3。其工作频度特性见5.4。—按设计类型分为：
·开启式结构；
·封闭式结构。
按外壳防护等级分类（见GB4208）。5特性
5.1特性列表
如果可行的话，器件特性应在以下内容中给出：断路器类型（见5.2）；
一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5.6）；-过电流脱扣器（见5.7)；
一峰值电弧电压（见5.8）。
5.2断路器类型
应指明以下内容：
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）；
一工作特性（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：
额定工作电压（U,)（见GB/T21413.1--2008中5.1.2）；注：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：当断路器没有规定额定绝缘电压时，额定绝缘电压被认为等于最大额定工作电压。额定冲击耐受电压（Um）（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：
额定时间常数T?（见5.3.4)时的额定工作电流（I.）（见GB/T21413.1-2008中5.3.1)；注：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（Iu）（见GB/T21413.2--2008中5.3.3）：—额定短时耐受电流（I）（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/T21413.3—2008/IEC60077-3:2001额定工作电压U./V
时间常数T,/ms(最小）
时间常数Tz/ms
时间常数T/ms
时间常数T./ms
额定时间常数
注：时间常数为0ms时，即试验电阻为纯电阻负载，没有增加任何人为电感。5.3.5短路特性（参见附录B）
5.3.5.1额定短路接通能力
断路器的额定短路接通能力是对应于额定工作电压的接通电流值，它由制造商规定。断路器应满足9.3.4规定的额定短路试验条件，且能连续工作。5.3.5.2额定短路分断能力
断路器的额定短路分断能力是对应于额定工作电压的分断电流值，它由制造商规定。断路器应满足9.3.4规定的额定短路试验条件，具能连续工作。5.4工作频度
工作频度C1C2及C3定义如下：
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所规定的情况之外，在过电压和过载等条件下超过预设极限值时产生指令使断路器断开)；
-C3：重型（除C2所规定的情况之外，断路器因别的原因而分断，如，在每一个中性隔离段、每一电分段、每个运行终端等）。
工作频度主要是用于描述表2中所给出的工作性能。5.5电气控制电路和气动控制回路电气控制电路和气动控制回路见GB/T21413.2--2008的5.6和5.7。5.6电气和气动辅助电路
辅助电路的特性是指这些电路中触点（“a\触点，“b\触点，等等）的种类和数量及其额定特性。这些特性见GB/T21413.22008的5.9和5.10。5.7过电流脱扣器
制造商应提供过电流脱扣器的下列特性：过电流脱扣器的类型（如直接和/或间接、有或无防跳机构）；主电路中各个方向电流的电流整定值（或整定值范围）；影响脱扣器量值（如电流上升率）的断开时间特性。5.8峰值电弧电压
当断路器根据表3中程序I、ⅡI和IV的接通和分断试验的规定进行试验时，制造商应规定由断路器操作引起的峰值电弧电压的最大值。6产品信息
6.1器件文件
产品信息应在制造商的产品目录和手册中给出。6
-TKAoNKAca-
GB/T21413.3—2008/IEC60077-3:2001GB/T21413.2-2008的6.1适用于本条，并作如下补充：一如果可行，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；
过电流脱扣器的电流整定值或电流整定值范围；一断开时间-电流特性，分断时间-电流特性，截断电流特性；
-\t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
8.1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bzxZ.net
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噪声
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/T21413.1-2008中8.2.7的规定，并附加以下要求，即对于额定绝缘电压为660V～4800V的直流断路器，开关时产生的峰值电弧电压不应大于3U。8.2.8工作性能
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）。每个工作周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栏中规定的工作周期总数，每个程序应重复一定次数，次数由表2第2栏规定。
GB/T21413.3—2008/IEC60077-3:2001第1栏
工作题度
第2栏
程序数
表2工作性能
第3栏
第4栏
每个程序的工作周期数
不带电流
带电流
注1：工作周期的选取应保证断路器的所有部分处于允许温升限值以内。注2：工作周期的选取应由制造商与用户共同协商规定，应在试验报告中说明。注3：带电流工作周期可用于每个程序的结束，建议采用下列工作周期：小于或等于2000A的额定工作电流时，每小时30周期；大于2000A的额定工作电流时，每小时15周期。第5栏
第6栏
工作周期总数
不带电流
100000
200 000
带电流
注4：在每个工作周期，断路器保持闭合状态足够长时间，以确定电流是否完全形成，但时间不超过2S。注5：在下列条件下可以采用不同的程序数：在每个周期中带电流或不带电流的工作周期比率与该表中的规定一致；不带电流或带电流的工作周期总数分别等于第5栏与第6栏的规定。8.2.9耐振动冲击能力
断路器应能耐受试验要求中规定的冲击振动（见9.3.5.1和9.3.5.2)。8.2.10短路条件下的接通与分断能力断路器应能满足下列条件下的短路试验：过电流脱扣器的电流整定值等于电流整定值范围的最大值；在额定工作电压以及相应额定短路时间常数下的额定短路电流；恢复电压等于额定工作电压；
4个时问常数应满足5.3.4规定的值；-对每个时间常数操作顺序为O-ti-CO-t2-CO,其中：O代表分断操作；
-CO代表在适当断开时间后的接通操作及随后的分断操作；一t表示第一次断开与第一次闭合之间的时间间隔，等于20s；t2表示第二次断开与第二次闭合之间的时间间隔，等于60s。9试验
9.1试验类型
9.1.1总则
GB/T21413.1一2008的9.1.1中除抽样试验之外都可应用于断路器。验证断路器特性的试验如下：
型式试验（见9.1.2)；
例行试验（见9.1.3)；
研究性试验（见9.1.4）。
9.1.2型式试验
型式试验包括：
验证结构要求（见9.2.2）；
验证性能要求（见9.3）。
9.1.3例行试验
例行试验包括：
验证结构要求（见9.2.3）；
验证性能要求（见9.4）。
9.1.4研究性试验
TKAoNiKAca-
GB/T21413.3—2008/IEC60077-3:2001因特殊要求而进行的对型式试验所做的补充试验，是制造商与用户之间协商的主要内容，该试验可以包括如下内容：
一谐波对温升与分断特性的影响；一短时过载条件下的温升。
9.2验证结构要求的试验
9.2.1总则
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/T21413.1一2008中8.1规定的结构要求。不适于进行试验时，应通过目检、测量等方法来验证断路器特性的一致性。9.2.2型式试验
型式试验的结构要求验证包括：物理特性：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例行试验
例行试验的结构要求验证包括：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量值应记录在例行试验报告中。
9.3验证性能要求的型式试验
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，应对每个样本进行例行试验（见9.1.3)。表3性能要求试验程序表
试验程序
I一般工作特性
I额定短路接通与分断能力
工作限值
介电性能
工作性能
介电强度验证
温升验证
脱扣操作验证
在时间常数T，时短路条件下接通与分断能力在时间常数T，时短路条件下接通与分断能力在时间常数T，时短路条件下接通与分断能力在最小时间常数T，时短路条件下接通与分断能力介电强度验证
温升验证
脱扣操作验证
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