本标准规定了交流断路器、连接到交流架空接触网的主接触器的使用规则。具体规定了断路器特性；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 21413.4-2008 铁路应用 机车车辆电气设备 第4部分: 电工器件 交流断路器规则 GB/T21413.4-2008 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/T21413.4--2008/IEC60077-4:2003铁路应用
机车车辆电气设备
第4部分：电工器件
交流断路器规则
Railway applications-Electric equipment forrolling stock-Part4:Electrotechnical components--Rules for AC circuit-breakers(IEC60077-4:2003,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
GB/T21413.4—2008/IEC60077-4.2003前言
1范围
规范性引用文件
3术语和定义
3.1器件
3.2电器部件
操作特性
接通和分断特性
4分类
特性列表
断路器类型
主电路额定值和极限值
工作频度
5.5电气控制电路和气动控制回路电气和气动辅助电路
过电流脱扣器
5.8恢复电压
6产品信息
6.1器件文件
6.2标志
7通常使用条件
8结构和性能要求
8.1结构要求
性能要求
9试验
9.1试验类型
9.2验证结构要求的试验此内容来自标准下载网
9.3验证性能要求的型式试验
9.4验证性能要求的例行试验
附录A（资料性附录）检验接通和分断能力的试验电路附录B(资料性附录）
短路接通和分断电流及直流分量百分值的测定-TT KAoNi KAca-
GB/T21413.4--2008/IEC60077-4:2003GB/T21413《铁路应用机车车辆电气设备》由以下各部分组成：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；
一第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4部分。本部分等同采用IEC60077-4：2003《铁路应用机车车辆电气设备第4部分：电工器件交流断路器规则》（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”一词改为“本部分”；b）用小数点“”代替作为小数点的逗号“，”；删除国际标准的前言；
d）引用文件IEC60850：1988已由IEC60850：2000所代替。本部分附录A、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、株洲庆云电力机车配件工厂负责起草。本部分起草人：陈开运、严云升、汤志强、王秋华。I
1范围
-riKAoNiKAca-
GB/T21413.42008/1EC60077-4:2003铁路应用
机车车辆电气设备
第4部分：电工器件交流断路器规则在GB/T21413.2一般要求的基础之上，本部分规定了交流断路器、连接到交流架空接触网的主接触器的使用规则，这些电路的标称电压遵循IEC60850的要求。本部分与GB/T21413.2一起做了下列规定：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。
用于验证器件在使用条件下符合特性的试验项自及试验方法：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属于电工器件。本部分不适用于电子设备，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道机车车辆之外的机车车辆上的电工器件。本部分不适用于工业用断路器，它们应该符合IEC62271-100。为保证这些断路器在机军车辆上正常的工作，本部分仅规定了在机车车辆上的特殊要求。为此，应有专门的文件来说明工业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/T11022—1999高压开关设备和控制设备标准的共同技术要求（eqvIEC60694：1996）GB/T16927.1—1997高电压试验技术第1部分：一般试验要求（eqvIEC60060-1：1989）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（IEC60077-1:1999,IDT）
GB/T21413.2-2008
(IEC60077-2.1999,IDT)
铁路应用机车车辆电气设备第2部分：电工器件通用规则
IEC60571：1998铁道机车车辆电子装置IEC61373：1999铁路应用机车车辆设备冲击和振动试验GB/T21413.4-—2008/IEC60077-4.20031EC60850:2000铁路应用牵引系统供电电压3高压开关设备和控制设备第100部分：高压交流断路器IEC62271-100.2003
3术语和定义
GB/T21413.1—2008、GB/T21413.2-2008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
户内断路器indoorcircuit-breaker设计专供安装在能防风、雨、雪、异常尘土、严重凝露、冰及浓霜的保护性装置内的断路器。3.1.2
户外断路器outdoorcircuit-breaker可供露天安装，即能耐风、雨、雪、尘土、凝露、冰及浓霜的断路器。3.1.3
油断路器oilcircuit-breaker
触头在油中断开和闭合的断路器。注：例如小型带电箱壳式油断路器和大容量不带电箱壳式油断路器。3.1.4
真空断路器
vacuumcircuit-breaker
触头在高真空的壳内断开和闭合的断路器。3.1.5
气吹断路器
air-blastcircuit-breaker
触头在压力气流中断开的断路器。3.1.6
气体断路器
gas circuit-breaker
触头在特殊气体（不包括正常天气压或压缩空气）中断开和闭合的断路器。注：例如六氟化硫断路器。
semi-conductor circuit-breaker半导体断路器
通过接入到主电路中的半导体和触头共同作用产生操作的断路器。3.2电器部件
脱扣器
release
用来释放保持机构并使断路器得以断开或团闭合的一种器件。注1：一个断路器可以由几个脱扣器触发，每个脱扣器按指定条件工作。注2：脱扣器可通过机械的或电气的方式连接到开关装置。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
定延时过电流脱扣器
definitetime-delayover-currentrelease经过一个确定的延时才动作的过电流脱扣器，延时的长短有时是可调的，但与过电流的值无关。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。3.2.1.4
间接过电流脱扣器indirectovercurrentrelease-TiKAONKAca-
GB/T21413.4-2008/IEC60077-4:2003由主电路里的电流通过电流传感器（变压器或电流互感器)激励的过电流脱扣器。3.2.2
防跳机构
anti-pumpingdevice
在闭合-断开动作之后，只要引起闭合动作的部件一真保持在闭合位置上，就能防正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integralenclosure
组成完整断路器的机壳。
3.3操作特性
自由脱扣断路器trip-freecircuit-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，断路器的主动触头仍会返回断开或是保持闭合的位置。
注1：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。注2：自由脱扣动作可能需要防跳机构。3.3.2
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。3.3.3
脱扣操作trippingoperation
从脱扣器开始的断路器的断开动作。3.4接通和分断特性（参见附录B）3.4.1
断开时间openingtime
从规定的断开操作开始瞬间起到灭弧触头分开瞬间止的时间间隔。注：断开时间包括断路器断开必需的并与断路器构成一个整体的所有辅助设备的操作时间。3.4.2
prospectivecurrent
预期电流
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。注1：该术语通常与故障状态有关。注2：（若有的话)预期电流由交流方均根值和直流分量组成。3
GB/T21413.4—2008/IEC60077-4:20033.4.3
预期峰值电流prospectivepeakcurrent预期电流在其产生后的瞬间的峰值。3.4.4
Eprospectivesymmetricalcurrent(of anACcircuit)（交流电路的）预期对称电流
在其产生后不出现瞬态现象的那个瞬麟间所产生的预期电流。注：预期对称电流用交流方均根值表示。3.4.5
（交流电路的）最大预期峰值电流maximumprospectivepeakcurrent(ofanACcircuit)产生在导致电流的最大可能值的那个瞬间的预期峰值电流。3.4.6
分断电流breakingcurrent
在分断过程中产生电弧的瞬间流经断路器的电流。3.4.7
分断能力breakingcapacity
在规定的使用和性能条件下，断路器在规定电压下能分断的预期分断电流值。3.4.8
接通能力makingcapacity
在规定的使用和性能条件下，断路器在规定电压下能接通的预期接通电流值。3.4.9
短路接通能力short-circuitmakingcapacity在规定条件下（包括短路）的接通能力。3.4.10
短路分断能力short-circuitbreakingcapacity在规定条件下（包括短路）的分断能力。3.4.11
短时耐受电流short-timewithstandcurrent在规定的使用和性能条件下，在闭合位置上的断路器在规定的短时间内能够承载的电流。3.4.12
峰值耐受电流peak withstandcurrent在规定的使用和性能条件下，处于闭合位置的断路器能承受的峰值电流。3.4.13
恢复电压
recoveryvoltage
电流分断后，出现在断路器的两端子之间的电压。注：可以认为恢复电压有两个连续的时间阶段，第一阶段存在有瞬态恢复电压，随后的第二阶段中，只存在有工频或稳态恢复电压。
瞬态恢复电压
Etransitrecoverycurrent
在具有显著瞬态特征的时间内的恢复电压。注：根据电路和开关设备的不同特性，瞬态恢复电压可以是振荡的、非振荡的或两者兼有。3.4.15
Epower frequency recoveryvoltage工频恢复电压
瞬态电压现象消失后的恢复电压。4分类
-iKAONTKAca-
GB/T21413.4—2008/IEC60077-4:2003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：
按工作频度分为C1、C2或C3。其工作频率特性见5.4；按设计类型分为户内断路器、户外断路器。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)；
电气控制电路及气动控制回路（见5.5)；电气及气动辅助电路（见5.6）；过电流脱扣器（见5.7)；
恢复电压峰值（见5.8）。
5.2断路器类型
应规定以下内容：
-器件种类（如气吹断路器、真空断路器、气体断路器、油断路器、半导体断路器等）；设计类型（见第4章）；
一外壳防护等级（见第4章）；
工作特性（如自由脱扣断路器、直接或间接过电流脱扣器、延时过电流脱扣器）。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：一个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(U)（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：
额定功率因数T（见5.3.5)时的额定工作电流（I.)（见GB/T21413.1—2008中5.3.1)；注：一个断路器可以有几种额定工作电流或一个额定工作电流范围。约定发热电流（I）（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)。注：当断路器用来激励和保护变压器或电感或电抗性的有源滤波电路时，流入的激励电流可能包含很大且持久的直流分量。
5.3.4额定频率
断路器的额定频率是对应于额定工作电压的频率（见GB/T21413.1—2008中5.4）。注：一个断路器可以有一个或多个额定频率。5
GB/T21413.4—2008/IEC60077-4:20035.3.5额定功率因数
功率因数用来表征如下性能：
短路条件下其值为0.1（T)；
—正常使用条件下其值为0.8（T，）。短路时的额定功率因数取决于变电所、连接机车车辆和负载的接触网的电气特性。如有需要，其他的功率因数值可由制造商与用户协商决定。5.3.6短路特性（参见附录B）
5.3.6.1额定短路接通能力
制造商应声明与功率因数T一致的额定短路接通电流。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的峰值，其值应为额定短路分断电流交流分量方均根值的2.5倍。断路器应满足9.3.4规定的额定短路试验条件，直能连续工作。5.3.6.2额定短路分断能力
制造商应声明与功率因数T1一致的额定短路分断电流。在本部分规定的试验条件下，电路中的工频恢复电压与额定工作电压一致，瞬态恢复电压等于5.3.6.3规定的额定值，此时额定短路分断能力是断路器能够分断的最大短路电流值。额定短路分断能力由两部分的值组成：—一交流分量的方均根值，称为“额定短路电流”；一直流分量的百分值。
注，如果直流分量不超过20%，额定短路分断能力只由交流分量的方均根值表征即可。断路器应能分断额定短路分断电流及以下的短路电流，额定短路分断电流包括交流分量达到额定值且直流分量百分值达到规定值。断路器应满足9.3.4规定的额定短路分断试验，且能够连续工作。电压低于额定工作电压时，断路器应能分断额定短路分断电流。5.3.6.3额定瞬态恢复电压
短路时的额定瞬态恢复电压与5.3.6.2的额定短路分断能力有关。短路时，基准电压组成断路器能够分断的电路预期瞬态恢复电压限值的一部分。注：具体要求见IEC62271-100；2003的4.102.1和4.102.2所规定的内容。5.3.6.4额定短路持续时间
额定短路持续时间是在合闻位置时，断路器能够承载电流等于额定短时耐受电流的时间间隔。额定短路持续时间的标准值应是1s。注：其体内容见IEC62271-100：2003的4.7和GB/T11022—1999的4.7。5.4工作频度
工作频度用来措述表1中所规定的性能。工作频度C1,C2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（除C1所规定的情况之外，超过预设极值产生的命令使断路器分断，例如过载条件等）；一C3：重型（除C2所规定的情况之外，断路器因别的原因而分断，例如，在每一个中性隔离段、每电分段、每个运行末端等)。
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/T21413.2一2008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)的种类和数量及其额定特性，这些特性见GB/T21413.2--2008的5.9和5.10。6
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、间接、延时等）注：可以包括防跳机构。
电流整定值（或整定值范围）；影响脱扣器量值的断开时间特性。5.8恢复电压
rKAONKAca-
GB/T21413.4—2008/IEC60077-4:2003当按表2的程序I、Ⅱ、IV进行分断和接通试验时，制造商应规定恢复电压的峰值。在任何情况下，恢复电压峰值不能超过断路器的额定冲击耐受电压。6产品信息
器件文件
产品信息应在制造商的产品目录和手册中给出。GB/T21413.2—2008中6.1适用于本条，并作如下补充：根据实际情况，嵌入式脱扣器控制电路的额定工作电压及额定频率；过电流脱扣器（如直接或间接过电流脱扣器、定延时过电流脱扣器等）的电流整定值或电流整定值范围；
断开时间。
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/T21413.12008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
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。此外，制造商应声明由表2中的试验程序I、Ⅱ和IV的分断试验激励产生的恢复电压。7
GB/T21413.4-—2008/IEC60077-4:20038.2.8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1的规定（与工作频度有关）。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），或者闭合操作及随后的断开操作（带电流周期）。
工作周期的总数应包括按表1第2栏的规定执行的不带电流工作周期数，及随后按表1第3栏的规定执行的带电流工作周期数。表1工作性能
第1栏
工作频度
第2栏
不带电流
100000
200000
工作周期总数
注1：工作周期等级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：制造商与用户共同协商选取的工作周期等级应在试验报告中说明。第3栏
带电流
注3：在每个工作周期内，断路器保持合闸状态足够长时间，以确定电流是否完全形成，但时间不超过2s8.2.9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；-5.3.6.2规定的在额定工作电压时的额定短路分断电流；恢复电压等于额定工作电压；
一瞬态恢复电压等于5.3.6.3规定的额定瞬态恢复电压；操作顺序：O-t1-CO-t2-CO：
分断操作；
一在适当断开时间后的接通操作及随后的分断操作；co
t一一第一次断开操作与第一次闭合操作之间的时间间隔；t2——第二次断开操作与第二次闭合操作之间的时间间隔。除非制造商和用户另有规定，t1与t都为180S。9试验
9.1试验类型
9.1.1总则
GB/T21413.1—2008中9.1.1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)；
一验证性能要求（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
KAoNrKAca-
GB/T21413.4—-2008/IEC60077-4:2003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；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—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与9.3.3.2.4)；一端子与连接容量（按照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：自检（制造装配与图样之间的一致性）：-电阻测量。应按GB/T21413.1一2008中9.2.3的要求进行试验。主电路与控制电路及环境温度的测量值应记录在例行试验报告中。注：主电路电阻的测盘见9.3.4.1。9.3验证性能要求的型式试验
9.3.1试验程序
按表2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)。9.3.2一般试验条件
被试验断路器应与该型号产品图样完全符合。在试验过程中不充许有任何维修和检修。每个程序（表2中）都应在洁净的、全新（或整修如新）的条件下对断路器进行试验。对于所有（主、控制及辅助）电路，试验都应在额定工作值（电流，电压及气压）下进行，与5.3、5.5和5.6的规定一致。
试验允差见表3。
进行每项试验，都应测量环境温度并记录在试验报告中。在试验中应安装完整断路器，必要时断路器还安装过电压保护装置：如果有外壳，安装整体机壳；
装在与制造商规定安装条件相同的箱体内；处于机车车辆的预期安装条件下。9
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