ZBP200P直流系統(tǒng)數(shù)據(jù)柜技術(shù)規(guī)范

1. 范圍

本規(guī)范規(guī)定了直流牽引系統(tǒng)中智能數(shù)據(jù)控制柜的功能要求、安裝要求和技術(shù)服務等內(nèi)容。

本規(guī)范適用于直流牽引系統(tǒng)內(nèi)含智能數(shù)據(jù)控制的新建工程，其它擴建、改建工程可參照執(zhí)行。

2. 設(shè)計引用標準

GB50070-2009《礦山電力設(shè)計規(guī)范》

GB/T 12173-2008《礦用一般型電氣設(shè)備》

GB14549-1993《電能質(zhì)量 公用電網(wǎng)諧波》

GB/T3797-1998《電控設(shè)備  第二部分  裝有電子器件的電控設(shè)備》

GB/T 3859       《半導體變流器》

GB/T17626      《電磁兼容 試驗和測量技術(shù)》

GB/T13422-1992  《半導體電力變流器電氣試驗方法》

IEC60146        《半導體變流器》

IEC60255        《電氣保護繼電器》

EN50123-7     《直流牽引系統(tǒng)測量、控制與保護》

DL/T814-2002      《配電自動化系統(tǒng)功能規(guī)范》

Q/GDW 231-2008   《無人值守變電站及監(jiān)控中心技術(shù)導則》

GB2887-1989       《計算機場地技術(shù)條件》

GB/T13730-92      《地區(qū)電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)通用技術(shù)條件》

Q/GDW129-2005    《公司企業(yè)標準 電力負荷管理系統(tǒng)通用技術(shù)條件》

GB4208－1993      《外殼防護等級（IP代碼）》

GB/T 2421         《電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗  部分 總則》

GB/T 2423.1-2001   《電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗  第2部分：試驗方法  試驗A：低溫》

GB/T 2423.2-2001   《電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗  第2部分：試驗方法  試驗B：高溫》

GB/T 2423.9-2001   《電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗  第2部分：試驗方法  試驗Cb：設(shè)備用恒定濕熱》

GB/T 2423-2001    《電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗》

GB/T 16935.1-1997 《低壓系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備的絕緣配合  部分》

GB/T 17626.2-2006 《靜電放電抗擾度試驗》

GB/T 17626.3-2006 《射頻電磁場輻射抗擾度試驗》

GB/T 17626.4-2008 《電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗》

GB/T 17626.5-1999 《浪涌（沖擊）抗擾度試驗》

GB/T 17626.8-2006 《工頻磁場抗擾度試驗》

GB/T 17626.10-1998 《阻尼振蕩磁場抗擾度試驗》

GB/T 17626.11-1999 《電源中斷抗擾度試驗》

GB/T 17626.12-1998 《振蕩波抗擾度試驗》

JB/Z19582.1-2004   《Modbus應用協(xié)議》

JB/Z19582.2-2004   《Modbus在串行鏈路上的實現(xiàn)指南》

JB/Z19582.3-2004   《Modbus在TCP/IP上的實現(xiàn)指南》

JB/T10308.3-2005   《測量和控制數(shù)字數(shù)據(jù)通訊工業(yè)控制系統(tǒng)用現(xiàn)場總線 (Profibus-DP) 》

3.  使用環(huán)境條件

海拔高度：≤1000m；

環(huán)境溫度：-5℃～＋45℃（戶內(nèi)）；

-25℃～＋55℃（戶外）；日溫差：25K；

相對濕度：95％（日平均）；

90％（月平均）；大氣壓力：86kPa～106kPa；

抗震能力：水平加速度 0.30g，垂直加速度 0.15g；

注：以上環(huán)境條件可根據(jù)具體工程調(diào)整。

4.  技術(shù)要求

4.1  電源

控制柜電源額定電壓：AC380/，50Hz。

4.2  控制柜尺寸

控制柜尺寸宜按照 GB/T 19183.2—2003《電子設(shè)備機械結(jié)構(gòu) 戶外機殼 第 2 部分：箱體和機柜的協(xié)調(diào)尺寸》中尺寸系列的數(shù)值選擇?？刂乒癯叽缫藶?800（寬度）×600（深度）mm、1000（寬度）×800（深度）mm， 高度視柜內(nèi)設(shè)備情況確定。

4.3  控制柜結(jié)構(gòu)

4.3.1 安裝于戶外的控制柜宜采用雙層柜體，兩層板材之間距離為 25mm。戶內(nèi)控制柜可采用單層柜體。板材厚度不小于 1.5mm。

4.3.2 控制柜應為前后開門，便于設(shè)備安裝和連接。

4.3.3 控制柜應留有地腳安裝孔。

4.3.4 控制柜應設(shè)有便于產(chǎn)品運輸?shù)钠鸬踉O(shè)施。

4.3.5 控制柜應設(shè)有供調(diào)試、檢測接線用穿線孔。

4.3.6 結(jié)構(gòu)組裝后應整潔、美觀，各焊口應無裂紋、燒穿、咬邊、氣孔、夾渣等缺陷，并應及時清除焊渣。

4.3.7 各緊固聯(lián)接應牢固、可靠，所有緊固件均應具有防腐蝕鍍層或涂層，緊固聯(lián)接應采取防松措施。

4.3.8 結(jié)構(gòu)各結(jié)合處及門的縫隙應勻稱，門的開啟、關(guān)閉應靈活自如，鎖緊可靠。門的開啟角度應不小于 90°。

4.3.9 控制柜應提供可靠的鎖具、鉸鏈及外殼防護。

4.3.10 控制柜具備防盜性能，所有的裝配螺釘應從機柜內(nèi)部拆卸。

4.3.11 戶外安裝的控制柜應安裝防雨帽，防止雨水進入柜內(nèi)。

4.4  控制柜材料

4.3.1 控制柜材料宜采用優(yōu)質(zhì)冷軋鋼板，也可采用復合材料。柜體外表面和內(nèi)表面宜采用粉末噴涂。對于高污染地區(qū)，控制柜材料可采用不銹鋼。

4.3.2 用于控制柜的金屬材料應具備抗腐蝕和電化學反應的能力。

4.3.3 用于控制柜的非金屬材料應無脫層、空洞等缺陷。在經(jīng)腐蝕性液體試驗后無應力裂紋、無涂層剝落、無蛻皮、無顏色改變。

4.3.4 非金屬零部件（包括絕緣電線、電纜和發(fā)泡材料）應為自熄性材料，其阻燃性應能通過阻燃試驗的要求。

4.3.5 所有外露非金屬制件應能抵抗紫外線，經(jīng)過模擬太陽輻射試驗后，無裂紋、針孔、破損等現(xiàn)象。

4.4 保護功能

4.4.1反映電流上升率和電流增量的保護

裝置能利用電流上升率和電流增量作為判據(jù)，在被保護系統(tǒng)發(fā)生短路故障初期及時的切斷短路電流，從而更加有效地保護整個供電系統(tǒng)和機車的安全運行。

上升率保護分為近端短路電流上升率保護和遠端短路電流上升率保護。當保護裝置安裝點附近發(fā)生短路故障時，電流的上升率很大，穩(wěn)態(tài)短路電流值較大；當遠端發(fā)生短路故障時，電流的上升率較小，穩(wěn)態(tài)短路電流也小很多，通常與電車啟動或通過接觸網(wǎng)分段時的電流瞬時峰值相近，甚至小于該電流。

4.4.2 過電流速斷保護

針對觸網(wǎng)或直流饋線段發(fā)生的瞬時或金屬性直流正負級短路時裝置能進行速斷保護，并且其定值設(shè)定可以和斷路器自帶瞬動保護配合。

4.4.3 過電流延時保護

針對觸網(wǎng)上發(fā)生較大負荷短時間運行導致觸網(wǎng)過熱退火時，裝置能作出判斷，并根據(jù)設(shè)定的過流延時保護定值進行保護，且同時具有兼顧非金屬性短路和部分遠區(qū)短路保護功能。

4.4.4熱過載保護

裝置能用于消除熱過負荷故障，而非短路故障。即根據(jù)接觸網(wǎng)上流過的電流來計算接觸網(wǎng)的發(fā)熱量，根據(jù)接觸網(wǎng)的熱負荷特性及環(huán)境條件推算出接觸網(wǎng)的溫度。當測量的累積熱量超過閾值，保護裝置給出相應的報警信息或跳閘指令并閉鎖斷路器合閘回路。斷路器跳閘后，接觸網(wǎng)逐漸冷卻，當溫度進一步下降，低于返回熱容量，則解除熱過載保護閉鎖斷路器合閘回路。

4.4.5 框架泄漏保護功能

負極柜內(nèi)設(shè)置低阻抗框架保護裝置?？蚣鼙Ｗo裝置用于保護直流牽引供電系統(tǒng)設(shè)備，即整流器、直流進線柜、直流饋線柜?？蚣苄孤┍Ｗo裝置由一套電流元件（包括電流采集裝置）和一套電壓元件（包括電壓采集裝置）組成。

框架保護裝置耐受容量滿足10kA、200ms的要求，電壓元件可當?shù)赝度?切除，并可分別整定為報警和跳閘二段。

框架保護動作跳閘后，跳開的交流10kV饋線開關(guān)、直流750V進線開關(guān)和直流750V饋線開關(guān)，并閉鎖上述開關(guān)的合閘功能。只有當故障消失，當?shù)貜蜌w框架保護后，斷路器才能合閘。

 框架保護的電流保護與電壓保護分別設(shè)置保護出口和出口繼電器。

4.4.6 自動重合閘功能

根據(jù)上述所裝設(shè)的幾種保護，一旦保護動作后可通過自動重合閘進行矯正。如果導致保護動作的故障是瞬時性的，則可通過自動重合閘來保證觸網(wǎng)供電的連續(xù)性。如果存在的是性或長時間短路故障，自動重合閘多次動作失敗后閉鎖合閘回路，防止在故障狀態(tài)下對斷路器進行合閘，只有進行人工復歸后才能解除閉鎖。

4.4.7整流器保護

在每臺整流器內(nèi)設(shè)置下述保護：內(nèi)部短路保護、換相過電壓保護、交流側(cè)過電壓保護、直流側(cè)過電壓保護、外部短路保護、溫度保護。

4.4.8內(nèi)部短路保護

每個整流二極管串聯(lián)一個快速熔斷器，當二極管失去單向?qū)ㄐ阅軙r產(chǎn)生變壓器二相短路，回路中將產(chǎn)生短路電流，此時由二極管熔絲熔斷來保護?？焖偃蹟嗥鲙в薪狱c，熔斷后能給出信號用于報警或跳閘。當一個臂內(nèi)只有一個熔絲熔斷時，發(fā)出報警信號，超出一個時發(fā)出跳閘信號。

4.4.9 換相過電壓保護

用阻容吸收電路防止換相過電壓損壞二極管。

4.4.10 交流側(cè)過電壓保護

在交流側(cè)加RC 過電壓抑制回路，防止交流側(cè)開關(guān)操作或變壓器感應產(chǎn)生過電壓損壞二極管。

4.4.11 直流側(cè)過電壓保護

在直流側(cè)加裝RC 過電壓抑制回路和放電回路，防止直流快速開關(guān)或斷路器開合時產(chǎn)生操作過電壓損壞二極管，并在整流器輸出端并聯(lián)一個壓敏電阻，抑制殘余的過電壓。

4.4.12 外部短路保護

當直流側(cè)短路，直流快速開關(guān)正常分斷時，整流器中硅元件及快速熔斷器均不會損壞；如直流快速開關(guān)拒動，由牽引變壓器一次側(cè)的交流斷路器開斷短路電流，整流器中硅元件及快速熔斷器也不會損壞。

4.4.13 溫度保護

在整流器元件散熱器上設(shè)置溫度傳感器，用于監(jiān)視元件散熱器的溫度，并發(fā)出報警信號。

4.4.14  整流變壓器的電氣保護

4.5 信息采集功能

4.5.1 采集斷路器和隔離開關(guān)的位置信號

4.5.2電流、電壓等模擬量采集

4.5.3 斷路器過流故障指示

4.5.4開關(guān)柜內(nèi)的事故、報警信號

4.5.5 整流系統(tǒng)（包括整流系統(tǒng)進線電源、整流變壓器、整流柜、直流開關(guān)柜等）各種控制信號、工作狀態(tài)、歷史數(shù)據(jù)的采集和控制

4.6 控制功能

可在當?shù)?遠方對整流系統(tǒng)（包括整流系統(tǒng)進線電源、整流變壓器、整流柜、直流開關(guān)柜等）進行操作控制 ，數(shù)據(jù)庫正規(guī)含有遠程數(shù)據(jù)通訊控制功能。

4.3.5  數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)柜

5.  絕緣性能

5.1 絕緣電阻

在正常運行條件下，控制柜的外引帶電部分和外露非帶電金屬部分及外殼之間，以及電氣上無聯(lián)系的各回路之間，用 1000V 直流兆歐表測量其絕緣電阻值，應不低于 20MΩ。

5.2 介電強度

在正常運行條件下，控制柜能承受交流 50Hz、2000V，歷時 1min 工頻耐壓試驗，無擊穿閃絡(luò)及元器件損壞現(xiàn)象。工頻試驗電壓值按表 4.5-1 選擇，也可以采用直流試驗電壓，其值應為規(guī)定工頻試驗電壓的 1.4 倍。

表 4. 5-1 各回路試驗電壓要求

5.3  沖擊電壓

在正常運行條件下，控制柜的工作電源回路、輸出觸點等回路對地，以及回路之間，應能承受 1.2/50us

的標準雷電波的短時沖擊電壓試驗，試驗電壓為 5000V。

6.  耐氣候性能

控制柜應能承受下表中嚴酷等級 1 級的氣候試驗。試驗后，用目測檢驗內(nèi)部零件，判定是否合格， 應無銹蝕、裂紋或其他損壞，無水進入。鉸鏈、鎖和把手等應處于工作條件。按照下表中的 i 項的試驗應證明冰霜可能接近內(nèi)部零件，但沒有導致防護等級降低的損壞。

表 4. 6-1 環(huán)境等級 1 和等級 2 的氣候條件

7.  溫濕度調(diào)節(jié)性能

控制柜應對柜內(nèi)溫度、濕度具有調(diào)節(jié)和控制能力。通過調(diào)節(jié)，柜內(nèi)溫度應保持在＋5℃以上，柜內(nèi)溫度不超過柜外環(huán)境溫度，柜內(nèi)濕度應保持在 90％以下，以滿足柜內(nèi)智能電子設(shè)備正常工作的環(huán)境條件，避免大氣環(huán)境的惡劣導致的智能電子設(shè)備誤動或拒動行為。

控制柜內(nèi)應配置加熱器，防止柜內(nèi)出現(xiàn)凝露。

控制柜頂部應加裝隔熱材料，阻止太陽輻射對機柜內(nèi)部的影響。

控制柜宜采用自然通風方式。柜內(nèi)空氣循環(huán)為下進風，上出風?？刂乒竦鬃叨葢?00mm， 以確保空氣流入不受阻。進、出風口內(nèi)側(cè)應配置可拆卸的濾網(wǎng)。柜內(nèi)設(shè)備布置時應考慮預留風道的位置。在環(huán)境溫度較高的地區(qū)，可配置換氣扇進行主動換氣。換氣扇應采用 AC220V 供電， 振動、噪音及電磁干擾不影響控制柜內(nèi)智能電子設(shè)備的可靠性。

雙層控制柜外壁宜上下不封口，形成自然風冷風道。

在環(huán)境溫度寒冷的地區(qū)，柜體內(nèi)六面應鋪設(shè)阻燃型保溫層，保溫材料選用導熱系數(shù)小，比重輕， 阻燃，無毒，防水性好和耐腐蝕的產(chǎn)品。

 在環(huán)境溫度炎熱的地區(qū)，可在控制柜頂部加裝鋁散熱片，加強傳導散熱。

8.  告警功能

控制柜的溫度、濕度控制系統(tǒng)應具有告警功能，能夠?qū)囟?、濕度傳感器及控制器?zhí)行元件的異常工作狀態(tài)進行告警。

報警信號應包括對下述行為的監(jiān)視：凝露控制器異常、溫度控制器異常、加熱器異常、換氣扇異常等。

溫度控制系統(tǒng)中發(fā)生溫度傳感器、換氣扇、低溫控制加熱器損壞時，溫度控制系統(tǒng)應能發(fā)出異常告警信息。

濕度控制系統(tǒng)中發(fā)生濕度傳感器、加熱器損壞時，濕度控制系統(tǒng)應能發(fā)出異常告警信息。

9.   機械性能

9.1 控制柜在經(jīng)過振動、沖擊和碰撞等機械試驗后，不應出現(xiàn)下列缺陷：

9.1.1出現(xiàn)影響形狀、配合和功能的變形或損壞；

9.1.2脫層、翹曲、戳穿和變形；

9.1.3密封部位的膨脹、開裂、脫落；

9.1.4安裝件、緊固件的彎曲、松動、移位或損壞；

9.1.5門、蓋板等活動部件轉(zhuǎn)動不靈活、關(guān)（鎖）不住、卡死。

9.2 接線、回路布置要求

9.2.1控制柜的設(shè)計應滿足光纜、電纜由柜底引入的要求。

9.2.2柜內(nèi)應配置足夠端子排。端子排、電纜夾頭、電纜走線槽均應由阻燃型材料制造。端子排的安裝位置應便于接線，距柜底不小于 300mm，距柜頂不小于 150mm。每組端子排應留有不少于端子總量 15％的備用端子。端子排上的操作回路引出線與操作電源不能接在相鄰的端子上，直流電源正、負極也不能接在相鄰端子上。

9.3 控制柜內(nèi)應留有安裝光纖熔接盒的位置。

10.   接地

控制柜內(nèi)宜設(shè)置截面不小于 100mm2 的接地銅排，并使用截面不小于 100mm2 的銅纜和電纜溝道內(nèi)的接地網(wǎng)連接?？刂乒駜?nèi)裝置的接地端子應用截面不小于 4mm2 的多股銅線和接地銅排連接。

11. 柜內(nèi)照明

控制柜內(nèi)應設(shè)有照明設(shè)施。

12. 防護等級

戶外控制柜的外殼防護等級應符合 IP55，戶內(nèi)控制柜的外殼防護等級應符合 IP40。

13. 技術(shù)服務

13.1應提供的技術(shù)文件

13.2經(jīng)具有委認可的設(shè)備質(zhì)檢部門出具的產(chǎn)品型式試驗質(zhì)檢報告。

13.4產(chǎn)品的 ISO9000（GB/T 1900）質(zhì)量保證體系文件，能夠證明該質(zhì)量保證體系經(jīng)過并且正常運轉(zhuǎn)。

14. 應提供的資料

14.1 控制柜的安裝布置圖，包括柜體尺寸和安裝尺寸；

14.2 控制柜內(nèi)元件的原理接線及其說明；

14.3 柜內(nèi)光纖、電纜的連接要求等；

14.4 其他資料和說明手冊，主要包括：

控制柜的裝配、運行、檢驗、維護、零件清單、推薦的部件以及型號等方面的說明；

試驗設(shè)備及專用工具的說明和有關(guān)注意事項；

控制柜的正常試驗、運行維護、故障診斷的說明。

15. 技術(shù)配合

現(xiàn)場安裝/投運的合作和管理。

提供設(shè)備的現(xiàn)場驗收、測試方案和技術(shù)指標。

其它約定配合工作。

定貨須知

定貨須注明產(chǎn)品名稱、型號、數(shù)量、設(shè)備規(guī)格，

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