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(wù)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(kuò)建、改建工程可參照執(zhí)行。

2. 設(shè)計(jì)引用標(biāo)準(zhǔn)

GB50070-2009《礦山電力設(shè)計(jì)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(dǎo)體變流器》

GB/T17626      《電磁兼容 試驗(yàn)和測量技術(shù)》

GB/T13422-1992  《半導(dǎo)體電力變流器電氣試驗(yàn)方法》

IEC60146        《半導(dǎo)體變流器》

IEC60255        《電氣保護(hù)繼電器》

EN50123-7     《直流牽引系統(tǒng)測量、控制與保護(hù)》

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(dǎo)則》

GB2887-1989       《計(jì)算機(jī)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(biāo)準(zhǔn) 電力負(fù)荷管理系統(tǒng)通用技術(shù)條件》

GB4208－1993      《外殼防護(hù)等級（IP代碼）》

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

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

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

GB/T 2423.9-2001   《電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)  第2部分：試驗(yàn)方法  試驗(yàn)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(yàn)》

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(yàn)》

GB/T 17626.3-2006 《射頻電磁場輻射抗擾度試驗(yàn)》

GB/T 17626.4-2008 《電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗(yàn)》

GB/T 17626.5-1999 《浪涌（沖擊）抗擾度試驗(yàn)》

GB/T 17626.8-2006 《工頻磁場抗擾度試驗(yàn)》

GB/T 17626.10-1998 《阻尼振蕩磁場抗擾度試驗(yàn)》

GB/T 17626.11-1999 《電源中斷抗擾度試驗(yàn)》

GB/T 17626.12-1998 《振蕩波抗擾度試驗(yàn)》

JB/Z19582.1-2004   《Modbus應(yīng)用協(xié)議》

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

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

JB/T10308.3-2005   《測量和控制數(shù)字?jǐn)?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(jī)械結(jié)構(gòu) 戶外機(jī)殼 第 2 部分：箱體和機(jī)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(yīng)為前后開門，便于設(shè)備安裝和連接。

4.3.3 控制柜應(yīng)留有地腳安裝孔。

4.3.4 控制柜應(yīng)設(shè)有便于產(chǎn)品運(yùn)輸?shù)钠鸬踉O(shè)施。

4.3.5 控制柜應(yīng)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(yīng)整潔、美觀，各焊口應(yīng)無裂紋、燒穿、咬邊、氣孔、夾渣等缺陷，并應(yīng)及時(shí)清除焊渣。

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

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

4.3.9 控制柜應(yīng)提供可靠的鎖具、鉸鏈及外殼防護(hù)。

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

4.3.11 戶外安裝的控制柜應(yīng)安裝防雨帽，防止雨水進(jìn)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(fù)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(yīng)具備抗腐蝕和電化學(xué)反應(yīng)的能力。

4.3.3 用于控制柜的非金屬材料應(yīng)無脫層、空洞等缺陷。在經(jīng)腐蝕性液體試驗(yàn)后無應(yīng)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(yīng)為自熄性材料，其阻燃性應(yīng)能通過阻燃試驗(yàn)的要求。

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

4.4 保護(hù)功能

4.4.1反映電流上升率和電流增量的保護(hù)

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

上升率保護(hù)分為近端短路電流上升率保護(hù)和遠(yuǎn)端短路電流上升率保護(hù)。當(dāng)保護(hù)裝置安裝點(diǎn)附近發(fā)生短路故障時(shí)，電流的上升率很大，穩(wěn)態(tài)短路電流值較大；當(dāng)遠(yuǎn)端發(fā)生短路故障時(shí)，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(shí)的電流瞬時(shí)峰值相近，甚至小于該電流。

4.4.2 過電流速斷保護(hù)

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

4.4.3 過電流延時(shí)保護(hù)

針對觸網(wǎng)上發(fā)生較大負(fù)荷短時(shí)間運(yùn)行導(dǎo)致觸網(wǎng)過熱退火時(shí)，裝置能作出判斷，并根據(jù)設(shè)定的過流延時(shí)保護(hù)定值進(jìn)行保護(hù)，且同時(shí)具有兼顧非金屬性短路和部分遠(yuǎn)區(qū)短路保護(hù)功能。

4.4.4熱過載保護(hù)

裝置能用于消除熱過負(fù)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(jì)算接觸網(wǎng)的發(fā)熱量，根據(jù)接觸網(wǎng)的熱負(fù)荷特性及環(huán)境條件推算出接觸網(wǎng)的溫度。當(dāng)測量的累積熱量超過閾值，保護(hù)裝置給出相應(yīng)的報(bào)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(dāng)溫度進(jìn)一步下降，低于返回?zé)崛萘浚瑒t解除熱過載保護(hù)閉鎖斷路器合閘回路。

4.4.5 框架泄漏保護(hù)功能

負(fù)極柜內(nèi)設(shè)置低阻抗框架保護(hù)裝置?？蚣鼙Ｗo(hù)裝置用于保護(hù)直流牽引供電系統(tǒng)設(shè)備，即整流器、直流進(jìn)線柜、直流饋線柜。框架泄漏保護(hù)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(hù)裝置耐受容量滿足10kA、200ms的要求，電壓元件可當(dāng)?shù)赝度?切除，并可分別整定為報(bào)警和跳閘二段。

框架保護(hù)動作跳閘后，跳開的交流10kV饋線開關(guān)、直流750V進(jìn)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(dāng)故障消失，當(dāng)?shù)貜?fù)歸框架保護(hù)后，斷路器才能合閘。

 框架保護(hù)的電流保護(hù)與電壓保護(hù)分別設(shè)置保護(hù)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(hù)，一旦保護(hù)動作后可通過自動重合閘進(jìn)行矯正。如果導(dǎo)致保護(hù)動作的故障是瞬時(shí)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(shí)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(jìn)行合閘，只有進(jìn)行人工復(fù)歸后才能解除閉鎖。

4.4.7整流器保護(hù)

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

4.4.8內(nèi)部短路保護(hù)

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

4.4.9 換相過電壓保護(hù)

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(hù)

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(yīng)產(chǎn)生過電壓損壞二極管。

4.4.11 直流側(cè)過電壓保護(hù)

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(shí)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(gè)壓敏電阻，抑制殘余的過電壓。

4.4.12 外部短路保護(hù)

當(dāng)直流側(cè)短路，直流快速開關(guān)正常分?jǐn)鄷r(shí)，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(hù)

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(bào)警信號。

4.4.14  整流變壓器的電氣保護(hù)

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(bào)警信號

4.5.5 整流系統(tǒng)（包括整流系統(tǒng)進(jìn)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(dāng)?shù)?遠(yuǎn)方對整流系統(tǒng)（包括整流系統(tǒng)進(jìn)線電源、整流變壓器、整流柜、直流開關(guān)柜等）進(jìn)行操作控制 ，數(shù)據(jù)庫正規(guī)含有遠(yuǎn)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(yùn)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(yīng)不低于 20MΩ。

5.2 介電強(qiáng)度

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

表 4. 5-1 各回路試驗(yàn)電壓要求

5.3  沖擊電壓

在正常運(yùn)行條件下，控制柜的工作電源回路、輸出觸點(diǎn)等回路對地，以及回路之間，應(yīng)能承受 1.2/50us

的標(biāo)準(zhǔn)雷電波的短時(shí)沖擊電壓試驗(yàn)，試驗(yàn)電壓為 5000V。

6.  耐氣候性能

控制柜應(yīng)能承受下表中嚴(yán)酷等級 1 級的氣候試驗(yàn)。試驗(yàn)后，用目測檢驗(yàn)內(nèi)部零件，判定是否合格， 應(yīng)無銹蝕、裂紋或其他損壞，無水進(jìn)入。鉸鏈、鎖和把手等應(yīng)處于工作條件。按照下表中的 i 項(xiàng)的試驗(yàn)應(yīng)證明冰霜可能接近內(nèi)部零件，但沒有導(dǎo)致防護(hù)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(dǎo)致的智能電子設(shè)備誤動或拒動行為。

控制柜內(nèi)應(yīng)配置加熱器，防止柜內(nèi)出現(xiàn)凝露。

控制柜頂部應(yīng)加裝隔熱材料，阻止太陽輻射對機(jī)柜內(nèi)部的影響。

控制柜宜采用自然通風(fēng)方式。柜內(nèi)空氣循環(huán)為下進(jìn)風(fēng)，上出風(fēng)?？刂乒竦鬃叨葢?yīng)≥100mm， 以確?？諝饬魅氩皇茏?。進(jìn)、出風(fēng)口內(nèi)側(cè)應(yīng)配置可拆卸的濾網(wǎng)。柜內(nèi)設(shè)備布置時(shí)應(yīng)考慮預(yù)留風(fēng)道的位置。在環(huán)境溫度較高的地區(qū)，可配置換氣扇進(jìn)行主動換氣。換氣扇應(yīng)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(fēng)冷風(fēng)道。

在環(huán)境溫度寒冷的地區(qū)，柜體內(nèi)六面應(yīng)鋪設(shè)阻燃型保溫層，保溫材料選用導(dǎo)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(qiáng)傳導(dǎo)散熱。

8.  告警功能

控制柜的溫度、濕度控制系統(tǒng)應(yīng)具有告警功能，能夠?qū)囟取穸葌鞲衅骷翱刂破鲌?zhí)行元件的異常工作狀態(tài)進(jìn)行告警。

報(bào)警信號應(yīng)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(shí)，溫度控制系統(tǒng)應(yīng)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(shí)，濕度控制系統(tǒng)應(yīng)能發(fā)出異常告警信息。

9.   機(jī)械性能

9.1 控制柜在經(jīng)過振動、沖擊和碰撞等機(jī)械試驗(yàn)后，不應(yīng)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(jì)應(yīng)滿足光纜、電纜由柜底引入的要求。

9.2.2柜內(nèi)應(yīng)配置足夠端子排。端子排、電纜夾頭、電纜走線槽均應(yīng)由阻燃型材料制造。端子排的安裝位置應(yīng)便于接線，距柜底不小于 300mm，距柜頂不小于 150mm。每組端子排應(yīng)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(fù)極也不能接在相鄰端子上。

9.3 控制柜內(nèi)應(yīng)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(yīng)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(yīng)設(shè)有照明設(shè)施。

12. 防護(hù)等級

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

13. 技術(shù)服務(wù)

13.1應(yīng)提供的技術(shù)文件

13.2經(jīng)具有委認(rèn)可的設(shè)備質(zhì)檢部門出具的產(chǎn)品型式試驗(yàn)質(zhì)檢報(bào)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(yùn)轉(zhuǎn)。

14. 應(yīng)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(yùn)行、檢驗(yàn)、維護(hù)、零件清單、推薦的部件以及型號等方面的說明；

試驗(yàn)設(shè)備及專用工具的說明和有關(guān)注意事項(xiàng)；

控制柜的正常試驗(yàn)、運(yùn)行維護(hù)、故障診斷的說明。

15. 技術(shù)配合

現(xiàn)場安裝/投運(yùn)的合作和管理。

提供設(shè)備的現(xiàn)場驗(yàn)收、測試方案和技術(shù)指標(biāo)。

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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