TBT3251-2010 轨道交通 绝缘配合(第1-2部分)-(高清无水印).pdf
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1、ICS 45060 S45 TB 中华人民共和国铁道行业标准 TBT 325112010 轨道交通绝缘配合 第 1 部分:基本要求 电工电子设备的电气间隙和爬电距离 Railway applications-Insulation coordination Part 1:Basic requirements-Clearances and creepage distances for all electrical and electronic equipment(IEC 624971:2010,MOD)201101-12 发布 20”一 0701 实施 中华人民共和国铁道部发布 TBT 32511
2、2010 目 次 前 言 引 言 l 范 围 2 规范性引用文件-3 术语和定义 V,2 31 电气间隙 一 2 32 爬电距离 2 3 3 部分 -2 34 电压 2 35 过电压 3 3 6 绝缘 一 4 4 绝缘配合的基础-4 41 基本原理 一 4 42 电压及其额定值 -。5 43 承受电压应力的时间 6 44 污染 6 45 绝缘材料 7 5 电气间隙的要求和尺寸确定规则 7 51 概述 -7 52 最小电气间隙 7 53 意外情况 -8 6 爬电距离的尺寸确定规则 8 61 概述 -一 8 62 最小爬电距离 8 7 试验和测量:-8 71 概述 8 72 爬电距离和电气间隙的测
3、量 9 73 通过冲击电压试验验证电气间隙 9 74 通过工频电压试验验证电气间隙,9 75 通过直流电压试验验证电气间隙 8 轨道交通中的特殊要求 81 概述 82 信号设备的特殊要求 9加加m 83 机车车辆的特殊要求 8 4 地面装置的特殊要求 附录 A(规范性附录)表 附录 B(规范性附录)设备的型式及例行介电试验条款 nD伸 TBT 325112010 附录 C(规范性附录)电气间隙与爬电距离的测量方法 21 附 录 D(规 范 性 附 录)标 称 电 压U。与 额 定 绝 缘 电 压 U。之 间 的 相 互 关 系 25 附录E(资料性附录)宏观环境条件 -26 附录 F(资料性附
4、录)应用指南 -27 参考文献 -33 刖 吾 TBT 3251-20 LO(轨道交通绝缘配合由以下两部分组成:第 1 部分:基本要求电工电子设备的电气间隙和爬电距离;第 2 部分:过电压及相关防护。本部分是 TBT 32512010 的第 1 部分。本部分按照 GBT 1 12009 给出的规则起草。本部分使用重新起草法修改采用 IEC 624971:2010(轨道交通绝缘配合 第 1 部分:基本要求 电工电子设备的电气间隙和爬电距离(英文版)。本部分与 IEC 624971:2010 存在技术性差异,这些差异涉及的条款已通过在其外侧页边空白位 置的垂直单线(”进行了标识,其差异如下:将本标
5、准的应用范围进行了修改,适用于海拔 1 400 in 及以下(标称电压交流 1 000 V、直流 1 500 V 以上的高压电工电子设备)或海拔 2 000 m 及以下(低压电工电子设备)的信号设备、机车车辆设备和地面装置;附录 B23 增加了“注 2”以说明 1 rain 工频耐压试验参见 GBT 2141312008。与本部分中规范性引用文件有一致性对应关系的我国文件如下:GBT 4207-2003 固体绝缘材料相比漏电起痕指数和耐漏电起痕指数的确定方法(IEC)60112:1979,IDT);GBT 4585-2004 交流系统用高压绝缘子的人工污秽试验(IEC 60507:1991,I
6、DT);GBT 6553-2003 用于严酷环境条件下的电气绝缘材料一耐起痕和耐蚀损的试验方法(IEC 60587:1984,IDT);GBT 1692711999 高压试验技术第 1 部分:一般定义和试验要求(idt IEC 600601:1989);GBT 22707-2008 直流系统用高压绝缘子的人工污秽试验(IECTR 61245:1993,MOD);GBT 24338】一 2009 轨道交通电磁兼容第 1 部分:总则(IEC 622361:2003,IDT);GBT 2433832009 轨道交通 电磁兼容 第 31 部分:机车车辆 列车和整车(IEC 62236i 31:2003
7、,IDT);,GBT 2433842009 轨道交通 电磁兼容 第 32 部分:机车车辆 设备(IEC 62236 32:2003,MOD);GBT 2433852009 轨道交通 电磁兼容 第 4 部分:信号和通信设备的发射与抗扰度(IEC 622364:2003,IDT);-GBT 2433862009 轨道交通 电磁兼容第 5 部分:地面供电装置和设备的发射与抗扰 度(IEC 622365:2003,IDT)。本部分由南车株洲电力机车研究所有限公司提出并归口。本部分负责起草单位:株洲南车时代电气股份有限公司。本部分参加起草单位:南车四方机车车辆股份有限公司、永济新时速电机电器有限责任公司
8、、中国 北车集团大连机车车辆有限公司。本部分主要起草人:胡家喜、严云升、王肃清、邓学寿、马文俊、罗君、郝凤荣。TBT 325112010 引 言 考虑到轨道交通的特定条件,而且轨道交通电气设备包含在 IEC 60071(由 IECTC 28 起草)及 IEC 606641(由 IECTC 109 起草)的适用范围之内,所以从这些文件及 IEC 600771(由 IECTC 9 起草)中抽取相关内容,形成单独的参考文件,作为整个轨道交通领域绝缘配合的基础标准。TBT 325112010 轨道交通绝缘配合第 1 部分:基本要求 电工电子设备的电气间隙和爬电距离 1 范 围 本部分规定了轨道交通应用
9、中的绝缘配合,适用于海拔 1 400 nl 及以下(标称电压交流 1 000 V、直 流 1 500 V 以上的高压电工电子设备)或海拔 2 000111 及以下(低压电工电子设备)的信号设备、机车车 辆设备和地面装置。绝缘配合是设备之间及设备内部各部件之间绝缘的选择、尺寸确定和相互关系,在确定绝缘尺寸 时应考虑电气应力和环境条件,当电气应力和环境条件相同时,所确定的绝缘尺寸也相同。绝缘配合的目的是避免不必要的过大的绝缘尺寸。本部分规定了:设备的电气间隙和爬电距离要求;绝缘配合试验的一般要求。上述术语“设备”指 33 所定义的“部分”,它可适用于系统、子系统、设备、设备的一部分,或者是等 电位
10、线的一种物理实现。本部分不涉及:通过固体或液体的绝缘距离;通过除空气之外的其他气体的绝缘距离;通过非大气压下的空气的绝缘距离;在极端条件下使用的设备。产品标准应符合本通用标准。然而,由于安全性和可靠性原因,如信号设备;或由于产品本身特殊的操作环境,如架空线应符合 已有的标准或规定(如 EN 50119),产品标准需作调整以满足不同的要求。本部分规定了设备的介电试验(型式试验或例行试验),见附录 B。注:对于安全要求严格的系统,需作特殊要求,这些要求在产品特定的信号标准 IEC 62425 里有规定。2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注 13 期的
11、版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。IEC 600601 高压试验技术 第 l 部分:一般定义和试验要求(Hi 曲一 vokage test techniquesPart 。l:General definitions and test raquirements)IEC 60071 一 l 绝缘配合第 1 部分:定义、原理和规则(Insulation coordinationPart 1:Definitions,principles and rules)IEC 60112 固体绝缘材料相比电痕化指数和耐电痕化指数的确定方法(Method for
12、 the determina-tion of the proof and the comparative tracking indices of solid insulating materials)IEC 60507 交流系统用高压绝缘子的人工污秽试验(Artificial pollution tests on highvoltage insula tors to be used on acsystems)IEC 60587 用于严酷环境条件下的电气绝缘材料一耐起痕和耐蚀损的试验方法(Electrical insula-ring materials used under severe amb
13、ient conditions-Test methods for evaluating resistance to tracking and ero 一】TBT 325112010 sion)IEC 60850:2007 轨道交通 牵引供电系统电压(Railway applicationsSupply voltages of traction systems)IEC 61245 直流系统用高压绝缘子的人工污秽试验(Artificial pollution tests on highvoltage insula tots to be used on dcsystems)IEC 61992 一 l
14、:2006 轨道交通 地面装置 直流开关设备 第 1 部分:总则(Railway applications Fixed installations-DC switchgearPart 1:General)IEC 62236(所有部分)轨道交通电磁兼容(Railway applicationsElectromagnetic compatibility)EC 50119 轨道交通地面装置电力牵引架空接触网(Railway applicationsFixed installationsE lectric traction overhead contact lines)3 术语和定义 下列术语和定义适
15、用于本文件。注:本部分术语的应用按如下优先顺序定义:以下给出的定义;IEc 606641 给出的定义;除 IEC 606641 外在第 2 章中其他引用文件给出的定义。31 电气间隙 clearance 两导电部分之间在空气中的最短距离。32 爬电距离 creepage distance 两导电部分之间沿绝缘材料表面的最短距离。33 部 分 331 部分 section 具有绝缘配合所需的自身电压定额的电路系统的一部分。部分分为两种类型:接地部分和悬浮部分。332 接地部分 earthed section 与大地相连或通过不会中断的电路与车体相连的部分。-333 悬浮部分 floating s
16、ection 与大地或车体隔离的部分。注 1:一个部分可能受其邻近部分的电气影响。注 2:电路的某个特定点可看作一个部分。34 电 压 341 标称电压 nominal voltage(U)用于标示或识别一个给定供电系统合适的近似电压值。342 工作电压 working voltage 在最高持续电压作用下,任一跨过绝缘的两点间出现的最大方均根交流电压值或最大直流电 2 TBT 325112010 压值。注:“持续”表示电压的持续时间超过 5 rain,如 IEC 60850 中对 U。的定义。343 额定电压 rated voltage 器材、装置或设备在规定的操作和性能特性下的电压值,由制
17、造商给出。注:设备可有一个以上的额定电压或一个额定电压范围。34 4 额定绝缘电压 rated insulation voltage(UN。)设备或其某个部件耐受电压的方均根值,以表征其绝缘规定的持续(超过 5 rain)电压耐受能力,由 制造商给出。注 1:U,。指设备某一带电部件对地或对另一带电部件之间的电压,对于机车车辆地指车体。注 2:对于应用于轨道交通的电路、系统和子系统,额定绝缘电压指“设备最高电压”。注 3:U 一。大于或等于工作电压,所以对于直接与接触网相连的电路,UN大于或等于 IEC 60850 定义的 U 。注 4:U不一定与额定电压相等,额定电压主要与工作性能有关。34
18、5 工作峰值电压 working peak voltage 设备中任何特定绝缘之间的最高电压值。346 再现峰值电压 recurring peak voltage 由于交流电压畸变或直流电压叠加交流分量导致电压波形出现周期性偏移的最高峰值电压。注:随机的过电压(如由于偶尔操作产生的过电压)不认为是再现峰值电压。347 额定冲击电压 rated impulse voltage(UN。)制造商对设备或其某个部件规定的冲击耐受电压值,以表征其绝缘规定的瞬时过电压耐受能力。注:u大于或等于工作峰值电压。35 过电压 overvoltage 峰值大于正常工作条件下最高稳态电压峰值的任何电压。351 暂时
19、过电压 temporary overvoltage 由于电压变化导致的持续时间相对较长的过电压。注:暂时过电压与负载网络无关,其特性用电压时间曲线来描述。35 2 瞬时过电压 transient overvoltage 由于电流传递导致的持续时间只有几毫秒或更短的短时过电压。注:瞬时过电压由负载网络决定,不能用电压时间曲线来描述萁特性,瞬时过电压圭要是电流从电源传递至负载(网络)的结果。两种特殊的瞬时过电压定义如下:353 操作过电压 switching over,coltage 由于特定通断操作或故障通断,在系统任何位置出现的瞬时过电压。35 4 雷电过电压 lightning overvo
20、ltage 由于特定的雷电放电,在系统任何位置出现的瞬时过电压。1 TBT 325112010 注:3 5 的定义与 IEC 606641 和EC 60850 的定义一致。此处根据电压变化或电流传递与时间的关系对瞬时过电压和暂时过电压进行了明确区分,而 IEC 606641 对此并 束加以考虑。IEC 60850 定义的适用于接触网的长时限(通常为 20 ms 到 1 s)过电压等同于此处的暂时过电压。36 绝 缘 3 61 功能绝缘 functional insulation 导电部分之间仅适用于设备特定功能所需要的绝缘。362 基本绝缘 basic insulation 带电部分上用于防电
21、击基本保护的绝缘。363 附加绝缘 supplementary insulation 基本绝缘之外独立设置的绝缘,用于基本绝缘失效时提供防电击保护。364 双重绝缘 double insulation 由基本绝缘和附加绝缘组成的绝缘。365 加强绝缘 reinforced insulation 带电部分设置的一种单独的绝缘系统,用于提供与双重绝缘等效的防电击保护。注:“单绝缘系统”并非指该绝缘系统由单一物质组成,它可包括几层绝缘,但各层不能像基本绝缘和附加绝缘那样 单独进行试验。4 绝缘配合的基础 41 基本原理 411 概 述 绝缘配合意指根据设备的使用及其与周围环境的关系来选择设备的电气绝
22、缘特性。只有当设备的设计基于预期寿命内所承受的电压应力时,才能实现绝缘配合。4 1 2 关于电压的绝缘配合 4121 概 述 应考虑以下内容:系统中可能出现的电压;设备产生的电压(该电压可能反过来影响系统中其他设备);设备预期的可用性等级;人身和财产安全,使由于电压应力而出现非预期事故的可能性不会导致无法接受的危害 风险:一控制和保护系统功能的安全;在轨旁电缆中产生的感应电压;绝缘表面的形状;爬电距离的朝向和位置;必要时考虑海拔。4122 关于持续交流或直流电压的绝缘配合 持续电压的绝缘配合主要基于:4 TBT 3251 12010 额定电压;额定绝缘电压;工作电压。除非产品标准另有规定,持续
23、电压的持续时间应超过 5 min。4。123 关于瞬时过电压的绝缘配合 瞬时过电压的绝缘配合主要依据两种控制类型的受控过电压的条件:内在控制:要求电气系统的特性能将预期瞬时过电压限制在规定水平的条件;保护控制:要求电气系统通过特定的过电压仰制措施能将预期瞬时过电压限制在规定水平的 条件。注 1:大型和复杂系统(如架空线)中的过电压由于受多种因素和多变因素的影响,只能通过统计方法来评定,尤其 对于大气过电压更是如此,这种方法适用于不管是通过内在控制或保护控制获得的受控条件。注 2:建议采用概率分析法来评定是否存在内在控制或是否需要保护控制。注 3:特定的过电压抑制措施可以是具有储能或耗能效果的器
24、件,在规定的条件下能够尤害的消耗掉预期位置上的 过电压能量。内在控制示例:通过沿绝缘体表面的闪络或架空线的火花放电间隙所实现的控制。保护控制示例:在没有操作过电压源干扰机车电路的情况下,利用该电路末端滤波器所实现的 控制。表 A3 第一列所示为绝缘配合采用的额定冲击电压优选值。4124 关于再现峰值电压的绝缘配合 应考虑固体绝缘内部或沿绝缘表面可能发生的局部放电的程度。413 关于环境条件的绝缘配合 在污染等级分类中应考虑绝缘的微观环境条件。微观环境条件主要取决于设备所处的宏观环境条件,在许多情况下微观环境和宏观环境是相同 的,但微观环境可能比宏观环境好或差,如外壳、加热、通风或灰尘会影响微观
25、环境。注:就污染而言,符合 GB 4208 规定等级的外壳已提供防护,不再需要改善微观环境。42 电压及其额定值 421 概 述 确认电位悬浮部分的工作电压时,需考虑最恶劣的情况,通常认为其接地或与其他部分相连。建议高压系统中避免出现电位悬浮部分。第 42 条中的电压指特定应用时规定的需求电压,与制造商对产品规定的额定电压不同。电路中的每个部分都定义了额定电压。422 额定绝缘电压 一个部分的额定绝缘电压不应低于该部分的最高工作电压或其邻近部分产生的最高工作 电压。对作用时间小于 5 min 的电压应力(如 IEC 60850 对 u。:。:的定义)应逐个加以考虑,尤其应注意电 压应力作用的时
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