ZBP200P直流系統數據柜技術規范

1. 范圍

本規范規定了直流牽引系統中智能數據控制柜的功能要求、安裝要求和技術服務等內容。

本規范適用于直流牽引系統內含智能數據控制的新建工程，其它擴建、改建工程可參照執行。

2. 設計引用標準

GB50070-2009《礦山電力設計規范》

GB/T 12173-2008《礦用一般型電氣設備》

GB14549-1993《電能質量 公用電網諧波》

GB/T3797-1998《電控設備  第二部分  裝有電子器件的電控設備》

GB/T 3859       《半導體變流器》

GB/T17626      《電磁兼容 試驗和測量技術》

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     《直流牽引系統測量、控制與保護》

DL/T814-2002      《配電自動化系統功能規范》

Q/GDW 231-2008   《無人值守變電站及監控中心技術導則》

GB2887-1989       《計算機場地技術條件》

GB/T13730-92      《地區電網數據采集與監控系統通用技術條件》

Q/GDW129-2005    《公司企業標準 電力負荷管理系統通用技術條件》

GB4208－1993      《外殼防護等級（IP代碼）》

GB/T 2421         《電工電子產品環境試驗  部分 總則》

GB/T 2423.1-2001   《電工電子產品環境試驗  第2部分：試驗方法  試驗A：低溫》

GB/T 2423.2-2001   《電工電子產品環境試驗  第2部分：試驗方法  試驗B：高溫》

GB/T 2423.9-2001   《電工電子產品環境試驗  第2部分：試驗方法  試驗Cb：設備用恒定濕熱》

GB/T 2423-2001    《電工電子產品環境試驗》

GB/T 16935.1-1997 《低壓系統內設備的絕緣配合  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應用協議》

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

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

JB/T10308.3-2005   《測量和控制數字數據通訊工業控制系統用現場總線 (Profibus-DP) 》

3.  使用環境條件

海拔高度：≤1000m；

環境溫度：-5℃～＋45℃（戶內）；

-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：以上環境條件可根據具體工程調整。

4.  技術要求

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《電子設備機械結構 戶外機殼 第 2 部分：箱體和機柜的協調尺寸》中尺寸系列的數值選擇。控制柜尺寸宜為 800（寬度）×600（深度）mm、1000（寬度）×800（深度）mm， 高度視柜內設備情況確定。

4.3  控制柜結構

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 控制柜應設有便于產品運輸的起吊設施。

4.3.5 控制柜應設有供調試、檢測接線用穿線孔。

4.3.6 結構組裝后應整潔、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，緊固聯接應采取防松措施。

4.3.8 結構各結合處及門的縫隙應勻稱，門的開啟、關閉應靈活自如，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。

4.4  控制柜材料

4.3.1 控制柜材料宜采用優質冷軋鋼板，也可采用復合材料。柜體外表面和內表面宜采用粉末噴涂。對于高污染地區，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，經過模擬太陽輻射試驗后，無裂紋、針孔、破損等現象。

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，在被保護系統發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生短路故障時，電流的上升率很大，穩態短路電流值較大；當遠端發生短路故障時，電流的上升率較小，穩態短路電流也小很多，通常與電車啟動或通過接觸網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

針對觸網或直流饋線段發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

針對觸網上發生較大負荷短時間運行導致觸網過熱退火時，裝置能作出判斷，并根據設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。即根據接觸網上流過的電流來計算接觸網的發熱量，根據接觸網的熱負荷特性及環境條件推算出接觸網的溫度。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

負極柜內設置低阻抗框架保護裝置。框架保護裝置用于保護直流牽引供電系統設備，即整流器、直流進線柜、直流饋線柜。框架泄漏保護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，電壓元件可當地投入/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、直流750V進線開關和直流750V饋線開關，并閉鎖上述開關的合閘功能。只有當故障消失，當地復歸框架保護后，斷路器才能合閘。

 框架保護的電流保護與電壓保護分別設置保護出口和出口繼電器。

4.4.6 自動重合閘功能

根據上述所裝設的幾種保護，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供電的連續性。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

在每臺整流器內設置下述保護：內部短路保護、換相過電壓保護、交流側過電壓保護、直流側過電壓保護、外部短路保護、溫度保護。

4.4.8內部短路保護

每個整流二極管串聯一個快速熔斷器，當二極管失去單向導通性能時產生變壓器二相短路，回路中將產生短路電流，此時由二極管熔絲熔斷來保護。快速熔斷器帶有接點，熔斷后能給出信號用于報警或跳閘。當一個臂內只有一個熔絲熔斷時，發出報警信號，超出一個時發出跳閘信號。

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 交流側過電壓保護

在交流側加RC 過電壓抑制回路，防止交流側開關操作或變壓器感應產生過電壓損壞二極管。

4.4.11 直流側過電壓保護

在直流側加裝RC 過電壓抑制回路和放電回路，防止直流快速開關或斷路器開合時產生操作過電壓損壞二極管，并在整流器輸出端并聯一個壓敏電阻，抑制殘余的過電壓。

4.4.12 外部短路保護

當直流側短路，直流快速開關正常分斷時，整流器中硅元件及快速熔斷器均不會損壞；如直流快速開關拒動，由牽引變壓器一次側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置溫度傳感器，用于監視元件散熱器的溫度，并發出報警信號。

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開關柜內的事故、報警信號

4.5.5 整流系統（包括整流系統進線電源、整流變壓器、整流柜、直流開關柜等）各種控制信號、工作狀態、歷史數據的采集和控制

4.6 控制功能

可在當地/遠方對整流系統（包括整流系統進線電源、整流變壓器、整流柜、直流開關柜等）進行操作控制 ，數據庫正規含有遠程數據通訊控制功能。

4.3.5  數據管理系統柜

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，無擊穿閃絡及元器件損壞現象。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部零件，但沒有導致防護等級降低的損壞。

表 4. 6-1 環境等級 1 和等級 2 的氣候條件

7.  溫濕度調節性能

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

控制柜內應配置加熱器，防止柜內出現凝露。

控制柜頂部應加裝隔熱材料，阻止太陽輻射對機柜內部的影響。

控制柜宜采用自然通風方式。柜內空氣循環為下進風，上出風。控制柜底座高度應≥100mm， 以確保空氣流入不受阻。進、出風口內側應配置可拆卸的濾網。柜內設備布置時應考慮預留風道的位置。在環境溫度較高的地區，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智能電子設備的可靠性。

雙層控制柜外壁宜上下不封口，形成自然風冷風道。

在環境溫度寒冷的地區，柜體內六面應鋪設阻燃型保溫層，保溫材料選用導熱系數小，比重輕， 阻燃，無毒，防水性好和耐腐蝕的產品。

 在環境溫度炎熱的地區，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、濕度控制系統應具有告警功能，能夠對溫度、濕度傳感器及控制器執行元件的異常工作狀態進行告警。

報警信號應包括對下述行為的監視：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。

溫度控制系統中發生溫度傳感器、換氣扇、低溫控制加熱器損壞時，溫度控制系統應能發出異常告警信息。

濕度控制系統中發生濕度傳感器、加熱器損壞時，濕度控制系統應能發出異常告警信息。

9.   機械性能

9.1 控制柜在經過振動、沖擊和碰撞等機械試驗后，不應出現下列缺陷：

9.1.1出現影響形狀、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、蓋板等活動部件轉動不靈活、關（鎖）不住、卡死。

9.2 接線、回路布置要求

9.2.1控制柜的設計應滿足光纜、電纜由柜底引入的要求。

9.2.2柜內應配置足夠端子排。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 控制柜內應留有安裝光纖熔接盒的位置。

10.   接地

控制柜內宜設置截面不小于 100mm2 的接地銅排，并使用截面不小于 100mm2 的銅纜和電纜溝道內的接地網連接。控制柜內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. 柜內照明

控制柜內應設有照明設施。

12. 防護等級

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

13. 技術服務

13.1應提供的技術文件

13.2經具有委認可的設備質檢部門出具的產品型式試驗質檢報告。

13.4產品的 ISO9000（GB/T 1900）質量保證體系文件，能夠證明該質量保證體系經過并且正常運轉。

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 控制柜內元件的原理接線及其說明；

14.3 柜內光纖、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；

試驗設備及專用工具的說明和有關注意事項；

控制柜的正常試驗、運行維護、故障診斷的說明。

15. 技術配合

現場安裝/投運的合作和管理。

提供設備的現場驗收、測試方案和技術指標。

其它約定配合工作。

定貨須知

定貨須注明產品名稱、型號、數量、設備規格，

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