GB/T 25121-2010 轨道交通 机车车辆设备 电力电子电容器

ICS29．280

S35

囝园

中华人民共和国国家标准

25121—2010

GB／T

轨道交通机车车辆设备

电力电子电容器

stock

Railwayapplications--Rollingequipment--

forelectronics

Capacitorspower

(IEC61881：1999，MOD)

201

2010-09-02发布1-02-01实施

宰瞀髁紫瓣譬矬瞥星发布中国国家标准化管理委员会况19

GB／T25121—2010

目次

前言……··……………-·………Ⅲ

l范围……·…···--·…--……··”I

2规范性引用文件…………··……·…”1

3术语和定义………···………·……………2

4使用条件…………·”·······--·············5

4．1正常使用条件……·……-一5

4．2非正常使用条件……·…………-··……-·-··…·……-…一6

5质量要求和试验………·…………--····-·················--····6

5．1试验要求……··………………·····························6

5．2试验类别………·．．························6

5．3电容值与tan3的测量……………·…·一···一···……······…7

5．4电容器损耗角正切(tan3)的测量·····……·····…··…8

5．5端子间的电压试验……………·“…··…-·--·-··…-········8

5．6端子与外壳间的交流电压试验…………····-··--…··…··8

5．7内部放电器件的试验……………·…·····…·…··…-··9

5．8密封性试验……………·--··-·-···-………·9

5．9浪涌放电试验··………………·…····………···--…·…-··9

5．10热稳定试验………·………····…-…·…···9

5．11自愈性试验··……·………·-··-··…--··一10

5．12谐振频率的测量………………·-··，············，·--·-··10

5．13环境试验………·-···-··············-··-····10

5．14机械试验………一······………··………11

5．15耐久性试验……··………………··………···………·一11

5．16破坏性试验……一-·……···…………···13

5．17熔丝的断开试验……………·…·……··……······16

5．18局部放电测量·…······…17

6最高允许电压…·…·…··……17

7安全要求……………一-·……18

7．1放电装置……·…··“··……18

7．2外壳连接…………～-·…···………………18

7．3环境保护……………·……………··…-…18

7．4其他安全要求…·…·-·…·………··………18

8单元的标志…………-·--…………···………18

8．1铭牌………··……·-………18

8．2警告牌……………-·………-·…………·”19

8．3数据表……………--………·-……………19

9安装及应用导则……一………·-·…………“19

9．1概述·………………·…-·……--·…………19

I

25121—2010

GB／T

9．2额定电压的选择………………·…………一

9．3工作温度……………………

9．4特殊使用条件……………………·…………

9．6过电压……………···……………·…-·

9．6过电流………………………

9．7投切和保护装置……………

9．8爬电距离和电气间隙的选择…………………·……………

9．9连接件………………···……

9．10电容器的并联…………···

9．11电容器的串联……………

9．12磁损耗和涡流………·……………………

9．13熔丝和隔离器保护导则……………··…···……···……·-

附录A(资料性附录)本标准章条与IEC61881：1999章条对照……………··…………--

附录B(资料性附录)波形………·……………

附录C(规范性附录)在作为频率函数的正弦电压和最高温度(口一)下电容器的运行限值

附录D(规范性附录)谐振频率的测量方法示例…………一

参考文献……………···…··…·……·……………螬¨加∞∞∞加加孔扎孔趴毖船筋卵船

Ⅱ

25121—2010

GB／T

前言

本标准采用重新起草法修改采用IEC61881：1999{轨道交通机车车辆设备电力电子电容器》

(英文版)。附录A给出本标准章节与IEC61881的章节对应关系。

本标准与IEC

行标示。本标准与IEC61881：1999的技术性差异及其原因如下：

——由于IEC60080和IEC60166已经废止，故删除；

——规范性引用文件中引用了采用对应于国际标准的我国标准；并增加GB／T16935．1；

400

——由于在GB／T21413．1—2008中，正常工作海拔为1m，故本标准也作相应更改；

——在9．3原文基础上增加9．3．1概述，后继子章节递增；

——9．8原文为“正在考虑中”，本标准对此具体化，改为“套管、对地绝缘子、台架问绝缘子等均应

符合GB／T16935．1，要确保所有有关气候条件，尤其是湿度急剧变化等必要条件，需经制造

厂和购买方共同确定。”。

为便于使用，本标准还做了下列编辑性修改：

——修改了在IEC61881：1999存在的错误：

标准中改为“5．15．2”和“5．15．2和5．15．4”；

b)2．16．2中引用条款“2．17．5”应为“2．17．4”，在本标准中改为“5．17．4”；

c)试验Nb无转换时间，应该是试验Na；

d)IEC

1．35)UN”。

——5．2增加表2《试验项目一览表》，原表2及后表序号顺序递增。

本标准是在TB／T3075--2003{铁路应用机车车辆设备电力电子电容器》的基础上制定。

本标准的附录C、附录D是规范性附录，附录A、附录B是资料性附录。

本标准由中华人民共和国铁道部提出。

278)归口。

本标准由全国牵引电气设备与系统标准化技术委员会(sAc／Tc

本标准主要起草单位：宁波市江北九方和荣电气有限公司。

本标准参加起草单位：株洲南车时代电气股份有限公司、西南交通大学。

本标准主要起草人：于智强。

本标准参加起草人：冯晓云、王秋华。

Ⅲ

25121—2010

GB／T

轨道交通机车车辆设备

电力电子电容器

1范围

本标准适用于轨道交通机车车辆中使用的电力电子电容器。

000

本标准所涉及的电容器的额定电压最高到10V。

500

采用此类电容器系统的工作频率通常低于2Hz，而脉冲频率可高达几千赫，在某些情况下可

000Hz。

能超过10

电容器分为交流电容器和直流电容器两种。

电容器作为部件安装在壳体中。

注：本标准适用的电容器技术范围很广，包括过电压保护、直流和交流滤波器、开关电路、直流储能、辅助变流器等

许多应用中使用的电容器。

本标准不适用于以下电容器：

Hz～24000

——频率在40Hz之间的感应加热装置用电容器(见GB／T3984．1和GB／T3984．2)；

——交流电动机使用的以及类似的电容器(见GB／T3667．1)；

——用于电力供电网中抑制一种或多种谐波的电路中使用的电容器；

——用于荧光灯和放电灯用的小型交流电容器(见GB18489或GB／T18504)；

——抑制电磁干扰用的电容器(见GB／T14472)；

000

——额定电压lV以上交流电力系统用并联电容器(见GB／T11024．1、GB／T11024．2)；

00012747．1、

——额定电压1V及以下的交流电力系统用自愈式并联电力电容器(见GB／T

GB／T12747．2)；

00017886．1、

——额定电压1V及以下的交流电力系统用非自愈式并联电力电容器(见GB／T

17886．2和GB／T17886．3)；

GB／T

——用于非主电路的电子电容器；

6115．3)；

——电力系统用串联电容器(见GB／T6115．1、GB／T6115．2和GB／T

19749)；

——耦合电容器及电容分压器(见GB／T

——用于要求储存能量／大电流放电，如影印机和激光机中的电容器；

——微波炉用电容器。

示例在第9章中给出。

2规范性引用文件

下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。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标准，然而，鼓励根据本标准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标准。

GB／T2423．3

电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Cab：恒定湿热试验

2-78：Tests--TestCab：

(GB／T2423．3—2006，IEC60068—2—78：2001，Environmentaltesting--Part

state，IDT)

Dampheat，steady

GB／T2423．22—2002电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验N：温度变化

】

25121--2010

GB／T

environmentalPartof

(IEC60068—2—14：1984，Basic2：Tests--TestN：Change

testingprocedures

temperature，IDT)

2423．28

GB／T2423．28电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验T：锡焊(GB／T

2005，IEC60068—2—20：1979，Basicenvironmental2：Test--Test

testingprocedures--PartT：Soldering，

IDT)

4798．5—2007，

GB／T4798．5电工电子产品应用环境条件第5部分：地面车辆使用(GB／T

IECofenvironmentalconditions--Partofof

60721—3—5：1997，Classification3：Classification

groups

andvehicle

theirseverities--Section5：Groundinstallations，MOD)

environmentalparameters

GB13539．1—2008，IEC60269—1：2006，IDT)

13539．1低压熔断器第1部分：基本要求(GB

16935．i--

GB／T16935．1低压系统内设备的绝缘配合第1部分：原理、要求和试验(GB／T

2008，IEC60664-1：2007，IDT)

21563

GB／T轨道交通21563--2008，IEC61373：

机车车辆设备冲击和振动试验(GB／T

1999，IDT)

IEC

及整体安装件强度

3术语和定义

下列术语和定义适用于本标准。

3．1

element(orelement)

电容器元件(或元件)capacitor

电容器不可再分的部件，它由被电介质隔开的两个电极构成。

3．2

unit(orunit)

电容器单元(或单元)capacitor

由一个或多个电容器元件组装于同一外壳中并有引出端子的组装体。

3．3

bank

电容器组capadtor

电气上连接在一起的两个或多个电容器单元的组装体。

3．4

电容器capacitor

在不需表明其是元件、单元或电容器组时所用的一般术语。

3．5

电容器设备capacitorequipment

电容器单元和用来连接到网络上的附件的组合体。

3．6

forelectronics

电力电子电容器capacitorpower

用于电力电子设备中，并能在正弦及非正弦电流和电压下连续运行的电力电容器。

3．7

金属箔电容器(非自愈式)metal-foilcapacitor(nonself-healing)

电极通常由电介质隔开的金属箔构成的电容器。如果电介质被击穿，电容器不能够自行恢复。

3．8

metollizeddielectric

自愈式金属化电介质电容器self-healingcapacitor

采用金属化层(通常需蒸镀)作为电极的电容器。如果电介质被击穿，电容器能够自行恢复。

2

GB／T

3．9

交流电容器a．c．capacitor

设计用于在交流电压下工作的电容器。

注：只有在得到电容器制造商的认可后，交流电容器方可用于其额定电压及以下的直流电压场合。

3．10

直流电容器d．c．capacitor

设计用于在直流电压下工作的电容器。

注：只有在得到制造商的认可后，直流电容器才可用于交流电压场合。

3．11

模型电容器modelcapacitor

电气试验中，在电气、热力和机械状况的严酷度均不降低的条件下，模拟完整单元或元件的较小

单元。

注：应考虑综合应力，例如，温度、机械条件与电气强度的综合。

3．12

内部(元件)熔丝internal(element)fuse

装在电容器内部的，当发生击穿时断开一个或一组元件的器件。

3．13过压力装置

3．13．1

disconnector

过压力隔离器overpressnre

在电容器内，设计用于在电容器失效时切断电流通路的隔离装置。

3．13．2

detecror

过压力检测器overpressure

通过电气开关／信号检测内部压力异常增加并间接切断电流通道的装置。

3．14

device

内部放电器件internaldischarge

装在电容器内部，接在单元的两端，在电容器与电源断开后能迅速有效地将电容器上的剩余电压降

到零的器件。

3．15

交流额定电压(uN)rateda．c．voltage

设计电容器时所采用的、波形可正负变换的、在任一极性下的最高工作峰值周期电压。

注1：波形可能有多种形状，附录B给出了示例。

注2：波形的平均值可能是正值或负值。

注3：要注意交流额定电压不是方均根值。

21413．1。

注4：本标准所用的定义不同于GB／T

3．16

rated

直流额定电压(uNDc)d．c．voltage

设计电容器时，考虑连续运行状态所采用的、但不能变换方向的任一极性的最高工作峰值电压。

流电容器。

在反向电压情况下，使用时应经用户与制造商商定。

注：如果反向电压较小(小于额定电压的10％)，电压波形可认为没有反向。基于实验目的，uw叱和Ur应该增加反

向电压U。

3

25121--2010

GB／T

3．17

voltage

纹波电压(u，)ripple

单向电压的峰到峰的交流分量。

3．18

non-recurrent

不重复浪涌电压(u。)surgevoltage

由于通断或系统其他干扰所导致的峰值电压，此电压只允许持续比基本周期短的时间和出现有限

的次数。

3．19

绝缘电压(U1)insulationvoltage

电容器端子对外壳或对地的绝缘正弦波电压的方均根值。如果不作规定，绝缘电压的方均根值就

等于额定电压除以√虿。

3．20

current

最大峰值电流(i)maximum

peak

在连续工作期问可能发生的最大峰值电流。

3．21

maximumcurrent

最大电流(I一)

连续运行时的最大方均根电流。

3．22

current

最大浪漏电流(i。)maximumsurge

由于通断或系统其他干扰所导致的允许峰值电流，此电流只允许出现有限的次数。

3．23

脉冲频率(，p)pulsefrequency

周期性电流脉冲的重复频率。

3．24

width

电流脉冲宽度(f)current

pulse

电容器从一个电压值充电或放电到另一个电压值的过程中电流流过的时间。

注：脉冲电流波形的示例参见附录B。

3．25

谐振频率(，，)resonance

frequency

电容器阻抗为最小值时的最低频率。

3．26工作周期

3．26．1

duty

持续工作周期continuous

在大多数时间里电容器处于热平衡状态的工作时间。

3．26．2

间断工作周期intermittentduty

不连续工作或变动负荷工作，它们应以“通／断”或“高／低”周期与持续时间来标识。

3．27

工作温度operatingtemperature

在热平衡状态时电容器外壳最热点的温度。

3．28

最低工作温度(0m)lowest

operatingtemperature

电容器可以赋能的最低温度。

d

GB／T

3．29

rise

外壳温升(A0。)containertemperature

外壳最热点的温度与冷却空气温度的差值。

3．30

冷却空气温度(Om)cooling-airtemperature

在稳态条件下，两单元之间中间点测得的电容器最热位置的冷却空气的温度。

如果所涉及的仅为一个单元，此温度则指在大约离电容器外壳0．1m和距其基底2／3高处所测得

的空气温度。

3．31

operatingtemperature

最高工作温度(0一)maximum

电容器可以工作的最高外壳温度。

3．32

conditions

稳态steady-state

在恒定输出和恒定冷却空气温度下电容器达到的热平衡。

3．33

losses

电容器损耗capacitor

电容器所消耗的有功功率。

注：除非另有说明，电容器的损耗应理解为包括作为电容器组成部分的熔丝和放电电阻的损耗。

在高频时，电容器的损耗主要为连接件、接触点和电极引起的损耗。

3．34

lossofa

ofthe

电容器损耗角正切(tan6)tangentanglecapacitor

在规定的正弦交流电压和频率下，电容器等效串联电阻与容抗的比值。

3．35

ofa

seriesresistance

电容器的等效串联电阻equivalentcapacitor

一个有效电阻，当它和所考核的电容器有相等电容值的理想电容器相串联时，在规定的运行条件

下，该电阻中的损耗功率将等于该电容器中耗散的有功功率。

3．36

losses

最大损耗功率(P～)maximumpower

在最高外壳温度条件下，电容器可承载的最大损耗功率。

3．37

maximumformaximumlossand

最大损耗功率和最大电流时的最高频率(，2)frequencypower

maximamcurrent

指电容器在最大电流(J一)时产生最大损耗功率(P一)时的频率。

4使用条件

4．1正常使用条件

4．1．1海拔

不超过1400m。

400

注：如果海拔超过1m，应考虑海拔对于对流冷却和外部绝缘的影响。

4．1．2温度

气候环境温度由GB／T4798．5的5K2类中得出，其范围从--25℃～+40