GB/T 15473-2025 核电厂安全级静止式蓄电池充电器、逆变器和不间断电源系统的鉴定

　　ICS 27. 120.20 CCS F 83

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 15473—2025代替 GB/T 15473—2011

　　核电厂安全级静止式蓄电池充电器、逆变器和不间断电源系统的鉴定

　　Qualification ofclass 1E staticbattery chargers,invertersand uninterruptible

　　powersupply systemsfornuclearpowerplants

　　2025-08-01发布 2026-02-01实施

　　国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会

　　

　　发

　　

　　布

　　GB/T 15473—2025

　　目 次

　　前言 Ⅲ

　　1 范围 1

　　2 规范性引用文件 1

　　3 术语和定义 1

　　4 技术规格书 2

　　5 鉴定 4

　　6 文件 13

　　附录 A (资料性) 应力分析 15

　　附录 B (资料性) 没有显著老化机理的电子部件 18

　　附录 C (资料性) 没有显著老化机理的非电子部件 20

　　附录 D (资料性) 机电器件中失效机理的讨论 21

　　附录 E (资料性) 接插件的操作循环 22

　　附录 F (资料性) 设计基准瞬态电压的考虑 23

　　参考文献 31

　　Ⅰ

　　GB/T 15473—2025

　　前 言

　　本文件按照 GB/T 1. 1—2020《标准化工作导则 第 1部分 :标准化文件的结构和起草规则》的规定起草 。

　　本文件代替 GB/T 15473—2011《核 电 厂 安 全 级 静 止 式 充 电 装 置 及 逆 变 装 置 的 质 量 鉴 定》, 与GB/T 15473—2011相比 ,除结构调整和编辑性改动外 ,主要技术变化如下 :

　　a) 更改了术语 “逆变器 ”的定义(见 3. 3,2011年版的 3. 6) ,增加了术语 “不间断电源系统 ”“和缓环境 ”“浪涌抑制器 ”及其定义(见 3. 8、3. 9、3. 10) ;

　　b) 增加了软件分析的内容(见 5. 2. 3. 2) ;

　　c) 更改了对接插件的老化要求(见 5. 3. 3. 5,2011年版的 5. 3. 3. 3. 5) ;

　　d) 增加了瞬态电压试验的内容(见 5. 4. 2. 6) 。

　　请注意本文件的某些内容可能涉及专利 。本文件的发布机构不承担识别专利的责任 。

　　本文件由全国核仪器仪表标准化技术委员会(SAC/TC30)提出并归 口 。

　　本文件起草单位 :上海核工程研究设计院股份有限公司 、生态环境部核与辐射安全中心 、科华数据股份有限公司 。

　　本文件主要起草人 :孙浩 、蔡伟充 、黄冬艳 、倪丹 、卢燕芸 、端木宇翔 、魏钰柠 、王思聪 、刘鑫 、蒋松芳 、李世欣 、杜伟 、周子喻 、明昊 、康欣悦 。

　　本文件及其所代替文件的历次版本发布情况为 :

　　— 1995年首次发布为 GB/T 15473—1995,2011年第一次修订 ;

　　— 本次为第二次修订 。

　　Ⅲ

　　GB/T 15473—2025

　　核电厂安全级静止式蓄电池充电器、

　　逆变器和不间断电源系统的鉴定

　　1 范围

　　本文件规定了 安 装 在 核 电 厂 和 缓 环 境 中 的 安 全 级 静 止 式 蓄 电 池 充 电 器 、逆 变 器 和 不 间 断 电 源(UPS)系统的技术规格书 、鉴定及文件要求 。

　　本文件适用于 安 装 在 核 电 厂 和 缓 环 境 中 的 安 全 级 静 止 式 蓄 电 池 充 电 器 、逆 变 器 和 不 间 断 电 源(UPS)系统以及相关的辅助设备的鉴定 。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款 。其中 , 注 日期的引用文件 ,仅该日期对应的版本适用于本文件 ;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 。

　　GB/T 12727—2023 核电厂安全重要电气设备鉴定

　　GB/T 13286

　　核电厂安全级电气设备和电路独立性准则

　　GB/T 13625

　　核电厂安全级电气设备抗震鉴定

　　GB/T 13629

　　核电厂安全系统中可编程数字设备的适用准则

　　NB/T 20420

　　核电厂安全级电缆及接头鉴定

　　3 术语和定义

　　下列术语和定义适用于本文件 。

　　3. 1

　　老炼 burn-in

　　一种通过对设备或部件进行预运行 ,筛选出早期故障的可靠性测试方法 。

　　3.2

　　蓄电池充电器 battery charger

　　将交流电转换为直流电 , 向蓄电池充电并维持在满充状态 , 同时在正常运行时为直流负荷提供电力的设备 。

　　3.3

　　逆变器 inverter

　　将直流电转换成交流电的设备 。

　　注 : 它包括辅助装置 ,例如切换开关 ,交流电源变压器和 调 压 器 ,输 入 整 流 器(不 同 于 蓄 电 池 充 电 装 置) 和 隔 离 装 置(如隔离二极管) 。

　　3.4

　　应力分析 stressanalysis

　　对部件在特定电路中和特定工作条件范围内应用的一种电学及热力学的设计分析 。

　　注 : 对适用的部件进行机械循环评价 , 以决定对部件寿命的影响 。

　　1

　　GB/T 15473—2025

　　3.5

　　(鉴定)裕度 (qualified) margin

　　鉴定时的试验条件与实际运行条件之间的差值 。

　　[来源 :GB/T 41143—2021,7. 1. 16,有修改] 3.6

　　应力试验 stresstest

　　在样品设备上进行的型式试验的一部分 。

　　注 : 试验时将设备加应力至其工作条件规定的范围 。

　　3.7

　　鉴定寿命 qualified life

　　设备或部件通过试验 、分析和(或)运行经验已证明其能够在特定服役条件下 ,在验收标准范围内运行 , 同时保持在设计基准事件或地震条件下能够执行其安全功能的时间 。

　　注 : 在鉴定寿命末期 ,设备能完成假想设计基准事件 和 设 计 基 准 事 件 后 所 要 求 的 安 全 功 能 。安 全 级 设 备 可 能 包 含有显著老化机理的部件 。鉴定程序将包括这些老化机理何时开始以及要求更换零件和进行维修的间隔时间等方面的资料 。

　　[来源 :GB/T 41143—2021,7. 1. 9,有修改] 3. 8

　　不间断电源系统 uninterruptiblepowersupply systems;UPS systems

　　在正常电源不能工作的时候 ,能提供自动 、无延迟或无瞬变供电的系统 。

　　注 1: 不间断电源系统简称“UPS系统 ”。

　　注 2: UPS系统包括但不限于以下设备/部件 :逆变器 、蓄电池充电器 、整流器 、静态转换开关 、旁路开关 、蓄电池 电源 、线路调压变压器 。

　　3.9

　　和缓环境 mild environment

　　严酷性不超过在核电厂正常运行和预计运行事件期间的环境 。

　　[来源 :GB/T 12727—2023,3. 12]

　　3. 10

　　浪涌抑制器 surgesuppressors

　　一种用于保护电子设备免受瞬时过电压损害的装置 。

　　4 技术规格书

　　4. 1 概述

　　本章阐述了技术规格书提供的被鉴定设备的重要信息 ,包括设备标识 、安全级的特性 、设备电源要求及环境条件 , 以及电源 、环境条件变化对设备安全级特性的影响 。如果设备技术规格书包括裕度(见3. 5) ,则确定该数值 。

　　4.2 安全级的特性和安全功能

　　4.2. 1 一般要求

　　应在技术规格书中确定其安全级特性和安全功能要求 ,并至少应包括正常 、异常 、设计基准事件 、及设计基准 事 件 后 工 况 的 下 述 4. 2. 2~ 4. 2. 4 规 定 的 要 求 。 在 定 义 工 作 特 性 和 安 全 功 能 时 应 明 确 致 劣因素 。

　　2

　　GB/T 15473—2025

　　4.2.2 安全级的特性

　　在验收试验时建议考虑以下条件 、参数和性能要求 。

　　a) 输入条件包括但不限于 :

　　1) 电压(考虑孤岛运行模式和甩负荷) ;

　　2) 频率 ;

　　3) 相数 ;

　　4) 电流(如果安装条件存在限制条件) 。

　　b) 输出要求包括但不限于 :

　　1) 电压和电压调节范围 ;

　　2) 电流(最小值与最大值) ;

　　3) 电流限值 ;

　　4) 频率与频率调节范围(逆变器和 UPS系统) ;

　　5) 负荷功率因数(逆变器和 UPS系统) ;

　　6) 纹波电压(充电器和 UPS系统) ;

　　7) 谐波畸变(逆变器和 UPS系统) ;

　　8) 供电中断时间 ;

　　9) 继电器和接触器的触点抖动限值 。

　　c) 电涌耐受能力 。

　　d) 防止反向直流(充电器和 UPS系统 ,可选功能 ,用户指定是否需要此功能) 。

　　e) 辅助设备(如有)的特性 ,包括 :

　　1) 切换开关(操作性能 ,例如切换时间 、高压和低压触发和过流触发) ;

　　2) 逆变器和 UPS系统的输入整流器(与充电器具有相同的输入条件) ;

　　3) 隔离装置(闭锁与导通功能) ,应满足 GB/T 13286中有关隔离装置的要求 ;

　　4) 备用电源的变压器与调压器(输入条件和输出要求) ;

　　5) 外部报警继电器(电压 、负载) 。

　　f) 由技术规格书要求的其他工作特性 。

　　4.2.3 安全功能说明

　　在鉴定寿命内预期会发生的适用的服役和设计基准事件的条件下 ,应规定设备的安全功能(包括要求的运行时间) 。

　　4.2.4 鉴定寿命目标(适用时)

　　设备的鉴定寿命目标应随服役条件一起确定 ,在适用的设计基准事件(DBE) 之前 、期间 、之后应证明设备可成功运行 。

　　4.3 环境条件

　　应在技术规格书中确定所有重要的环境参数 。环境条件的范围应至少包括正常 、异常工况以及设计基准事件和设计基准事件后工况 。

　　如适用 ,设备技术规格书应包括下述服役条件的幅值及持续时间 。

　　a) 最低 、最高环境温度 。

　　b) 最低 、最高贮存温度 。

　　c) 最大相对湿度(运行及贮存) 。

　　3

　　GB/T 15473—2025

　　d) 海拔高度(静态大气压力) 。

　　e) 运行振动 。

　　f) 抗震要求 。

　　g) 核辐射类型 。

　　h) 辐照(剂量率与总剂量) 。

　　i) 射频干扰(RFI)和(或)电磁干扰(EMI) 水平(即充电器 、逆变器及 UPS系统对其他设备的影响 ,或反过来 ,后者对前者的影响) 。

　　注 : 例如 GB/T 7260. 2、NB/T 20218、GB/T 17626(所有部分)给出了 RFI/EMI的要求和试验要求 。

　　4.4 其他条件

　　如适用 ,设备技术规格书还应包括 :

　　a) 4. 2及 4. 3列出的关于规定性能和环境限值的任一重大变化率或其组合 ;

　　b) 机电设备预期的运行循环总数或总运行时间(包括周期性试验的周期) ;

　　c) 非正常状态的大气污染(灰尘 、油 、霉菌 、化学或水喷淋等) ;

　　d) 被鉴定的安全级设备与其他设备或装置的电气和机械接口(例如 ,输入和输出连接 、安装方式 、电压 、电流等) ;

　　e) 介电试验参数 。

　　5 鉴定

　　5. 1 一般要求

　　安全级静止式蓄电池充电器 、逆变器及 UPS系统应按照本章要求 ,通过分析和试验进行鉴定 ,其鉴定流程见图 1。

　　4

　　GB/T 15473—2025

　　注 1: 本流程图为设备 鉴 定 的 优 选 方 法 , 同 型 号 相 同 额 定 值 和 不 同 额 定 值 的 产 品 由 分 析 和(或) 进 一 步 试 验 进 行鉴定 。

　　注 2: 部件鉴定寿命等于特定部件(例如 , 电容器 ,变压器等)的鉴定寿命 。

　　注 3: 设备鉴定寿命等于蓄电池充电器 、逆变器及 UPS系统的鉴定寿命 。

　　a 任何失效应按照 5. 4. 3进行分析 。

　　图 1 安全级充电器、逆变器及 UPS系统鉴定流程图

　　5.2 分析要求

　　5.2. 1 一般要求

　　应对充电器 、逆变器和 UPS系统所有部件进行分析 , 以决定哪些部件是执行其安全功能所必需的 ,哪些部件不是执行其安全功能所必需的 。

　　5.2.2 非安全部件分析

　　应对所有假设为非安全部件进行失效模式和影响分析 , 以论证这些部件的故障在设备整个鉴定寿

　　5

　　GB/T 15473—2025

　　命期间不影响充电器 、逆变器和 UPS系统执行其安全功能(见 4. 2. 2)的能力 ,或不会经由接口影响其他设备的安全功能 。非安全部件组装为样品设备时 ,不需附加分析或试验 。任一部件 ,经故障模式和影响分析(FMEA)确定其故障会影响充电器 、逆变器和 UPS系统执行其安全功能 ,都应确定作为安全部件并在 5. 2. 3 中阐明 。

　　5.2.3 安全部件分析

　　5.2.3. 1 概述

　　安全部件是指那些其故障会影响充电器 、逆变器及 UPS系统执行其所要求的安全功能能力或经由接口影响其他设备安全功能的部件 。按照 5. 2. 3要求对安全部件进行分析 。

　　5.2.3.2 软件分析

　　如果充电器 、逆变器和 UPS系统中包含可编程数字设备 ,则需要根据 GB/T 13629 中的要求开发或进行商品级鉴定 。

　　5.2.3.3 运行应力分析

　　设备鉴定的一个重要部分是验证其设计的完整性 。 因此 ,作为鉴定过程的一部分 ,应进行设备应力分析以保证任何电气部件不致应力被加到超过运行预计的范围而导致加速老化 。如果任一部件发生过应力情况 ,应重新设计以纠正这一情况 。 电压或功率的典型应力比小于或等于 0. 5 不被看作是老化因素 。 附录 A 给出了有关的背景资料及应力分析的例子 。

　　5.2.3.4 部件分类

　　5.2.3.4. 1 通则

　　充电器 、逆变器和 UPS系统内的所有安全部件应分为有显著老化机理或没有显著老化机理两类 。在正常和异常运行环境下 ,在设备安装寿命内 ,如果某老化机理会引起劣化趋势明显 , 即在设计基准事件条件下设备不能执行其安全功能的概率逐渐增加 ,则该老化机理是显著老化机理 。可利用运行经验 、试验及分析方法进行部件分类 。

　　5.2.3.4.2 没有显著老化机理的部件

　　如果是以相关标准进行设计和制造的商品级部件 ,并在设计额定值之内(由 5. 2. 3. 3应力分析确定)和小于 10Gy辐照环境下使用 ,则在安装鉴定寿命期内 ,老化对下述部件的作用不显著 。

　　a) 电子部件1) :

　　1) 分立半导体 ;

　　2) 浪涌抑制器(金属氧化物压敏电阻型与硅型) ;

　　3) 电阻器 ;

　　4) 干式钽电解电容器 ;

　　5) 陶瓷电容器 ;

　　6) 干式纸介及塑料膜电容器 ;

　　7) 云母电容器 ;

　　8) 玻璃电容器 ;

　　9) 集成微电子器件 ;

　　1) 制造商或鉴定人员验证辐照承受级别已包络所有设计辐照要求 。

　　6

　　GB/T 15473—2025

　　10) 合微电子电路 ;

　　11) 熔断器2) ;

　　12) 控制与仪表变压器和电抗器2) ;

　　b) 非电子部件 :

　　1) 由钢2) 、铝2) 、紫铜2) 、黄铜2) 、环氧/玻璃纤维层压件2) 、陶瓷2) 、玻璃充填邻苯二甲酸二烯丙脂2) 等制成的结构件 、无导线绝缘部件及连接件 ;

　　2) 机电部件1) 。在典型安全级充电器 、逆变器及 UPS系统中 ,对特定类型的接插件2) 、插座2) (集成电路 、晶体管 ,继电器) 、接线端子2) [由下列材料制成 :DAP(邻苯二甲酸二烯丙脂) 、密胺 、尼龙 、尼龙 66、玻璃充填酚醛 、通用酚醛] 、熔断器座2) (由下述材料制成 : 密胺 、X 层压件 、玻璃 充 填 聚 脂 、酚 醛 、聚 碳 酸 脂) 、表 计2) 、灯 座2) 、电 子 延 时 继 电 器2) 、电 动 机 、断 路器2) (塑壳) 、继电器2) (通用型 ,正常不通电) 、快速开关2) 等老化不是显著失效机理 。

　　注 : 附录 B与附录 C为没有显著老化机理的部件的分析提供额外指导 。

　　如将那些不满足上述准则的部件分类为不含显著老化机理的部件 ,则应提供证明 。

　　5.2.3.4.3 有显著老化机理的部件

　　除非能用书面文件证明老化不是显著失效机理 ,否则应假定下述部件具有显著老化失效机理 :

　　a) 机电部件 ,如继电器 、风机 、接触器 、断路器 ;

　　b) 绝缘导线 ;

　　c) 磁性功率部件 ;

　　d) 湿式电解电容器 ;

　　e) 浪涌抑制器(硒) ;

　　f) 交流充油电容器 ;

　　g) 有机材料[除上述 5. 2. 3. 4. 2 b)所列的第二种非老化机电部件之外] ;

　　h) 其他 5. 2. 3. 4. 2 中没有提及的部件或材料 。

　　5.3 维修更换间隔时间的确定

　　5.3. 1 一般要求

　　可用定期在役监视或维修确定的具有显著老化机理的部件不必在型式试验前预先老化 。

　　在鉴定不能用定期在役监视或维修确定的具有显著老化机理的部件时 ,应将部件老化到设备鉴定寿命目标 。如果部件鉴定寿命低于设备鉴定寿命 ,则应老化到部件鉴定寿命(在型式试验前) ,其值是根据运行经验或部件寿命试验数据确定的 。

　　极限寿命不符合预期的设备鉴定寿命的部件的更换间隔时间应等于或小于部件的鉴定寿命 。在安装后可用附加试验 、分析或运行经验来延长部件的鉴定寿命 。部件的特定更换间隔时间应小于或等于在鉴定过程中建立的时间 。

　　具有显著老化机理的部件应采用下列一种或多种方法老化 , 以确定其鉴定寿命 。

　　5.3.2 自然老化

　　现场设备已运行过的有效时间可作为该设备上部件的鉴定寿命 。应提供文件证实该现场设备安装地点的工作条件符合或严苛于规定的工作条件 。

　　2) 如果部件的设计与制造采用的工艺和材料与某些部件相同 ,而且有技术上合理的能参考 的 资 料 证 明 这 些 部 件经过老化与未经老化其性能没有差别 ,则老化不是它们的显著失效机理 。设 备 中 部 件 和 能 参 考 的 资 料 中 部 件的任何差异均应有合理的说明 。

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　　GB/T 15473—2025

　　5.3.3 加速方法

　　5.3.3. 1 概述

　　为了在短时间内模拟样品寿命而设计的加速过程 。此过程是让部件置于符合已知可测的物理或化学劣化规律的强化条件下 ,使它呈现出在类似于预期的运行工况下 ,它的寿期内可能具有的物理和电气性能 。老化方法包括辐照 、热老化和(或)磨损老化(如需要) 。

　　对不能免除老化的部件(见 5. 2. 3. 4. 2 和 5. 2. 3. 4. 3) ,采用下列相应的方法进行加速老化 。

　　5.3.3.2 断路器及机电开关

　　在典型的安全级充电器 、逆变器及 UPS系统使用中 , 断路器和开关的显著老化失效模式是由于通断操作循环导致机械疲劳而造成 ,见附录 D。然而 ,对所述装置上应用的材料 ,仍需按照 5. 2. 3. 4 的要求进行分析 。 由于这类装置连续运行 ,断路器 、控制和电源开关(及它们相应的信号继电器) 仅在试验 、预防性维修与校正维修以及电厂停堆期间操作通断循环 ,在鉴定寿命期内预期最大运行循环总数[见 4. 4 b)] ,应根据下列因素综合考虑 :

　　a) 电厂运行前所有必要的试验所要求的操作循环次数 ;

　　b) 预计设备维修操作循环次数 ;

　　c) 电厂为其他目的(设备或电厂维修等)的计划操作循环次数 。

　　断路器及开关应在满负载情况下 ,按照预期最大运行循环总数[见 4. 4 b)]确定的循环次数循环操作 。其上的线圈绝缘系统应按 5. 3. 3. 4 中的要求进行老化 。应对润滑剂进行评价以决定其老化是否会抑制设备的运行 。

　　5.3.3.3 电磁式继电器

　　在典型的安全级充电器 、逆变器及 UPS系统使用中 , 电磁式继电器与老化有关的显著失效原因是由于操作循环疲劳及线圈绝缘系统损坏 。每个继电器的运行模式应划分为 :

　　a) 正常通电 ,频繁动作(每天多次) ;

　　b) 正常通电 ,不频繁动作(维修和试验时使用的继电器) ;

　　c) 正常断电 ,频繁动作 ;

　　d) 正常断电 ,不频繁动作 。

　　每个继电器在鉴定寿命内的最大预计操作循环次数取决于继电器在设备上的使用和 5. 3. 3. 2 的相同规定 。所有继电器应在模拟运行工况下按运行模式确定的次数进行操作循环 。 线圈绝缘系统应按5. 3. 3. 4 的要求进行老化 。对 5. 2. 3. 4 中规定的这些部件所用的材料也要进行分析 。

　　5.3.3.4 电磁部件

　　用于充电器 、逆变器及 UPS系统的电磁部件的寿命由绝缘系统决定 。应采用已经完成热评价及已经获得温度与老化相关性数据的绝缘系统 。 电磁部件应按规定加速老化至预计的鉴定寿命 。

　　5.3.3.5 导线、电缆、端子板及接插件

　　绝缘导线 、电缆应按 NB/T 20420规定的方法对其在正常运行时的工作温 度 、湿 度 和 时 间 进 行 鉴定 。鉴定的依据应包括模拟鉴定寿命的预老化数据(例如 ,具有 95%置信度限值的阿伦纽斯曲线) 。通过型式试验进行鉴定的设备上的导线 、电缆绝缘按照此数据进行热老化 。 为了试验在老化条件下所用连接方法的完整性 ,导线宜带接插件和端子板成组地进行老化 。 当接插件插拔不频繁时(即少于接插件规格书中的设计循环次数的 10%) ,插拔不必考虑为鉴定的老化因素 ,见附录 E。如果接插件设计循环

　　8

　　GB/T 15473—2025

　　次数未知 ,则 “不频繁 ”是指在充电器 、逆变器和 UPS系统使用寿命内少于 10次 。或者可在鉴定寿命或使用寿命期间 ,使用热成像或连接电阻趋势等方法检查 、更换或验证连接器是否合格 。应包括用于设备的各种型号的接插件和端子板 。相互连接应通过老炼试验(见 5. 4. 2. 5) 、环境应力试验(见 5. 4. 2. 8)及抗震试验(见 5. 4. 2. 9)引起的热应力和机械应力进行老化 。

　　5.3.3.6 直流电解电容器

　　其加速老化应使电容器在额定工作电压及额定芯部温度下延续至额定寿命或稍短于额定寿命 。额定寿命是电容器在额定条件下运行时 ,制造商给出的寿命 。加速因子按制造商给出的曲线求得 ,该曲线为额定工作电压与芯部温度对实际运行工作电压与芯部温度的比值曲线 。

　　5.3.3.7 交流充油电容器

　　对正弦波电压下应用的充油电容器 ,应按其寿命数据曲线进行加速老化 。对在非正弦波电压或非50 Hz下应用的电容器(例如 ,整流电容器) ,应按照上述规定并用等效的 50 Hz正弦电压进行老化 。

　　5.3.3. 8 浪涌抑制器

　　可采用浪涌抑制器(如电压抑制二极管 、金属氧化物压敏电阻)保护功率型与控制型半导体部件 , 以防止设备输入与输出瞬时过电压 。 冲击电压抑制器的老化速率主要取决于所加电流值及作用时间 。此部件仅在瞬间过电压时通过电流 。 冲击电压抑制器应用鉴定寿命内预计过电压总次数来进行老化 。 除非在设备技术规格书 中 另 有 要 求 , 它 应 承 受 100次 过 电 压 以 模 拟 鉴 定 寿 命 。此 过 电 压 应 大 于 或 等 于4. 2. 2 c)的规定 。

　　5.3.3.9 电路板组件

　　电路板可能由具有显著老化机理的部件和不具有显著老化机理的部件组成 。应对板上所有部件进行分析 , 以确定是否存在具有显著老化机理的部件 。如果没有 ,则在型式试验前不必老化 ;如果板上有显著老化机理部件而且不能由监视或维修发现 ,则具有最短鉴定寿命的部件决定电路板的鉴定寿命 。所有具有显著老化机理的部件应按照本章老化方法 ,老化到最短寿命部件的鉴定寿命 。这些部件可在或不在电路板上老化 。如果不在板上老化 ,应注意当组装到板上时保证不损坏部件 。

　　5.3.3. 10 熔断器

　　安全级充电器 、逆变器及 UPS系统中的熔断器用来保护半导体部件 、仪表 、电源控制电路 。熔断器应根据相应的载流量 、电压及温度正确选用 。特别应提供足够的温度裕度以防止熔断器及其支座上温度升高到熔断器额定值以上 。如果能提供文件确证上述均已满足 ,则认定所用熔断器不存在老化有关共模失效机理 。如果不能提供这种文件则该器件可采用自然或加速方法老化 。

　　5.3.3. 11 有机材料

　　可用阿伦纽斯曲线开发被鉴定的有机材料加速热老化技术 。如果对某材料没有阿伦纽斯曲线和活化能可用 ,应使用一个类似材料的活化能 。如不能判定参考的活化能是合理的 ,作为技术上合理的保守值 ,活化能可取为 0. 8 eV。

　　5.3.3. 12 电机、泵和(或)其他部件

　　电机 、泵和(或)其他部件可能由具有显著老化机理的材料组成 。应对所有材料进行分析 , 以决定它们是否具有显著老化机理 。如果一个部件不含任何具有显著老化机理的材料 ,则在型式试验前不必老化 。如果一个部件具有不能由监视或维修发现的显著老化机理 ,应用本章所述的老化技术对这个部件

　　9

　　GB/T 15473—2025

　　进行老化 。具有最短鉴定寿命的材料决定这个部件的鉴定寿命 。

　　5.4 设备鉴定

　　5.4. 1 通则

　　GB/T 12727—2023中 6. 4. 1. 8 简述了型式试验可执行的顺序 。对于包含具有不能由监视或维修技术发现显著老化机理的部件而组成的设备 , 由于部件老化速率的变化 ,该顺序不适用于本文件 。 因为设备是由已老化的部件组装而成的 ,样机设备的试验应在部件已老化并组装完成后进行 。本章中所述型式试验的顺序是保守的 ,老化后部件要经受附加的应力试验 。 由于包含了抗震试验 ,这种保守性足以考虑到了商品级物项在表现满意性能合理的不确定性和正常的偏差 ,从而确保设备能在规定的最恶劣下工作 。

　　5.4.2 型式试验

　　5.4.2. 1 一般要求

　　应按下述顺序进行型式试验 。

　　5.4.2.2 部件老化

　　应对部件进行分析 ,如要求老化 ,则按照 5. 3 老化至它们各自的鉴定寿命或设备的鉴定寿命 ,采用其中较短的值 。

　　5.4.2.3 初始检查与试验

　　新的(不需要老化的)及老化过的部件 ,应按照适用的产品规程组装成完整设备 。应进行机械检查 、介电试验[见 4. 4 e)]及正常情况下的功能试验(见 4. 2) 。 当适用时 ,应用分析和(或)试验来证实设备承受 4. 3 i)中规定的抗 RFI/EMI干扰的能力 。经受 RFI/EMI测试的设备应是从技术上被确认的典型的新的或已老化的设备部件 。

　　5.4.2.4 辐照分析或试验

　　蓄电池充电器 、逆变器及 UPS系统位于仅受到低辐照强度(典型总累积剂量小于 10 Gy)作用 。应提供试验或分析文件证明设备执行其所要求功能的能力没有因为 4. 3g) 及 4. 3h) 中规定的辐照剂量而受到影响 。

　　5.4.2.5 设备老炼

　　设备应在室温条件下至 少 进 行 100 h 的 老 炼(在 满 负 荷 下 进 行 50 h, 在 规 定 的 最 小 负 荷 下 进 行50 h) ,如果认为需适合安装情况 ,技术规格书可规定输入电压的变化范围 ,老炼使设备进入其正常安装状况并能消除初期严重的失效 。

　　5.4.2.6 瞬态电压试验

　　设备应在交流输入端进行瞬态试验 。试验应包含一个电压瞬态以验证关键负荷不受输入交流线路干扰的影响 ,典型输入瞬态电压的建议见附录 F。如果设备被设计成允许在运行中中断(停机 、暂停或断开等)的 ,那么这个设备应能在无干预的情况下重新启动并恢复正常运行 。 瞬态过程的时间应不超过3 s,本试验的任何要求不低于下文所述的要求 。

　　a) 模拟瞬态过程的说明(基于某核电站的实际事故) :输入电压应在不超过 1 s 的时间内快速降低至额定输入电压的 60% , 电压在该最低电压下应保持至少 200 ms或 10个周波(以较大者

　　10

　　GB/T 15473—2025

　　为准) ,从额定电压的 100%降低到 60%的过程应在试验开始的第 1 s结束时(或前) 完成 。接着 ,在试验开始的第 2 s时(或前) ,输入电压应升高至额定电压的 120% , 电压在该最高电压下应保持至少 200 ms或 10个周波(以较大者为准) 。最后 ,试验开始的第 3 s时(或前) ,输入电压应从 120%额定电压恢复到 100%额定电压 。整个瞬态时间不应超过 3 s,见图 2。上述电压变化百分比是最低要求 , 当技术规格书有更高的要求时 ,可替换此要求 。最后验证系统可继续运行或在无干预的情况下自动重启和正常运行 。

　　b) 模拟瞬态过程可采用连续模拟的方式或快速阶跃变化的方式(例如 ,使用分接头切换变压器进行试验 ,只要接头切换时间等于上述转换时间) 。

　　c) 对于功率较大的设备 , 当无法获得较大的输入源时 ,可在有相同控制设计系统的较低功率设备上进行试验 , 以验证功能兼容性 。

　　图 2 输入瞬态电压试验

　　5.4.2.7 环境应力试验前性能试验

　　为了确定在正常或最恶劣条件下运行参数测量的基准及为试验结果的比较提供充分的依据 ,整机设备应承受下述处理过程 :将设备放入一个环境实验室 ,它的温度和湿度能在运行工况所要求的整个范围内变化 。在设定环境温度(25±5) ℃和通常的相对湿度下使设备在满负荷下运行 2 h,并记录正常工况下的功能特性数据[见 4. 2. 2a) 、4. 2. 2b)1) 、4. 2. 2b)2)和 4. 2. 2b)4)] 。这些数据作为下面后续试验的基准数据并分析一致性 。此时可对设备进行调整 。

　　5.4.2. 8 环境应力试验

　　为了证明设备在 GB/T 12727—2023规定的服役条件下能达到其规定的安全特性 ,详见图 3,并对实验室中的设备在满负荷条件下 ,或能产生最大热量的负荷条件下 ,执行下列应力试验 。

　　a) 将室温升高至 4. 3规定的最高温度和最大相对湿度 。设备应在此条件下运行 8 h。在其结束前 ,应记录最高 、额定及最低输入电压下的功能特性数据[见 4. 2. 2a) 、4. 2. 2b)1) 、4. 2. 2b)2) 和4. 2. 2b)4)]和最大最小负荷 。

　　b) 将室温降低至 4. 3规定的最低温度及可达到的最大相对湿度(不低于 50%) 。设备应在此条件

　　11

　　GB/T 15473—2025

　　下运行 8 h。在其结束 前 应 记 录 最 高 、额 定 及 最 低 输 入 电 压 下 的 功 能 特 性 数 据[见 4. 2. 2a) 、 4. 2. 2b)1) 、4. 2. 2b)2)和 4. 2. 2b)4)]和最大最小负荷 。

　　c) 包括转换时间的一个整循环应延续最长至 36 h。在试验循环结束前 ,设备需在室温和环境湿度下达到稳定 ,并记录在最高 、额定及最低输入电压下的最后一组功能特性数据[见 4. 2. 2a) 、 b)1) 、4. 2. 2b)2)和 4. 2. 2b)4)]和最大最小负荷 。

　　此试验中使整台设备承受最严酷的和额定条件下的温度 、湿度 、输入电压及输出负荷(输入频率变化对老化没有影响) 。在鉴定试验期间 ,应连续或以规定的时间间隔监测功能性能参数 。数据记录仪或其他自动化设备可用于监测或以指定的间隔记录性能参数 。

　　图 3 环境应力试验

　　5.4.2.9 抗震试验

　　设备应按 GB/T 13625进行设备抗震鉴定 。地震加速度值应按照 GB/T 12727—2023的要求在运行基准地震试验和安全停堆地震试验中至少包括 10%的裕度 。如果用试验方法 ,则在抗震试验时和试验后 ,设备应在额定或规定的输出及额定或规定的输入电压下运行 。对 4. 3e)中规定的设备承受运行振动要求的能力应由试验方法或试验与分析相结合的方法决定 。

　　5.4.2. 10 性能试验

　　成功地完成这些试验后 ,应进行性能试验证明符合 4. 2 规定的正常条件下的安全级特性 。 这样就认为设备鉴定合格 。

　　5.4.3 故障缓解验收准则

　　如果在试验步骤 5. 4. 2. 3、5. 4. 2. 4 或 5. 4. 2. 5 中发生任何失效 ,则失效部件应用与它进行过同样老化的部件更换 。在型式试验结果的评价中 , 由试验中所获数据证明样品设备符合或超过其技术规格书(见第 4章)要求功能时 ,认为样品设备通过了型式试验鉴定 。

　　在试验和鉴定过程中发生的任何失效应予以分析 , 以确定它是偶然的或是共因的 。如果符合下述判据之一 ,则失效应认为不是共因的 :

　　a) 失效部件及其接口的实体检验确定造成失效的原因是偶然的工作质量问题 ;

　　b) 再次校验应力分析以确定该部件的应用是正确的 ,且在试验样品中类似使用的部件没有类似失效 ,并且在更换部件后在随后的试验中失效不再重复 。

　　注 : 由单一部件的故障引起的后续部件故障不被看作是共因的 。

　　如果上述或其他的方法无法确定失效原因 ,应进一步分析 。

　　12

　　GB/T 15473—2025

　　如果一个失效被确认为不属于共因失效 ,则设备应用与所更换部件进行过同样老化的部件(即按5. 3 要求)进行更换的方法修复 。如果该型式试验继续进行 ,它应从发生失效的规定试验开始时(例如 ,规定设计基准事件开始时)起继续进行 。

　　如果确认为共因失效(与老化有关或与加应力有关) ,则表明设备鉴定不合格 。鉴定可用重新设计 、进行修改及按上述重新试验来完成 ,或用较低的参数(例如 ,较短的部件或设备的鉴定寿命 ,或较低的抗震值)重试 , 即按较低严酷条件鉴定来完成 。

　　5.5 产品系列的鉴定

　　利用下述方法可对产品系列(即相同设计不同额定值的充电器 、逆变器及 UPS系统)进行鉴定 。

　　a) 按照 5. 4. 2 在样品设备上完成型式试验 。

　　b) 对鉴定样品以外其他额定值部件按 5. 2 进行全面分析 , 以证明该类部件老化和鉴定不比已鉴定合格的样品受到更高的应力 , 以致要用不同的老化加速度 。如果分析确定不同的老化加速度试验是必需的或已应用完全新型的零件 ,则此零件应作为部件或组件形式进行老化和抗震试验至相当于以前的鉴定水平 。

　　注 : 对同种部件的不同额定值 ,如果所用应力不超过鉴定样品的值 ,则认为该种部件已通过型式鉴定 。

　　c) 验证经过鉴定的设备所用工作条件和正在鉴定中设备规定的工作条件 ,其严酷程度至少相当 。

　　d) 每种额定值的样品应按 GB/T 13625用试验和(或) 分析进行抗震鉴定 ,确认部件或组件的加速度不超过被鉴定样品的值 。

　　5.6 鉴定寿命的延长

　　GB/T 12727—2023中 5. 3 描述的方法适用于延长安全级静止式蓄电池充电器 、逆变器和 UPS系统的鉴定寿命 。

　　6 文件

　　6. 1 通则

　　应提供以下文件以验证安全级充电器 、逆变器及 UPS系统对其应用是合格的 ,符合第 4 章技术充电器要求 ,并且其鉴定寿命或所确定的定期监视或维修间隔时间是合适的 。

　　鉴定文件应符合相关质量保证要求 ,并应以易于理解和可追溯的方式组织 , 以便对鉴定结论进行独立核查 。

　　鉴定文件应有独立的审核人签字(含日期) 。

　　6.2 鉴定大纲

　　鉴定大纲应包括对某一安全级充电器 、逆变器及 UPS系统的特定应用进行鉴定的方法和程序 。 大纲应包括下列内容 :

　　a) 被鉴定设备的标识[包括制造商 、型号 、硬件和(或)软件(可编程部件)版本号 、序列号] ,如有必要 ,包括安装与接口要求 ;

　　b) 适用于被鉴定设备的鉴定程序 ;

　　c) 详述被鉴定设备和型式试验的设备间的差别以及用以判别这些差别的方法 ;

　　d) 被鉴定设备验收准则 ;

　　e) 被鉴定设备安全功能 ;

　　f) 被鉴定设备的鉴定寿命目标(如有必要) 。

　　这个大纲用于保证型式试验设备与被鉴定设备间一致 。

　　13

　　GB/T 15473—2025

　　6.3 鉴定报告

　　鉴定报告应包括下列内容 。

　　a) 设备技术规格书(见第 4章) 。

　　b) 由分析和试验确证的特定性能的说明 ,包括满足验收准则的总结 。应列出可能不包括在鉴定中的特定功能和参数 。

　　c) 鉴定大纲(见 6. 2) 。

　　d) 鉴定结果应包括下列内容 :

　　1) 如有必要 ,非安全相关部件的 FMEA(见 5. 2. 2) ;

　　2) 软件分析(适用时 ,见 5. 2. 3. 2) ;

　　3) 应力分析(见 5. 2. 3. 3) ;

　　4) 部件鉴定分类的文件(见 5. 2. 3. 4) ;

　　5) 维持鉴定所要求的按日程表进行的监视或维修 、定期试验 、以及零件更换等的说明 ;

　　6) 5. 4. 2所述每项试验的试验数据 、对老化敏感的部件老化数据(如有必要) ,精度及仪表标定应提供抗震试验分析或报告 ;

　　7) EMI/RFI分析或试验的文件(见 5. 4. 2. 3) ;

　　8) 辐照分析或试验的文件(见 5. 4. 2. 4) ;

　　9) 鉴定型式试验中出现的任何故障或异常的分析 ;

　　10) 任何存放寿命要求 ;

　　11) 如有必要 ,证明鉴定寿命是正确的从而确定设备的鉴定寿命 ;

　　12) 如有必要 ,鉴定寿命延长的数据 。

　　6.4 产品系列的鉴定报告

　　鉴定报告(见 6. 3)为各种额定值的充电器 、逆变器及 UPS系统鉴定提供依据 。 提供的文件应证明已满足 5. 5 的要求 。

　　14

　　GB/T 15473—2025

　　附 录 A (资料性)应力分析

　　A. 1 概述

　　本附录概述一个应力分析程序并提供了按 5. 2. 3. 3 的要求进行应力分析的实例 。也能采用经正确验证其合理性后的其他程序 。

　　A.2 目的

　　作为鉴定过程的一部分 ,应力分析的主要目的是保证部件不会由于增加应力使其加速老化超过使用范围 。应力分析将指出因过载而需要重新设计的部件 。此外 ,应力分析对同类产品系列鉴定提供 一个数据基础 , 以使其他额定值的产品与初始鉴定样品能直接进行设计比较 。

　　A.3 程序

　　A.3. 1 分析方法

　　按照 5. 2. 3. 3 中的要求对被鉴定的充电器 、逆变器及 UPS系统部件进行电应力 、热应力和局部应力分析 ,此分析使用电子设备可靠性预测方法 。该方法包括确定系统和部件的电应力 、热应力强度及失效率 ,据此合理地选择和使用每个部件及设备使用环境 ,分析时考虑 :

　　a) 为使应力分析有效 ,加载应力不超过制造商的额定值 ;

　　b) 半导体器件分析其热应力与电压应力 ;

　　c) 电容器分析其电压应力 ;

　　d) 电阻器分析其热应力 ;

　　e) 熔断器分析其电压应力与热应力 。

　　应力分析假定入口环境空气温度为 25 ℃(或最大值) ,加上充电器 、逆变器及 UPS系统内部温升的最恶劣情况(通常为 5 ℃ ~ 10 ℃) 。 由充电器 、逆变器及 UPS系统电气原理图 、组件图 、材料清单 、零件目录及数据表获得设计信息资料 。

　　上述分析方法包括确定电应力 、热应力及系统部件的失效率 ,这些方法基于正确地选择与使用每个部件以及设备使用的环境 。

　　A.3.2 计算

　　在进行电应力分析时 ,对充电器 、逆变器及 UPS系统的每一回路都详细分析 。使用等效电路确定回路电流和节点电压 。 由这些电流和电压 ,能获得所施加的应力值 。对全部应力进行计算 。应力比的定义如下 :

　　— 对半导体 ,应力比等于使用的功率与额定功率的商 ,或者使用的电压与额定电压的商 ;

　　— 对电阻器 ,应力比等于使用的功率与额定功率的商 ;

　　— 对电容器 ,应力比等于使用的电压与额定电压的商 。

　　每个半导体器件依据 Tmax和 Ts,确定其校正因子 ,采用公式(A. 1)计算 。

　　CF …………………………( A. 1 )

　　15

　　GB/T 15473—2025

　　式中 :

　　CF — 应力校正因子 ;

　　Tmax — 最高结点温度 ,单位为摄氏度( ℃) ;

　　Ts — 运行温度 ,单位为摄氏度( ℃) 。

　　部件应力在电路所有可能的运行模式下连续使用计算 ,采用运行模式最严酷的条件 , 因为最严酷条件不会对所有部件同时发生 。所以分析结果是保守的 。

　　A.3.3 应力分析数据

　　应力分析结果采用类似表 A. 1 和表 A. 2 的格式列表 。这些应力分析表按组件和(或) 印刷板列出全部系统电气部件 ,按型号和电路应用排列部件 。存在同样最大应力的同类部件在每一行按代号数值排列在一起 。对进行设计的部件附有能够识别的简短说明 。如果没有用以相关标准规定的加工制作技术进行设计的产品 ,则列出可接受的工业型号或可靠的供货单位表 。

　　表 A. 1 样品应力分析数据表— 样例 1

　　系统 :INV 253-1-101 组件 :DC-DC转换板

　　设计代号

　　部件

　　数值

　　型号

　　技术规格书

　　应力

　　应力比

　　数量

　　额定值

　　施加值

　　CR122

　　硅二极管 ,整流

　　IN4004

　　MILS-19500

　　1 A

　　<0. 1 A

　　0. 1

　　1

　　CR123

　　硅二极管 ,整流

　　IN4004

　　1 A

　　<0. 1 A

　　0. 1

　　CR124

　　硅二极管 ,整流

　　IN4004

　　1 A

　　<0. 1 A

　　0. 1

　　CR125

　　VR

　　IN5353B

　　5 W

　　0. 27W

　　0. 1

　　CR126

　　硅二极管 ,整流

　　IN4004

　　1 A

　　0. 2 A

　　0. 2

　　CR127

　　0. 2 A

　　0. 2

　　CR128

　　0. 2 A

　　0. 2

　　CR129

　　<0. 1 A

　　0. 1

　　CR130

　　硅二极管 ,整流

　　IN4004

　　1 A

　　<0. 1 A

　　0. 1

　　CR131

　　VR

　　IN7543

　　400 mW

　　55 mW

　　0. 2

　　CR132

　　硅二极管 ,信号

　　IN914

　　75 mW

　　<1. 0 mA

　　0. 1

　　CR133

　　硅二极管 ,整流

　　IN4004

　　1 A

　　<0. 1 A

　　CR134

　　CR135

　　CR136

　　CR137

　　硅二极管 ,整流

　　IN4004

　　1 A

　　<0. 1 A

　　0. 1

　　CR138

　　VR

　　IN5352B

　　6 W

　　0. 57W

　　0. 2

　　CR139

　　硅二极管 ,VR

　　IN5352B

　　1111S-19500

　　5 W

　　0. 57W

　　0. 2

　　1

　　BRIM

　　硅二极管 ,整流桥

　　MDA990-3

　　30 A

　　1. 5 A

　　0. 1

　　1× 4

　　注 1: 试验温度为 35 ℃ 。

　　注 2: 表中为某产品的型号和数据 。

　　16

　　GB/T 15473—2025

　　表 A.2 样品应力分析数据表— 样例 2

　　系统 :INV 253-1-101 组件 :DC-DC转换板

　　设计代号

　　部件

　　数值kΩ

　　型号

　　技术规格书

　　应力

　　应力比

　　数量

　　额定值

　　施加值

　　R122

　　电阻器 ,CC

　　10

　　RC20

　　MIL-R-11

　　500 mW

　　17 mW

　　0. 1

　　1

　　R123

　　电阻器 ,MF

　　162

　　RN60

　　MIL-R-10509

　　125 mW

　　60 mW

　　0. 5

　　R124

　　电阻器 ,MF

　　13. 7

　　RN60

　　MIL-R-10509

　　125 mW

　　7 mW

　　0. 1

　　R125

　　电阻器 ,CC

　　1

　　RN20

　　MIL-R-11

　　500 mW

　　80 mW

　　0. 2

　　R126

　　电阻器 ,CC

　　1

　　3 mW

　　0. 1

　　R127

　　100

　　2 mW

　　0. 1

　　R128

　　2. 2

　　90 mW

　　0. 2

　　R129

　　470

　　8 mW

　　0. 1

　　R130

　　电阻器 ,CC

　　10

　　RC20

　　MIL-R-11

　　500 mW

　　20 mW

　　0. 1

　　R131

　　电阻器 ,WW

　　0. 68

　　CW5

　　MIL-R-26

　　5 mW

　　0. 68W

　　0. 2

　　R132

　　电阻器 ,WW

　　0. 68

　　CW5

　　MIL-R-26

　　5 mW

　　0. 68W

　　0. 2

　　R133

　　电阻器 ,WW

　　0. 68

　　CW5

　　MIL-R-26

　　5 mW

　　0. 68W

　　0. 2

　　R134

　　电阻器 ,CT

　　1

　　RC20

　　MIL-R-11

　　500 mW

　　4 mW

　　0. 1

　　R135

　　电阻器 ,CC

　　390

　　RC42

　　MIL-R-11

　　2 mW

　　0. 58 mW

　　0. 3

　　R136

　　电阻器 ,CC

　　470

　　RC20

　　MIL-R-11

　　500 mW

　　20 mW

　　0. 1

　　R137

　　电阻器 ,WW

　　1

　　CW10

　　MIL-R-26

　　1 mW

　　2. 5 W

　　0. 3

　　1

　　注 1: 试验温度为 35 ℃ 。

　　注 2: 表中为某产品的型号和数据 。

　　注 3: CC表示碳质电阻 ,MF表示金属膜电阻 ,WW 表示线绕电阻 。

　　17

　　GB/T 15473—2025

　　附 录 B

　　(资料性)

　　没有显著老化机理的电子部件

　　B. 1 概述

　　典型的安全级静止式蓄电池充电器 、逆变器和 UPS系统中某些电子部件没有显著老化机理 。 当在其设计额定值内应用时 , 电子部件老化的速率很低 , 以至于老化对失效的效果几乎观察不到 。例如 , 只要按照其技术规格书生产和使用 ,硅半导体部件绝不会耗损 。然而 ,如果半导体部件有加工缺陷(例如 ,在连接点)则可能导致该部件失效 。大多部件仅有轻微缺陷 ,故具有较长的工作寿命 。约百分之一的部件具有引起早期严重失效的缺陷 ,通过老炼尽可能地发现并消除这些器件 。

　　B.2 部件失效率时程曲线

　　电子部件的失效率时程曲线见图 B. 1,该盆形曲线有三个特性区 。第 Ⅰ 区为早期失效期(老炼期) ,在此期内由于各种缺陷部件的早期失效而导致高失效率 。这些部件不代表其他长寿命部件 ,通常通过老炼期的老炼将其从使用中排除 。在此期内初始高失效率将连续减至相对不随时间变化为止 。老炼期较短 ,一般为 30 h~ 100h。第 Ⅱ 区为偶然失效期 ,在此期内该曲线纵坐标表示部件样品的随机失效率 ,这里没有规律性的失效机理 ,例如没有早期的缺陷失效或耗损失效 。 这段时间是老炼时间的几千倍 。第 Ⅲ区为耗损期 , 由于预计设备鉴定寿命在偶然失效期区域内 ,一个新(老炼过)部件的失效率基本等于老化至设备鉴定寿命部件的失效率 , 即电子部件耗损期处于设备鉴定寿命之外 。 实际上施加极端的温度和湿度能改变此种非老化特性 , 由于本附录仅用于适度环境 ,其温度和湿度保持在规定的工作条件内 , 因此在鉴定寿命内老化不是显著失效机理 。

　　图 B. 1 部件故障率曲线

　　B.3 电阻器

　　只要电阻器在表 B. 1规定的功率之内使用 ,并且采用相关标准进行设计和制造的电阻 ,则不考虑该电阻器的老化 。

　　18

　　GB/T 15473—2025

　　表 B. 1 电阻降额使用限值

　　型式

　　加载为额定功率的百分比

　　碳膜电阻

　　50%

　　金属膜电阻

　　50%

　　线绕电阻

　　60%

　　19

　　GB/T 15473—2025

　　附 录 C

　　(资料性)

　　没有显著老化机理的非电子部件

　　某些用作结构件 、无导线绝缘部件和接插件等的非电子部件(在典型安全级充电器 、逆变器及 UPS系统应用中)没有显著老化机理 。这些部件用批准的方法加工处理过 , 根据核电厂质保大纲要求对焊接 、锡焊 、卷绕 、组装 、精整等过程进行严格控制 。这些控制 目的之一是保证机械零件 、紧固件等在规定环境中不会发生结构完整性的劣化降级 。此外 ,GB/T 13625规定了对被鉴定设备要求模拟与结构有关的老化作用对设备的影响 。

　　安全级静止式蓄电池充电器 、逆变器和 UPS系统中的没有显著老化机理的是铝 、黄铜 、陶瓷 、紫铜 、钢等制成的部件 。

　　20

　　GB/T 15473—2025

　　附 录 D

　　(资料性)

　　机电器件中失效机理的讨论

　　用于充电器 、逆变器及 UPS系统的机电部件主要失效原因为循环引起疲劳 。它适用于正确设计和使用电应力情况下的继电器 、开关(包括接触器 、断路器) 。它也适用于采用附录 C(参考件)所述经批准的材料或其他鉴定过部件的机电装置 。 因此 ,对装置中采用的材料要求按 5. 2. 3进行分析 。

　　虽然 ,某些继电器等器件在要求它动作前已保待在同样状态下(通电或不通电)若干年 , 随后发现接点粘住了 ,但这些情况不适用于充电器 、逆变器及 UPS系统 ,这是因为 :

　　a) 核电厂中对连有充电器 、逆变器及 UPS系统的蓄电池组的常规维护 ,要求每年把设备接入和切除 1 次 ~ 2 次 ,这些操作循环会涉及上述全部有关装置 ;

　　b) 有限寿命物项每几年进行一次维修更换 ,也要循环切换这些装置 。

　　制造商对这些机电装置进行过典型耐久性试验— 操作试验几万次至几十万次 。 当用于充电器 、逆变器及 UPS系统时 ,这些装置(指继电器 、开关等)在其预计鉴定寿命中通常仅操作几百次 。故实际操作循环仅是其试验寿命的小部分 ,这就提供了非常高的设计裕度 。

　　因此 ,在等效应力条件下及鉴定寿命期内循环切换这些机电装置至预计循环总数 , 以及设备本身的最终温度-湿度和抗震试验 ,将提供鉴定寿命末期所预期条件的合理模拟 。

　　21

　　GB/T 15473—2025

　　附 录 E

　　(资料性)

　　接插件的操作循环

　　在安全级静止式蓄电池充电器 、逆变器和 UPS系统中 ,导线和电缆系统及其相应接插件和端子板在它们通过用户最终检查和验收后都是不动作的物项 。 断开接插件和重新连接接插件的次数是很少的 ,通过计算在相关电路板组件上的平均无故障时间(MTBF) 得到它们的更换间隔来证明 。 接插件或端子板的运行没有计划维护要求 , 因此 ,在此设备中使用的这些器件的操作循环不是与老化有关的失效机理 。

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　　GB/T 15473—2025

　　附 录 F

　　(资料性)

　　设计基准瞬态电压的考虑

　　F. 1 一般原则

　　本附录的目的是给出典型输入瞬态电压的建议 。在明确核电厂安全级静止式蓄电池充电器 、逆变器和不间断电源系统运行要求时考虑此输入瞬态电压 。

　　有两种典型的输入瞬态电压 :

　　— 对称瞬态电压 :交流各相同时出现的瞬态变化电压 ;

　　— 不对称瞬态电压 :仅有一相出现的瞬态变化电压 。

　　产生对称瞬态电压的情况有 :大容量负载退出 、主汽轮发电机跳闸 、失去厂外电后应急柴油发电机启动 、负载瞬态等 。在与核电厂安全分析报告一致的预期瞬态期间 ,静止式蓄电池充电器 、逆变器和不间断电源系统保持运行 。此外 ,对于设计为具备甩全负荷能力(即核电厂与电网分离且汽轮发电机带厂用电的能力3) )的核电厂 ,对静止式蓄电池充电器 、逆变器和不间断电源系统承受瞬时功率/电压浪涌的能力提出了额外要求 。 瞬时功率/电压浪涌在汽轮机调节器对反应堆和汽轮机功率之间的不匹配做出响应过程中出现 。

　　运行经验表明 ,不对称电压瞬态是可能发生的 ,但在早期核电厂的设计中并没有得到充分考虑 。核电站的单相故障和单绝缘子故障是近期发生的单相故障事例 。单相故障中有一相对地短路 , 与高压变压器连接的其他相上产生电压浪涌 。

　　在本附录中 ,描述了对称和不对称电压瞬态的动态特性 ,包括时间和电压幅值 。建议在规定静止式充电装置 、逆变器装置和 UPS系统允许的输入电压范围和动态响应时及在确定用于规定和鉴定蓄电池充电器和逆变器的工厂特定限制电压瞬态时 ,考虑这些类型的瞬态 。

　　一些欧洲核电厂或某些新核电厂都被设计成在出现与电网相关的故障时 ,将电厂主发电机与电网断开并在反应堆恢复低功率运行时继续向厂内电力系统供电 。这种能力通常被称为具有 “孤岛模式 ”的能力 ,并被认为是可行的 。然而 ,“孤岛模式 ”的能力带来了一个特定的电气挑战 。 电网侧发生故障时 ,主发电机调节器为了恢复电压(响应故障) ,将发电机电压提升至最大值用以补偿故障导致的电压降 。此后主发电机断路器跳闸隔离故障 , 电厂进入孤岛模式 ,厂内电力系统在发电机控制系统降低发电机电压前将运行于主发电机最大输出电压下 。在限定的时间内 ,此过电压状况可能会导致厂内设备(如蓄电池充电器)发生共因故障 ,除非厂内设备配备了应对此过电压状况的保护功能 。孤岛模式可能产生的最大电压与电厂具体的主发电机控制和保护系统有关 。

　　F.2 对称输入电压瞬态

　　F.2. 1 自动电压调节模式下发电机升压变压器高压侧与电力系统断开连接(甩全负荷)

　　当带全负荷的汽轮发电机处于自动电压调节(AVR)模式时 ,发电机升压(GSU)变压器高压侧与电力系统断开连接产生的电厂顺变电压(即甩全负荷电压瞬态)的波形见图 F. 1。 图中假定汽轮机调速器将电压峰值维持在 120%额定电压以下 。

　　需注意 ,如果汽轮机调速器不能按预期运行 , 电压峰值可能会更高 ,如核电厂在甩负荷期间所发生的电压瞬态 。这促使电力公司考虑对静态蓄电池充电器 、逆变器和 UPS系统采用峰值为 130%额定电

　　3) 与电网分离且汽轮发电机带厂用电的能力是先进轻水反应堆的典型特征 ,这一特征能避 免 给 应 急 柴 油 发 电 机造成损伤 。

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　　压及持续 50 ms的瞬态电压进行鉴定 。

　　图 F. 1 甩全负荷瞬态的电压波形

　　F.2.2 励磁电流调节模式下发电机升压变压器高压侧与电力系统断开连接

　　当汽轮发电机处于励磁电流调节(FCR)模式时 ,GSU变压器高压侧与电网断开连接产生的电厂顺变电压波形见图 F. 2。 图中假定空载特性已外推至全励磁电流 , 时间常数取决于励磁系统的上限系数和 FCR模式下的控制设置 。

　　AVR模式中的一些内部故障会导致自动切换到 FCR模式 。

　　图 F.2 FCR模式下 GSU变压器断开的电压波形

　　F.2.3 正常清除开关站三相故障且机组带厂用电负荷

　　开关站发生三相故障 ,保护断路器在约 100 ms 内正常动作时的电厂瞬态电压波形见图 F. 3。故障位置附近的电压变为零 , 电流增加至可能比额定电流高出几倍 。故障期间的电压取决于 GSU 变压器

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　　的短路电抗和发电机的次暂态电抗 。上述电压波形假定反应堆功率迅速降低至厂用负荷 。

　　图 F.3 正确清除三相开关站故障并返回厂用负荷的电压波形

　　F.2.4 正常清除输电线路故障且电厂保持并网

　　输电线路发生三相故障 ,输电线路断路器在约 100 ms 内正常切断故障电流时的电厂瞬态电压波形见图 F. 4。故障期间的电压取决于 GSU变压器的短路电抗和发电机的次暂态电抗 。在整个过程中 , 电厂始终与电网相连 。故障清除后 , 由于发电机瞬态电抗上的电压降 , 电厂电压保持在较低水平 。

　　图 F.4 正确清除输电线路故障且电厂保持并网的电压波形

　　F.2.5 延时清除输电线路故障且电厂保持并网

　　输电线路发生三相故障 ,输电线路断路器未能切断故障电流 , 由邻近的断路器在约 250 ms 内正确动作切断故障电流时厂用瞬态电压波形见图 F. 5。故障时的电压取决于 GSU 变压器的短路电抗和发电机的次暂态电抗和暂态电抗 。 电厂未与电网解列 。故障排除后 , 电压保持在较低水平 。

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　　在母线故障的情况下 ,假设母线保护失效 。 电厂变电所母线的线路保护作为后备保护 ,第二段距离保护检测到故障并跳开线路断路器 。 总的故障切除时间包括线路保护的发出跳闸信号的时间和线路断路器切断电流的时间 。这导致故障清除时间约为 500 ms,电厂瞬态电压波形见图 F. 6。

　　图 F.5 输电线路故障延时清除且电厂保持并网的电压波形(三相输电线路故障)

　　图 F.6 输电线路故障延时清除且电厂保持并网的电压波形(母线故障)

　　F.2.6 开关站三相短路且 GSU变压器高压侧延迟跳闸

　　用于连接电厂电力系统和外送输电线路的开关站发生三相短路时的电厂瞬态电压波形见图 F. 7。期间 ,母线保护动作失效 ,作为后备保护的低阻抗保护向 GSU 变压器高压侧的断路器发出跳闸信号 。故障清除时间为 500 ms,包括低阻抗阶跃跳闸信号到达母线的时间和断路器的电流切断时间 。故障期间的电压取决于 GSU变压器的短路电抗和发电机的次暂态电抗和暂态电抗 。故障排除后电厂与电网解列 , 电厂自带厂用电厂负荷运行 。

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　　图 F.7 三相开关站短路且 GSU变压器高压侧延迟跳闸的电压波形

　　F.2.7 主发电机电压调节器故障

　　运行经验表明 ,主发电机电压调节器故障可能导致严重(但概率较低)的电压瞬态 。例如 ,在芬兰某核电厂发生的故障 , 电压超过 155%额定电压 ,持续 150 ms。

　　此事件发生过程如下 :在一次年度大修之后 , 电厂发电机与 400 kV 电网同步 , 机组功率上升 。 机组功率在额定功率的 60%时 ,发电机电压调节系统发生故障 ,导致励磁电流过高 ,发电机输出电压升至20 kV(123%额定电压) 。机组过电压保护根据 115%Unom 及延迟 6 s 的整定值将 400kV输出断路器分闸 ,发电机甩负荷至厂用电运行模式 。 因为断开输出断路器导致满励磁电流的主发电机甩厂外电负荷至与厂用电负荷 ,发电机电产生 155%Unom 的电压浪涌 。 电压浪涌引起主 、辅变压器饱和 ,导致主 、辅变压器差动保护动作 。发电机断路器断开 ,汽轮机跳闸 ,厂用电母线切换至后备电源供电 。所有应急柴油发电机(EDG)启动 ,但不需要连接到安全母线 , 因为母线电压很快从启动变压器中恢复 。此事件的实际发电机电压和电流波形见图 F. 8。

　　a) 主发电机电压波形

　　图 F. 8 核电厂主发电机电压调节器故障事件期间主发电机电压和电流波形

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　　b) 励磁电流波形

　　图 F. 8 核电厂主发电机电压调节器故障事件