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工业机械电气设备及系统安全要求

  

工业机械电气设备及系统安全要求

  本文件适用于机械,包括协同工作的一组机械,的电气、电子和可编程电子设备及系统。

  本文件适用的电气设备或电气设备部件,其标称电源电压不超过1000Va.c.或1500Vd.c.,额定频率不超过200Hz。

  工作在较高标称电源电压或较高频率的电气设备或电气设备部件可提出附加要求。

  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/T5226.1—2019机械安全机械电气设备第1部分,通用技术条件

  GB/T5226.31机械电气安全机械电气设备第31部分,缝纫机、缝制单元和缝制系统的特殊安全和EMC要求

  GB/T5226.32机械电气安全机械电气设备第32部分:起重机械技术条件

  GB/T5226.33机械电气安全机械电气设备第33部分:半导体设备技术条件

  GB/T16855.1—2018机械安全控制系统安全相关部件第1部分,设计通则

  GB/T19436.2机械电气安全电敏保护设备第2部分,使用有源光电保护装置(AOPDs)设备的特殊要求

  GB/T19436.4机械电气安全电敏保护设备第4部分,使用视觉保护装置(VBPD)设备的特殊要求

  GB28526—2012机械电气安全安全相关电气、电子和可编程电子控制系统的功能安全

  GB/T34934—2017机械电气安全安全相关设备中的通信系统使用指南

  注1,“危险”一词可由其起源,例如,机械危险和电气危险,,或其潜在伤害的性质,例如,电击危险、切割危险、中毒危险和火灾危险,进行限定。

  ——在机器的预定使用期间,始终存在的危险,如危险运动部件的运动、焊接过程中产生的电弧、不利于健康的姿势、噪声排放、高温,。

  ——意外出现的危险,例如,爆炸、意外启动引起的挤压危险、破裂引起的喷射、加速/减速引起的坠落,。[来源,GB/T15706—2012,3.6]

  将机械或机械部件,例如材料、装置、器件、器具、卡具、仪器及类似物件,用与电连接的装置。[来源,GB/T5226.1—2019,3.1.25]

  4.1.1.1机械电气设备在其全生命周期内都应满足本文件规定的基本安全要求。

  4.1.1.3当电气设备正确安装、维护和按预定用途使用时,不危及人身和财产的安全。以确保,a)充分保护人身和设备免受可能因直接或间接的电接触引起的身体或其他伤害的危险,b)不会产生可能引起危险的温度、电弧或辐射,c)充分保护人身和财产免受根据经验判定由电气设备引起的非电气危险,d)绝缘适合于可预见的状况。

  电气设备风险评估的基本步骤是识别电气设备全生命周期所有阶段可预见的危险、危险情况和/或危险事件,所有阶段包括,

  作为机械风险评估的整个技术要求的一部分,与电气设备危险有关的风险应进行评估。这将进行,

  ——由电气设备外部或内部产生的电骚扰(如电磁、静电) ,从而导致机械误动作,

  ——由存储的能量(电气或机械的)释放,从而导致例如电击、会引起伤害的非预期动作,

  通过安全设计方法不能消除的危险和/或充分降低的风险的场合,应提供降低风险的保护措施,例如,安全防护, 。在需要进一步降低风险的场合,应提供额外的方法,例如,警示,并实施降低风险的工作程序。

  , 安排应考虑人类工效学原理,使其位置、行程和操作阻力等与执行的动作协调。

  在每个操作,控制,位置,应使操作者能确保机械危险区内没有人,若有人处于危险区内时则防止机械起动。

  对于危险机械,起动前, 电气设备应发出听觉和/或视觉的报警信号。 以使暴露者有时间离开危险区或不允许机械起动。

  当有多个操作,控制,位置时, 电气设备的设计应使在一个操作,控制,位置使用时,其他的操作(控制)位置不能使用,但停止控制和急停除外。

  当机械有两个或多个操作,控制,位置时,每个位置必须提供全部所需的控制装置,操作者互不干扰或不使彼此处于危险状态。b) 安全防护及补充保护措施,

  当固有安全设计措施不可能合理消除危险或充分降低风险时,应使用防护装置和保护装置来保护人员的安全,采用补充保护措施,例如,急停装置,来降低风险。

  控制设备应有足够的防护等级以防止外界固体物和液体的侵入,并要考虑到机械运行时的外界影响,即位置和实际环境条件, ,且应充分防止粉尘、冷却液和切屑。

  电气设备和系统的设计应在下列电源条件下正常运行,——按4.2.2或4.2.3规定的电源条件,

  谐波, (2)5,次畸变谐波总和不超过线,次畸变谐波的总和允许最多附加线%。

  电压中断,在电源周期的任意时间, 电源中断或零电压持续时间不超过3 ms,相继中断间隔时间应大于1 s。

  电压降, 电压降不应超过大于1周期的电源峰值电压的20%,相继降落间隔时间应大于1 s。

  注,专用电源系统,例如车载发电机, DC总线所规定的限值,前提是设备应设计成在所提供的条件下能正常运行。

  控制电路由交流电源供电时,应使用有独立绕组的变压器将交流电源与控制电源隔离。

  注,对于用单一电动机起动器和不超过两个控制器件,如联锁装置、起/停控制台,的机械,不强制使用变压器或

  源自AC电源的DC控制电路连接到保护联结电路,它们应由AC控制电路变压器的单独绕组或其他控制电路变压器供电。

  引入电源可直接连接到机械的电源切断开关或机械供电系统的电源切断开关。电源切断装置的操作装置,例如手柄,应置于电气设备的外壳表面,在其断开位置,或断开状态,应提供安全措施,例如,提供挂锁钥匙安全连锁, ,这种安全措施应防止遥控及在本地使开关闭合。

  注,动力操作,电动操作,的开关设备不必在外壳的表面配备手柄,而是装有其他装置,例如钥匙旋钮,以便从外

  如果需要用其他电源供电给电气设备的某些部分,如不同工作电压的电子设备, ,这些电源宜尽可能取自组成为机械电气设备一部分的器件,如变压器、换能器等, 。

  当配备两个或两个以上的电源切断开关时,为了防止出现危险,应采取联锁保护措施。

  电气设备和系统应适应于其预期使用的实际环境和运行条件,如下所示。a) 电磁兼容性(EMC) ,

  电气设备和系统产生的电磁骚扰不应超过其预期使用场合允许的水平。设备和系统对电磁骚扰应有足够的抗扰度, 以保证电气设备和系统在预期使用环境中正确运行。b) 环境空气温度,

  电气设备和系统应能在预期环境空气温度中正常工作。所有电气设备的最低要求是在外壳,箱或盒,的外部环境空气温度在5℃,40℃范围内正常工作。c) 湿度,

  当最高温度为40℃,相对湿度不超过50%时, 电气设备和系统应能正常工作。温度低则允许更高的相对湿度,如20℃时相对湿度为90%,。

  要求采取正确的电气设备设计来防止偶然性凝露的有害影响,必要时采用适当的附加设施,如内装加热器、空调器、排水孔,。d) 海拔,

  若电气设备安装处的实际环境中存在污染物,如粉尘、酸类物、腐蚀性气体、盐类物,时, 电气设备和系统应适当防护。f) 离子和非离子辐射,

  当设备和系统受到辐射时,如微波、紫外线、激光、X射线,,应采取附加措施, 以避免误动作和加速绝缘的老化。g) 振动、冲击和碰撞,

  应通过选择合适的设备,将它们远离振源安装或采取附加措施,以防止,由机械及其有关设备产生或实际环境引起的,振动、冲击和碰撞的不良影响。h) 运输和存放,

  电气设备和系统应通过设计或采取适当的预防措施, 以保障能经受得住在-25℃,+55℃的温度范

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  围内的运输和存放,并能经受温度高达70℃、时间不超过24h的短期运输和存放。应采取防潮、防振和抗冲击措施, 以免损坏电气设备和系统。

  电气设备应具备在基本防护和故障防护情况下保护人们免受电击的能力(见第5章)。b) 机械危险,

  减少机械危险的基本方法是,锐边倒钝,使用防护装置和安全联锁装置、使设备保持稳定性等,

  设备外壳的边缘、拐角、开孔、挡板、 凸起物、手柄等应光滑,避免造成人体伤害。

  设备应具有足够的机械强度, 以承受在正常使用时可能遇到的冲击和碰撞。c) 能量危险,

  操作者访问区不应有因能源危险而造成伤害的风险,减少这种危险的基本方法是,隔离、屏蔽和使用安全联锁装置。

  , 电容储能不仅产生电击危险也可能产生能量危害,例如人身伤害, 引燃周围易燃物等。

  , 使用电池和电池组应防止其出现能量危险,例如过热,燃烧,爆炸,化学泄露等。d) 热危险,

  , 限制表面温度, 以防止灼伤。环境温度为40°C,正常条件, 易接触表面的温度不应超过

  如果易接触加热表面对于材料的加工或加热是必要的,或在其他情况下是不可避免的,它们在正常条件下允许超过表1的值,在单一故障条件下超过105°C, 只要它们可以通过外观或功能识别。 由其环境加热的设备正常状态的温度超过表1中的值和单一故障条件下105°C值不需要用符号标记。

  通过屏障保护的易接触表面,防止其被意外接触,如果不使用工具就不能移除屏障,这些表面不认为是易接触表面。

  操作区零件 最高温度(最高值) ゜C属 玻璃,瓷料和釉料 塑料和橡胶短时间被握住持或被接触的把手,旋钮,提手等 60 70 85常使用时被连续握持的把手,旋钮,提手等 55 65 75能会被接触到的设备外表面 70 80 95

  可能会被接触到的设备内表面 70 80 951 ,此表摘自GB 4943 1—2011信息技术设备安全第1部分,通用要求2,风险评价表明需要警告防止电气设备危险表面温度的可能性时,应使用ISO 7010-W017图形符号。有关触及持续时间影响的信息见表2。

  额定功率大于0.5kW以上的电动机应提供电动机过热保护(连续运转,除冷却风扇以外)。 电动机的过热保护可由下列来实现,

  应防止过热保护复原后任何电动机自行重新起动, 以免引起危险情况,损坏机械或加工件。

  在电动机散热条件较差的场合,如尘埃环境, ,宜采用带热保护器的电动机。根据电动机的型式,如果在转子失速或缺相条件下温度保护不一定起作用时,应提供附加保护。

  在可能存在过热场合,如散热不好, ,对于不会出现过载的电动机也宜设置温度保护(如由机械过载保护器件保护或有足够容量的力矩电动机和运动驱动器)。e) 着火风险,

  减少着火危险的基本方法是,设置过电流保护装置,避免电气设备自身或其所使用或产生的气体、液体、粉尘、蒸汽或其他物质引发火灾或过热,使用屏蔽或隔离防止火焰蔓延等。

  电气元器件的使用应使它们在正常负载条件下的最高工作温度低于可能引燃与之接触的周围物品所需的温度。

  如果在故障条件下不能使元器件免于过热,那么与这些元器件接触的所有物品应符合IEC 60695-11-10, 2013的可燃性等级V-1或更高。

  绝缘材料应适合于其工作的最高温度。附加绝缘应提供足够的机械强度并考虑其在使用过程中是否会受到冲击。

  经耐热强化处理、布线或层压的金属、陶瓷材料玻璃,在未经测试的情况下可认为是合格的。

  减少化学危险的基本方法是,采用多种措施降低有害化学物质的危害,例如不使用有害化学物质,避免有害化学物质产生泄露或气化等

  用于制造电气设备所用的材料或使用的物质,使用期间不应危害人身安全与健康。

  采用通风或排放措施以防止有害物质的聚集。g) 辐射,离子和非离子辐射, ,

  减少辐射危险的基本方法是,在允许的辐射限值内,对暴露者没有影响、屏蔽辐射源、采用防护装置等。

  当设备受到辐射时,如微波、紫外线、激光、 X射线,,应采取附加措施, 以避免误动作和加速绝缘的老化。

  激光加工机可能产生激光辐射。宜对激光等级应予说明,并附上对应激光危害等级的激光危险标签,以尽量减小激光危险。

  减少电击危险的方法如下所示,a) 带电部件应安装在外壳内,直接接触带电部分的最低防护等级为IP2X或IPXXB,见GB/T 4208

  —2017, ,b) 带电体应用绝缘物完全覆盖住, 只有用破坏性办法才能去掉绝缘层。在正常工作条件下绝缘物应能经得住机械的、化学的、 电气的和热的应力作用,c) 电源切断后,任何残余电压高于60V的带电部分,都应在5s之内放电到60V或60V以下,只要这种放电速率不妨碍电气设备的正常功能,元件存储电荷小于等于60μC时可不考虑, 。否则,作耐久性警告标志提醒“注意危险”,并说明在打开外壳以前的必要延时,d) 可用遮栏、置于伸臂以外的防护及用阻挡物作基本防护,见GB/T 16895.21-2020的附录B, ,e) 采用Ⅱ类设备,或等效绝缘, 、 电气隔离防止出现危险触摸电压,受绝缘故障影响的任何电路,可采用自动切断电源以防止由触摸电压引起的危险情况,f) 采用PELV或SELV的保护,见GB/T 16895.21-2020中414, ,g) 采用保护联结,保护联结是为了保护人员防止电击,是故障防护的基本措施。

  固定式防护装置应使用紧固装置固定,只有采用工具才能将其打开或移走。当移走防护装置时,紧固装置应保留在该防护装置或机械,电气设备,上。

  ——联锁功能,例如,双手控制,使能控制,超过工作限值例如速度、压力、位置控制,不同工作和相反运动间的联锁控制等, ,

  电气设备产生的电磁骚扰不应超过其预期使用场合允许的水平。电气设备对电磁骚扰应有足够的抗扰度水平, 以保证电气设备在预期使用环境中正确运行。

  ——在相关产品标准或通用标准,无产品标准时,规定的预期EMC环境中,采用的装置或元件符合EMC要求,

  ——电气安装和布线符合该装置和元件供方的要求,电缆,屏蔽,接地等,或已采取降低电磁影响的有效措施,见GB/T 5226.1—2019中附录H。

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