GB/T 38943.1-2020 土方机械 使用电力驱动的机械及其相关零件和系统的电安全 第1部分:一般要求.pdf

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  • B.2控制相关术语和定义

    3.3电气基础设施相关术语和定义

    电流容量ampacity

    在不超过其额定温度的情况下有色金属标准,导线(体)可以连续地通过的以安培为单位的最大电

    3.4风险相关术语和定义

    伤害身体或损害健康的潜在源, 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。 注2:危险有如下定义:

    工作姿势、噪声、高温等); 危险又可以意外发生(例如爆炸、意外起动引起的挤压、泄漏引起的喷射、加减速引起的坠落等)。 注3.改写GB/T157062012.3.6.

    对机器的总体风险评估应包括与电气危险相关的风险。在GB/T15706中给出了适当的风险评估 法。附录A提供了一份重大危险和危险情况的清单,包括土方机械电气设备的使用(或误用)、维护 维修。 在设计和开发过程中,应确定危险及其引发的风险。 危险和风险应按以下优先次序或层级进行处理: a) 设计措施将为消除风险或充分降低风险提供安全保障,如果这些措施不可行: b)安全防护等保护措施应当进一步降低风险,如果这些措施不可行,或仍有必要进一步减少 风险; c) 应当采取其他措施,例如提高凤险意识的手段; d 应在操作手册和维修手册中说明土方机械操作和维护期间减少风险的工作步骤。 在设计阶段(优选)可以考虑的安全措施,或用户必须实施的某些措施

    4.3运输和贮存的规定

    4.4.1电气系统的组成器件

    电气系统的组成器件应: 适用于其预期的用途; 适用于合适的等级,并符合供应商的说明。 注1:适合预期用途包括符合现行的有关国际标准。 当IEC部件的标准不存在时,建议使用合适的国际标准或其他等效标准的相关要求(例如

    EC60034系岁 天磁阻电机) 注2:低于低电压的电 主“穿透”的可能性,不在本部分规定的范围

    电气设备应适用于其预期使用的环境和操作条件。建议采用GB/T34353一2017中4.6规定的环 境及操作条件。也可以用ISO19014代替GB/T34353。根据GB/T38943.2和GB/T38943.3提供的 查询表,用户和供应商之间的技术协议也可能是必要的。 注:GB/T34353—2017中4.6覆盖了以下内容: 环境空气温度范围; 一湿度; 防护等级(IP代码)(见4.5.4); 电磁兼容性(EMC); 一振动和冲击。 制造商应确认外部充电系统与土方机械兼容,或者符合GB/T38943.2一2020中4.2的规定

    本部分所涵盖的所有土方机械均适用于户外使用。土方机械也可在室内使用。户外使用的适用性 要求包括非使用期间对室外贮存的适用性。 在必要的情况下,应采取防止冷凝或排水等措施,解决有害的内部冷凝的可能性

    土方机械的电气设备应能在海拨1000m以下正常工作。应在操作手册中对土方机械能否可以在 海拨1000m以上运行给予说明,如果需要,则应清晰标记并解释在海拔1000m以上的土方机械局 限性。

    土方机械的电气设备应受到保护,不受固体和液体的景 环境甲的灰 尘、酸、腐蚀性气体和盐。 对于空气冷却的电阻栅格,当潮湿的时候,需要特殊的程序来干燥电阻栅格

    电气设备应随电源的变化而止确运行: 在GB/T38943.2中,使用外部动力机器(例如由一个或多个专用的外部发电机组为一个或多 个土方机械提供电源); 如GB/T38943.3所述,用于自行式机器; 由用户另行指定

    电气设备应随电源的变化而正确运行: 在GB/T38943.2中,使用外部动力机器(例如由一个或多个专用的外部发电机组为一个或多 个土方机械提供电源); 如GB/T38943.3所述,用于自行式机器; 由用户另行指定。

    土方机械的电气设备应保护人身免受电击。此类保护应包括5.2至5.11中给出的适当措施。对于 所有的人都能接触到的带电部件,要满足5.2或5.3的要求,如果5.4适用,也要满足5.4的要求。 例外:如果这些保护措施不可行,则可使用GB/T16895.21或IEC61140中的其他防护措施。 每个电路或部件应根据5.8或5.9或两者提供间接接触保护。 注:IEC61140中给出了设备等级和防护要求,

    带电部件应安装在符合第4章、第12章和第14章有关技术要求的外壳内,直接接触的最低防护等 为IP2X或IPXXB。 例外1:如果壳体上部表面是容易接近的,直接接触的最低防护等级应为IP4X或IPXXD。 例外2:对于所有人都容易接近的带电部件,直接接触的最低防护等级应为IP4X或IPXXD。 例外3:如果暴露于雨或灰尘条件下的空气冷却电阻器,不会在安装位置产生危险,那么只需要满 IP2X或IPXXB的最低要求。如果IP2X或IPXXB不适用,那么使用GB/T25607一2010中10.7规 的挤压要求尺寸也是可以接受的。如有必要,应在操作手册中指定正常维护步骤,以防止碎片堆积。 除非满足下列a)~c)条件之一,否则不准许打开外壳(例如通过门、罩或盖板): a)需要使用钥匙或工具才能开启: 当设备需要带电对电器重新调整或整定时,可能触及的所有带电部件,防止直接接触的防护等 级应至少为IP2X或IPXXB; 壳体内其他带电部件防止直接接触的最低防护等级为IP1X或IPXXA。 b)开启外壳之前先切断其内部的带电部件: 这条要求的一个例子,通过门与切断开关的联锁机构来实现,使得只有在切断开关断开后才 能打开门,以及把门关闭后才能接通开关: 仅限于熟练人员可以接触门后带电部件,此部件不直接与隔离装置联锁: 断开连接装置后仍带电的部分,直接接触的最低防护等级为IP2X或IPXXB,这类部件的警告 标记应符合16.2.1的要求(参见11.8,以确定导线的颜色)。 例外1:这个警告标记不适用于: 带电部件属于联结电路的一部分,并且符合11.8的要求; 一单独安装在一个外壳中的源分离装置的源终端。 例外2:下列情况可用供方规定的专门器件或工具解除联锁: 分离装置可以打开并锁定在OFF(开)位置,如果联锁被绕过,则可以防止分离; 一门关闭后,联锁功能自动返回; 一在设备连接时进行调整时,可能会接触到的带电部件的最低防护等级为IP2X或IPXXB, 安装在门上的带电部件的最低防护等级为IP1X或IPXXA。 根据第15章的规定,提供电气设备的适当信息。 在不使用钥匙或工具或没有自动切断带电部件的情况下,所有带电部件避免直接接触的最低 防护等级为IP2X或IPXXB: 如果使用一种遮栏提供保护,需要使用工具移除遮栏,当移除遮栏时,所有带电部件应当自动 分离; 对于手动驱动设备(如接触器或继电器等)造成的危险,应通过遮栏或遮挡物来阻止手动驱动,

    带电部件应安装在符合第4章、第12章和第14章有关技术要求的外壳内,直接接触的最低防护等 IP2X或IPXXB。 例外1:如果壳体上部表面是容易接近的,直接接触的最低防护等级应为IP4X或IPXXD, 例外2:对于所有人都容易接近的带电部件,直接接触的最低防护等级应为IP4X或IPXXD。 例外3:如果暴露于雨或灰尘条件下的空气冷却电阻器,不会在安装位置产生危险,那么只需要满 2X或IPXXB的最低要求。如果IP2X或IPXXB不适用,那么使用GB/T25607一2010中10.7规 挤压要求尺寸也是可以接受的。如有必要,应在操作手册中指定正常维护步骤,以防止碎片堆积。 除非满足下列a)~c)条件之一,否则不准许打开外壳(例如通过门、罩或盖板): )需要便用钥匙或工具才能开启: 当设备需要带电对电器重新调整或整定时,可能触及的所有带电部件,防止直接接触的防护等 级应至少为IP2X或IPXXB; 壳体内其他带电部件防止直接接触的最低防护等级为IP1X或IPXXA。 b)开启外壳之前先切断其内部的带电部件: 这条要求的一个例子,通过门与切断开关的联锁机构来实现,使得只有在切断开关断开后才 能打开门,以及把门关闭后才能接通开关: 仅限于熟练人员可以接触门后带电部件,此部件不直接与隔离装置联锁; 断开连接装置后仍带电的部分,直接接触的最低防护等级为IP2X或IPXXB,这类部件的警告 标记应符合16.2.1的要求(参见11.8,以确定导线的颜色)。 例外1:这个警告标记不适用于: 带电部件属于联结电路的一部分,并且符合11.8的要求; 一单独安装在一个外壳中的源分离装置的源终端。 例外2:下列情况可用供方规定的专门器件或工具解除联锁: 分离装置可以打开并锁定在OFF(开)位置,如果联锁被绕过,则可以防止分离; 一门关闭后,联锁功能自动返回; 一在设备连接时进行调整时,可能会接触到的带电部件的最低防护等级为IP2X或IPXXB 安装在门上的带电部件的最低防护等级为IP1X或IPXXA。 根据第15章的规定,提供电气设备的适当信息。 在不使用钥匙或工具或没有自动切断带电部件的情况下,所有带电部件避免直接接触的最低 防护等级为IP2X或IPXXB: 如果使用一种遮栏提供保护,需要使用工具移除遮栏,当移除遮栏时,所有带电部件应当自动 分离; 对于手动驱动设备(如接触器或继电器等)造成的危险,应通过遮栏或遮挡物来阻止手动驱动,

    需要工具来移除这些遮栏或阻挡物

    需要工具来移除这些遮栏或阻挡物

    带电体应用绝缘物完全覆盖任,只有用破环性办法才能去掉绝缘层。 主:油漆、清漆、涂料和类似的产品,不适合单独用作防护正常工作条件下的电击

    表1残余电压放电要求

    在任何情况下,为了确保在打开外壳之前先放电,建议提供符合16.2.1的显著标记,警告维修人员 在规定的时间内等待。规定的时间应大于放电电压≤60V或存储电荷≤60uC所需的时间。推荐的 最长时间是5min。 维修手册应提供一种方法,用于维修前验证残余电压的放电,并应强调这样做的必要性。维修手册 应要求维修人员穿戴适当的个人防护装备(PPE),并确认残余电压测量装置是否正常工作。 维修手册应提供一种程序,在自动放电方式失效的情况下,对残余电压进行手动放电。如果残余电 压的手动放电需要使用设备,该设备应由土方机械制造商提供或指定。 对于低压系统,如果通过插头或连接器断开连接,导致部件带电,在断开连接后,带电部件的电压应 在1s内减小到60V或更小。另外,直接接触的最低防护等级为IP2X或IPXXB。除储能设备(例如电 池或双层储能电容器)之外的设备应提供警告标记,

    遮栏的防护应满足GB16895.21一2011中A.2的要求。 注:只有使用钥匙或工具的情况下才能被移走,否则遮栏或任何其他适合于防止或限制指定测试探头的穿透的部 件,无论是附在外壳上或由封闭的设备所形成的.都被视为外壳的组成部分

    不可接近保护或阻挡物的保护要分别满足GB/T16895.21一2011中B.2和B.3的要求。

    5.7对低压储能装置及相关总线的特殊考虑

    在维修期间保持通电的低电压储能装置和总线系统应提供防止意外接触的保护。除非允许在低电 压和危险电流的情况下进行维护,电能储存装置应包含在符合第6章的所有其他要求的电气外壳中。 保护的方法应是以下a)~d)中的一种或多种方法,除e)以外,或提供同等程度的降低危险的方法: a)连接多个能量装置的总线系统:除电气连接的区域之外,在所有位置用绝缘材料覆盖; b) 使用凹进、分离或凹进和分离的连接,以减少不同电压的裸露带电部件之间的无意接触; 总线系统,其安装方式使落下的工具偏离直接接触,如垂直安装的汇流排;

    d 通过接触继电器、力开关或类似装置相互连接的总线系统 更小、更少危险的存储子单元; e 警告标签,服务说明,或两者都有: 短路的危险; 一用于防止短路的方法,例如使用绝缘工具和绝缘手套; 一适当的个人防护装备。 能量存储设备终端应: 被完全遮盖; 相互之间安装绝缘屏障; 或者两者都用

    现危险触摸电压的措施包括使用Ⅱ类设备或等效绝

    5.8.2采用II类设备或等效绝缘作防护

    5.8.3采用电气隔离作防

    用来防止该电路的带电部分基本绝缘失效时的触摸电压在触及外露可导电部分而引起的电击电 流,应符合GB/T16895.21一2011中C.3的规定

    5.9电源自动断开的防护

    一种在故障情况下,保护器件自动切断一路或多路相线的措施。切断应在极短时间内产生,以限制 莫电压使其在持续时间内没有危险。切断时间见附录B。 这种措施需协调以下几个方面要求: 电源接地(或自行式机器底盘的等电位连接)系统形式; 保护等电位联结系统相关部分的接地阻抗值: 保护器件的特性。 这项措施包括外露可导电部分的等电位保护联结和下列任一种方法: a)在TN系统中,检测到绝缘故障时过电流保护器件自动切断电源; b)在TT系统中,检测到带电部分对外露可导电部分或对地的绝缘故障时,引发残余电流器件自 动切断电源; IT系统中,两者中的任何一个: 1)外露导电部件首次接地(自行式机器的底盘)故障的绝缘监测器件; 2)残余电流保护器件自动断开连接。 上面的1),绝缘监测器件应引发的听觉和/或视觉信号,或两者兼有,随故障持续而连续。根据 7.2的规定,应提醒机器操作人员和维修人员可能发生的“首次故障”。 注:接地(或自行式机器的底盘)故障定位系统的预防措施能便于设备的维护。

    5.10等电位联结的防护

    保护性等电位联结(见5.10.2)是为了保护人员防止来自间接接触的电击。 功能性等电位联结(见5.10.3)的目的是为了尽量减小绝缘失效影响土方机械运行的后果或敏感电 气设备受电干扰而影响机器运行的后果。通常的功能联结可由连接到保护联结电路来实现,而对保护 联结电路的电干扰水平不是足够低的场合,有必要将功能性联结电路连接到单独的有接地功能或底盘 上等电位连接的导体上。

    5.10.2保护等电位联结电路

    5.10.2.1概速述

    保护等电位联结电路由下列部分组成: PE端子(或自行式机器底盘保护等电位连接端子); 一土方机械中的保护导线,包括电路的滑动触点; 一电气设备外露可导电部分和可导电结构件; 一土方机械结构的可导电部分。 保护等电位联结电路的所有部件应能够承受由于流过接地故障电流所造成的最高热应力和机械 应力。 电气设备或机械的结构件的电导率小于连接到外露可导电部分最小保护导线的电导率场合,应设 辅助的联结导线,辅助联结导线的截面积不应小于其相对应保护导线的一半。 如果采用IT配电系统,土方机械的机械结构作为保护等电位联结电路的一部分,并设置绝缘监 控,见5.9c)。 Ⅱ类或等效设备(见5.8.2)的可导电结构件不必连接到保护等电位联结电路上。如果所有设备均 为Ⅱ类或等效设备,则构成土方机械的机械结构的其他导电部件不必连接到保护等电位联结电路上。

    5.10.2.2保护导线

    武中: S接地导体的最小横截面积,单位为平方毫米(mm)。

    铜导线的横截面积,Smin=16mm; 铝导线的横截面积,Smin=35mm; 钢导线的横截面积,Smin=50mm。 b)接地故障电流I.>100A,见式(2):

    式中: I:—接地故障电流,单位为安培(A)

    接地故障电流,单位为安培(A)

    5.10.2.3高漏电流

    5.10.2.4保护等电位联结电路的连续性

    除5.10.2.6中规定的那些外露的导电部件之外,所有外露可导电部分都应按5.10.2.1的要求连接 到保护等电位联结电路上。 保护等电位联结电路的布置应确保无论什么原因(如维修)拆移部件时,不应便余留部件的保护联 结电路连续性中断。 注:上述要求中,在土方机械上,包含主等电位连接点的结构或部件(如机架或主电气外壳),如果将其拆除有效地 使土方机碱无法使用,则认为是不需要拆卸的电气部件。 连接件和联结点的设计应确保不受机械、化学或电化学的作用而削弱其导电能力。当外壳和导体 采用铝材或铝合金材料时,应特别考虑电蚀问题。 金属软管、硬管和电缆护套不应用作保护导线。这些金属导线管和护套自身(如电缆防护套、铅护 套)也应连接到保护联结电路上。 电气设备安装在门、盖或面板上时,应确保其保护联结电路的连续性。并建议采用保护导线。否则 紧固件、焊接点、滑动接点应设计成低电阻。 有裸露危险的电缆(如拖电软电缆)应采取适当措施(如监控)确保电缆保护导体的连续性 使用汇流线、汇流排和汇流环装置保护导线的连续性要求应符合11.6.2的规定。

    5.10.2.5禁止开关器件接入

    不应设置中断保护联结导线的手段。

    保护等电位联结电路不应接有开关或过电流保护器件。 例外:试验或测量用的连接线,应装在封闭电气工作区内,没有工具不能被打开。 当保护联结电路的连续性可用移动式集流器或接插件断开时,保护联结电路只应在通电导线全部 断开之后再断开,且保护联结电路连续性的重新建立应在所有通电导线重新接通之前。该条规定也适 用于可移动的或可拆卸的插入式器件。

    5.10.2.6不必连接的部件

    有些零件安装后不会造成危险,就不必把它的裸露导体部分连接到保护联结电路上,例如: 不能大面积触摸或不能用手握住和尺寸很小(小于约50mm×50mm)的零件: 一 位于不大可能接触带电体的位置或绝缘不易于失效的零件。 这适用于螺钉、铆钉和铭牌等小零件,以及装在电柜内的与尺寸大小无关的零件(如接触器或继电 器的电磁铁、器件的机械部分)(也见GB/ 16895.2. 一2011中410.3)

    5.10.2.7保护导线的连接点

    保护导线连接点不应有其他的作用,如缚系或连接用具零件,包括电缆固定装置。按11.8.2的要 求,每个保护导线接点都应有标记。 在GB/T38943.2和GB/T38943.3中规定了标记的要求。 为了避免电磁于扰带来的影响,双重保护导线的安装应满足ISO13766规定的电磁兼容性要求

    5.10.3功能等电位连接

    可通过连接共用导线来防止因绝缘失效引起的故障。 注1:外部动力机器,请参见GB/T38943.2 注2:自行式机器(见GB/T38943.3),底盘可以作为共用导线

    5.10.4用于接地和短路的设备

    对于高压设备,高压设备的所有带电部件与接地系统之间的接地和短路装置应: 一符合IEC61230的规定; 一有足够的数量以使带电部件的工作安全地进行。 有关功能等电位联结应防止电磁干扰,见5.10.1。

    5.11采用PELV的保护

    采用PELV(保护特低电压)保护人身免于间接接触和有限区域直接接触的电击。PELV电路应满 以下所有条件: a)适用于电池/发电机提供的12VDC和24VDC(标称)电路: 当土方机械正常使用时,电池应有外壳保护,避免意外接触; 在日常维护期间,应保护蓄电池的端子免受工具接触; 其他非发电机端子的终端,如交流发电机、起动器和起动器的电磁开关,在日常维护过程 中免受工具的接触; 其他外露表面受到保险丝的保护,并且暴露的面积小于50mmX50mm。 b) 除a)以外的电路,标称电压不应超过: 当设备在干燥环境正常使用,带电部分与人体无大面积接触时,不超过25VAC均方根 值或60VDC无纹波;

    5.11.2 PELV电源

    6.2电气火灾的危险评估

    除了预防着火外,减少火势蔓延是第二种保护措施。如果发生着火,应通过适当地封闭着火区域或 控制周围部件的可燃性,或两种措施都采取,将由此产生的火灾蔓延控制在最小程度。通常,针对这些 问题的部件标准,优先于一般IEC60695系列标准。

    本章规定了防止异常操作危险的要求,如表A.1第3项所列

    9.2过电流保护(OCP)

    变压器应按照制造 电:日小 避免受变压器二次短路自

    9.2.3过电流保护(OCP)的实现

    9.2.4过电流保护器件的额定值和整定值

    熔断器的额定电流或其他过电流保护器件的整定电流应选择得尽 足预期的过电流 通过,例如电动机起动或变压器合闸期间。选择这些器件时应考虑到控制开关电器由于过电流引起损 坏的保护问题冶金标准,如防备控制开关电器触点的熔焊。 过电流保护器件的额定电流或整定电流取决于受保护导线的载流能力,该保护导线应符合11.4和 最大允许切断时间t。应考虑与保护电路中其他电器件协调的要求,

    9.2.5过电流保护器件的设置

    过电流保护器件应安装在导线截面积减小或导线载流容量减小处。满足下列条件的场合除外: 支线路载流容量不小于负载所需容量; 采用减小短路可能性的方法安装导线,例如导线用外壳或通道保护

    正常运行中可能达到异常温度以致会引起危险情况的发热电阻或其他电路(例如由于短时间工价

    制或冷却介质不良),应提供恰当的检测检测标准,以引发适当的控制响应。

    9.4接地(或自行式机械底盘)故障/残余电流保护

    可以提供接地(或自行式机械的底盘)故障/残余电流保护,以减少因接地(或底盘)故障电流低于过 电流保护检测水平而导致的设备损坏。故障/残余电流装置的整定值只要满足电气设备正确运行应尽 可能小

    ....
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