JB／T 9697-2020  挖掘机电控设备

3.1.3电控设备产品型号编排示例

示例：WT2（D）2B—1001、WT2（D）2B—1002·...WT2（D）2B—1009 含义：挖掘机直流发电机组式数字电路调节电控设备，第二系列，电抗器起动，配挖掘机的挖斗容量为10 控设备的各组成部分依次为起动柜、变压器柜操作台

(D）2B—1001、WT2（D）2B1002·****·WT2（D）2B1009 直流发电机组式数字电路调节电控设备，第二系列，电抗器起动，配挖掘机的挖斗容量为10m，该 成部分依次为起动柜、变压器柜操作台。

3.2.2.1电网质量应符合GB/T3797的规定。 3.2.2.2电网电压幅值持续波动范围不超过额定值的土5%时水利标准，电控设备能在额定值使用。电压幅值波 动范围不超过土10%时，电控设备应能可靠工作。 3.2.2.3变频器输入接入点产生的谐波应符合GB/T14549的规定

特殊使用条件（例如，海拨、 正常使用条件的规定，温度或气压的急剧 变化使电控设备内部产生异常凝露等）的具体要求 订货时由用户与制造厂专门商定。

3.4.7挖掘机的电气传动控制原理，由用户与制造厂协商确定或其中一方确定。电气原理图中的图形 符号应符合GB/T4728.1~4728.3、GB/T4728.6~4728.8、GB/T4728.11的规定。 3.4.8电控设备中所用的变流器应符合GB/T3859.1的规定。 3.4.9电控设备的工作性能指标，若有不同或特殊之处应明确指出。 3.4.10电控设备的主变压器选用要求：干式，线圈温升不超过100K，绝缘材料（包括变压器浸漆及 其线圈的绝缘）应不低于155（F）级，网压幅值波动范围为额定电压的土10%，其他性能要求按GB/T 1094.11的要求。 3.4.11电控设备正常工作时产生的噪声应符合GB/T3797的规定。 3.4.12 电控设备中所用的变频器应符合GB/T12668.2的规定。 3.4.13 变频设备应含有人机界面，实时显示挖掘机数据及故障。 3.4.14 对于单传动变频系统，应配备制动电阻箱。 3.4.15 直流发电机组式模拟电路调节方式，所有控制均由电阻、电容器及其他集成电路完成。 3.4.16 直流发电机组式数字电路调节方式，所有A/D转换数据处理均由MCU/DSP等数学芯片完成 3.4.17 直流发电机组式数字电路调节方式，应配备键盘和显示屏用于参数的调节和实时运行参数的 显示。 3.4.18 全数字调节系统应符合GB/T12668.1的规定。 3.4.19传动系统的电磁兼容性应符合GB/T12668.3的规定。 3.4.20电控设备中的主令控制器（为控制提升、推压、回转/行走、开斗、喇叭机构的控制手柄），其 操作方向和标牌说明应与被控制的机器运动方向相一致，并符合以下规定： a）“操作向前”表示“下放／行走”或“推压”； b）“操作向后”表示“提升／行走”或“收回”； c）“操作向左”表示“左转／行走”； d）“操作向右”表示“右转／行走”。 注：直流调速器和变频器看作单一元件。对于挖斗容量为10m以上（包含10m"）的挖掘机，行走可与推压、提升

噪作方向和标牌说明应与被控制的机器运动方向相一致，并符合以下规定： a）“操作向前”表示“下放／行走”或“推压”； b）“操作向后”表示“提升／行走”或“收回”； c）“操作向左”表示“左转／行走”； d）“操作向右”表示“右转／行走”。 注：直流调速器和变频器看作单一元件。对于挖斗容量为10m以上（包含10m）的挖掘机，行走可与推压、提升 切换。

3.5.1防正人体触电的保护

3.5.1.1对直接触及的防护

对直接触及的防护应符合下列要求： a）柜、箱或台可利用本身的外壳作保护，外壳防护的最低限度应符合GB/T4208中IP2X的防护 等级，且外壳与被保护的带电体的电气间隙和爬电距离应符合本标准3.7的规定； b）门或盖用锁或螺栓紧固后，应采用钥匙或工具才能开启，钥匙应能取下带走； c）用联锁机构和门构成机械联锁，应只能在高压主电源开关断开之后才可开门，当门打开时，高 压主电源开关不能合闸： d)所有可能危及人体安全的带电体，都应有防护外壳或保护措施，其防护的最低限度，应符合IP2X 防护等级； e）高压开关应手动合闸，严禁遥控合闸； f）电控设备操作和维修通道的最小距离，应符合GB/T9089.2的规定，

3.5.1.2对间接触及的

安全接地系统应符合下列规定：

安全接地系统应符合下列规定：

电控设备的金属结构体上应焊有接地用螺栓。螺栓的尺寸应能够与表2所示截面积的接地线相 连接。

b）与接地螺栓连接的导线应是黄、绿双色（两色交替，每种颜色宽为15mm～100mm），且应在 接地螺栓处标有明显的接地符号“言”。 c）对于用螺栓或铰链与金属壳体相连接的金属盖板或门，若上面没有安装电器元件，则可认为这 些部件与接地螺栓间的电气连接已得到充分保证。若这些部件上装有电器元件，则应采用跨接 软导线来实现其与金属壳体之间的接地电气连接。跨接软导线的截面积应不小于由电源到门或 盖板上所属电器元件连接导线的最大截面积。 d）接地螺栓不应用作任何其他用途。 e）不应在接地螺栓上喷涂油漆，应采用工业凡士林封涂防锈。 f）电控设备的金属壳体和因绝缘损坏可能会带电的金属构件与接地螺栓之间，应保证可靠的电气 连接，且其实测电阻值不应超过0.12。测量方法见4.5。 g）操作电器的手柄金属结构体应可靠地接地。在操作时需用手握住的操作手柄应采用符合元件最 高工作电压等级的绝缘材料制成或涂覆。 h）为了保证接地电路的连续性以及对间接触及的防护能充分发挥功能，机器上架与下架之间应通 过馈电受电器可靠连接并接地。

3.5.1.3电荷放电

若电控设备中有大容量的电容器，在电路被切断以后，当其积存的电荷能量大于0.1J有可 去等），放电后间隔至少2s以上且剩余峰值电压不超过75V时，方可进行下一步操作，

3.5.1.4控制电路的安全接法

3.5.1.4.1熔断器的接法：由单相变压器供电的控制电路，当变压器二次绕组一端接地时，熔断器应接 入相线端（非接地端）。若变压器为二次绕组中心抽头接地，则熔断器应装在其二次绕组的两端（非中 心接地端）。 3.5.1.4.2线圈和触头的接法：对于一侧接地的控制电路，控制器件动作线圈的一端应与接地侧直接连 接，而把该电路所有的控制触点接在线圈的另一侧。

3.5.2电气系统的基本保护

设备不受损坏并尽量地缩小影响范围。

3.5.2.2短路保护

电控设备的电源输入端应具有一级或一级以上的可靠短路保护器件。当系统某一回路发生短路时， 电气保护环节应能可靠工作。当用熔断器或断路器作为短路保护时，熔断器熔体额定电流或断路器脱扣 器整定值应保证电控设备能承受电动机起动电流或变压器接通时的过电流。 当任何一个主电路发生短路时，电控设备应能使该电路断开，并能同时将该主电路的开关器件（如 断路器、接触器等）的操作电路自行断开，必要时应能发出相应的报警和联动信号。

3.5.2.3过载保护

备应有过载保护。三相电动机应采用三相过载保

3.5.2.4相序和断相保护

3.5.2.5过电压保护

保护电控设备中的各部件不受损伤。 正常工作时电控设备应能承受下列各种过电压而保证各元器件不受损伤： a）开关的操作过电压； b）熔断器或快速开关分断时产生的过电压； c）变流元件换相过程中产生的过电压。 注：预防雷击过电压的措施，由用户与制造厂协商确定，

3.5.3控制电路的电气

3.5.3.1装在柜内的高压接触器（如高压真空接触器）与柜门的电气联锁，应保证只有当门关闭时， 方可接通高压接触器

.3.1装在柜内的高压接触器（如高压真空接触器）与柜门的电气联锁，应保证只有当门关闭 可接通高压接触器 .3.2提升、推压、回转与行走机构的电气联锁，应保证在提升、推压和回转机构工作时，行 不能工作。 注：这一规定仅适用于机械式单斗挖掘机。

3.5.3.3机器门梯与机器运行的电气联锁，应保证只有当门梯上升到极限位置时，机器才自

操作台应配有急停按钮，急停按钮应放置在容易触及的地方。紧急情况下急停按钮按下，主电路断 电，机械抱闸立即抱紧

3.6.1电控设备结构设计的基本原则

3.6.1.1电控设备的外形结构尺寸应符合GB/T3047.1的规定。 注：当电控设备安装受到限制时，其外形尺寸可由用户和制造厂协商确定。 3.6.1.2电控设备的结构应牢固，且能承受在正常使用条件下可能遇到的机械、电气以及热应力等影响。 3.6.1.3电控设备的结构设计应使电控设备能适应外界不利条件（冲击、振动、尘埃以及安装地方小 等）下的使用，保证操作、运行、维护的安全、可靠及方便。

3.6.1.1电控设备的外形结构尺寸应符合GB/T3047.1的规定。

注：当电控设备安装受到限制时，其外形尺寸可由用户和制造厂协商确定。 3.6.1.2电控设备的结构应牢固，且能承受在正常使用条件下可能遇到的机械、电气以及热应力等影响。 3.6.1.3电控设备的结构设计应使电控设备能适应外界不利条件（冲击、振动、尘埃以及安装地方小 等）下的使用，保证操作、运行、维护的安全、可靠及方便。

3.6.1.4所有黑色金属零部件均应有可靠的防护层。各紧固处应装有防松件，所有装配件装配后应满 足技术要求。 3.6.1.5金属底板、面板和柜（或箱、台、屏）体表面应平整，无凹凸现象。 3.6.1.6柜、箱、屏、台或其他应涂漆的零部件，涂漆颜色应均匀一致，漆层表面光洁美观，不应有 起泡、裂缝、皱纹和流痕等缺陷。 3.6.1.7柜、箱、台的门应能在不小于90°的角度范围内转动，并转动灵活，铰链的转动处应涂有润滑 防锈的油脂。 3.6.1.8绝缘底板应按规定的工艺规程进行绝缘处理，处理后板面应平整，且无明显的凹凸缺陷。 3.6.1.9屏、柜、箱或台应具有与地基或机架安装用的固定孔。需要组合安装的屏（柜）与屏（柜） 之间还应有组合安装的连接孔。 3.6.1.10大型柜（或箱、台、屏）的顶部应设有安全可靠的起吊装置。

3.6.2电控设备的抽屉和插件

3.6.2.1抽屉和插件应能灵活地插入或拔出，所有接插点均应保证可靠的电接触。 3.6.2.2抽和插件的结构应牢靠，保证所用插件（包括备用插件）都能够在其相应的插入位置对准。 相同规格的抽屉或插件应具有互换性，应有锁紧机构把更换后的抽屉和插件固定牢靠。 3.6.2.3不同功能的抽屉和插件应用明显的符号和代号加以区别，并在其规定的安装轨道或横梁上标 有相应的符号或代号，同时应装设防止插错的机械联锁装置，以免插错。 3.6.2.4当插入的插件有碍进行测试或调整元器件（如电位器）时，应设置延伸插件（如过渡检测插 件）。 3.6.2.5印制电路板、插件等部件不应有脱焊、虚焊和元件松动等现象，焊装后应能承受规定条件的 环境温度试验（见4.14）及耐振试验（见4.15）。试验后均应保证性能符合有关产品标准规定的要求。

3.6.3.1电控设备所用的元件应符合3.4.2的规定。 3.6.3.2所有元器件应按照制造厂的使用说明书要求（包括使用条件、需要的喷弧距离、拆卸灭弧棚 需要的空间等）进行布置安装，必要时应采取措施以满足要求。例如，接触器类元件的喷弧与电控设备 的金属外壳会构成电气短路时，可采用绝缘隔离。 3.6.3.3元件之间应有足够的空间以便装配（包括维修时更换）和接线。质量小于15g的电子元件， 可利用其本身的引出线直接固定，其他元件应用机械方法紧固。 3.6.3.4需要特定说明的电器元件附近应设有醒目的符号标牌，且符号标牌不应脱色和脱落。 3.6.3.5柜上的元器件的中心到柜底安装基面的垂直高度应符合以下规定： a）指示元件（如仪表等）不高于2m； b）操作与控制器件（如按钮、开关手柄等）不高于1.8m，且不低于0.6m。 3.6.3.6接线座应固定在电控设备（安装在地面的）基面0.2m以上，且便于连接导线。

电控设备内部导线应符合以下规定： a）电控设备的控制电路导线截面积应按规定的载流量选择，考虑机械强度要求以及跨越门、盖的 连接，应采用多芯铜绝缘绞合线，其截面积应不小于1.0mm。对于电流很小的电路（如电子逻 辑电路和类似的低电平电路），导线的最小截面积应不小于0.2mm。 b）导线的额定电压应与电路的额定电压相适应。必要时，对不适用于电路较高工作电压的导线

电控设备内部导线应符合以下规定： a）电控设备的控制电路导线截面积应按规定的载流量选择，考虑机械强度要求以及跨越门、盖的 连接，应采用多芯铜绝缘绞合线，其截面积应不小于1.0mm。对于电流很小的电路（如电子逻 辑电路和类似的低电平电路），导线的最小截面积应不小于0.2mm。 b）导线的额定电压应与电路的额定电压相适应。必要时，对不适用于电路较高工作电压的导线，

绝缘措施，如在导线外部加绝缘套管或用绝缘

电控设备内部连线应符合以下规定： a）连接方式可采用压接、绕接和焊接。与电器元件焊接的接线，只有当电器元件本身采用这种形 式时才可用。焊接只能用无腐蚀性焊剂（如松香），焊接时应不损坏元件和导线的绝缘。 b）所有接线点的连线应牢固，任何两个接线点之间的同一连线不应搭接， c）经常活动或移动的部件（如门或盖）的软连接线，其长度应有足够的裕量，并加以适当固定， 以免导线急剧弯曲和产生过度张力。 d）控制回路连线不允许直接接在主回路直径为M8及以上的连接螺钉上，应采用导电片引出，或 者在主回路线上加工直径为M6及以下的座孔来紧固。 e）对于接线座和具有出线连接头的电器元件，一般在每个接线螺钉下最多接两根连线，且在连线 之间应有垫圈。 f）电路连接两端应有回路线号。线号应清楚、牢固、完整、不脱色，并与电路图、接线图上的线 号相一致。 g）接于电阻器（如管形电阻器、瓷盘电阻器和板形电阻器等）上的非耐热绝缘导线，应剥去适当 长度的绝缘层并套上耐热瓷珠。接在其调节部位的裸露的软导线也应套上耐热瓷珠。

电控设备内部行线应符合以下规定： a）电控设备内部行线宜采用行线槽，行线槽应符合JB/T9660的规定。若受条件限制，行线也可 采用扎线或穿线形式。 b）绝缘导线不应贴放在具有不同电位的裸露母线上。行线应避开构件的尖角边，必要时应采取措 施，如将构件的尖角边倒钝或采用绝缘带包扎导线，以防止导线绝缘损坏。 c）应使低电平（如测量、信号、脉冲等）回路线与强电回路（110V以上）的交直流回路线分束 行线，并保持一定的间距，必要时应采取隔离或屏蔽措施。

电控设备内部接线座应符合以下规定： a）所有柜（或屏、台、箱）的控制电路的外出线都应通过接线座连接，对于电流在60A以上的回 路的对外连线，可直接从元件的引出接点连线； b）接线座的接线端子应能通过所接电路的额定电流，并能接入按所接电路确定的截面积的导线； c）接线座的每个接线端子应标有线号，其线号应与控制电路连线的线号相同，

电控设备内部母线应符合以下规定： ）主回路母线颜色标志应符合表3的规定：

b）主回路母线的相序排列（以电控设备的止视方向为准）应符合表4的规定，对于无法区 和极性的电路可不规定。

若电控设备需要冷却，可采用自然冷却或强迫风冷。当冷却需要特别的预防措施时，制造厂应提供 必要的资料

3.6.5.2自然冷却

采用自然空气冷却时，散热器周围应留有足够的空间，以保证元件所要求的散热条件。

3.6.5.3强迫冷却

3.7电气间隙和爬电距离

3.7.1电控设备中的电器元件或自成一体的单元部件的内部，其电气间隙和爬电距离应符合各 标准的要求。

3.7.1电控设备中的电器元件或自成一体的单元部件的内部，其电气间隙和爬电距离应符合各自相应 综的要求。 3.7.2电控设备中的低压回路各相邻导电零部件之间和导电零部件与接地零部件之间的电气间隙和爬 电距离的最小值，应符合GB/T3797的规定。 3.7.3电控设备中的高压回路各相邻导电零部件之间和导电零部件与接地零部件之间的电气间隙的最 小值，应符合DL/T5352的规定。

3.8绝缘电阻与介电强度

电控设备中低压各带电回路和高压一次回路，它们与地之间（在该回路不接地时）的绝缘电阻应分 别不小于1MQ和10MQ。绝电阻值仅供在介电强度试验前后进行辅助性判断作参考，不做考核。

3.8.2.1电控设备中的低压各带电回路（包括直接接入式的测量仪表在内）应能承受交流正弦50Hz 介电强度试验电压（见表5）1min，且无击穿或闪络现象。

.2电控设备中的高压一次回路及其电器的绝缘应能承受交流正弦50Hz介电强度试验电压（见 min，且无击穿或闪络现象。对于低于表6中介电强度试验电压值的电器元件，按其本身技术条 定进行试验。

温升应符合GB/T3797和GB/T12668.2的规定

电控设备应经检验合格后才能提交试验。试验分型式试验和出厂试验，该两种试验均应由制造厂进 行。当受试验条件限制时，制造厂可根据其与用户所签协议的规定在电控设备的运行现场进行工业性运

型式试验是对产品进行的全面性能和质量的验证，以确认产品是否符合本标准和设计文件的规定。 进行型式试验的产品应是经出厂试验合格的产品。型式试验所有项目可在同一台产品上进行验证， 也可在相同设计制造的同一批产品中的多台产品上分别进行验证。对于系列设计产品，可选若干种典型 规格进行试验。 有下列情况之一时，应进行型式试验： a）新产品试制定型； b）已定型且已批量生产的产品，每隔三年进行一次抽试； c）已定型但不经常生产的产品，停产三年及以上再次生产； d）已定型的产品、设计、工艺、主要电器元件或关键材料更改可能影响产品性能

每台电控设备出厂前都应进行出厂试验，在全部出厂试验项目合格后，方可发给产品合格证明书。 产品若在出厂试验中有任一项不合格，应经返修后，再对该项目进行复试，复试合格方可发给产品合格 证明书。

4.2.1型式试验项目

电控设备型式试验项目如下： a）外观检查（见4.3)； b）绝缘电阻测量（见4.4)； c）接地电阻测量（见4.5)； d）介电强度试验（见4.6)； e）验证机械动作（见4.7）； f）验证防护等级【见3.5.1.1a），按照GB/T4208的规定进行验证，或按照用户和制造厂的协议要 求进行验证]； g）通电操作试验（见4.8)； h）电器元件的整定试验（见4.9）； i）轻载试验（见4.10)； j）负载试验（见4.11)； k）湿热试验（见4.12)； 1）交变湿热试验（见4.13)； m）环境温度试验（见4.14）； n）耐振试验（见4.15)；

4.2.2出厂试验项目

电控设备外观检查包括以下内容： a）检查电控设备的零件、部件、构件和装配尺寸是否符合设计图样的规定； b）检查电控设备的构件、焊接和装配是否牢固； c）检查电控设备的零件、部件和构件的表面镀层与涂漆质量是否符合要求； d）检查电控设备的电器安装（如元器件规格、焊接位置、母线相序排列、行线接线以及标志等） 是否正确； e）检查电控设备的电气间隙和爬电距离及装配间距是否符合3.7及3.6.3的规定； f）检查电控设备防止人体触电的保护措施是否符合3.5.1的规定； g）检查电控设备中的印制电路板、插件和抽屉质量是否符合3.6.2的规定； h）检查电控设备所有电器操作机构、机械联锁装置动作是否灵活正确； i）检查电控设备的铭牌及随同电控设备出厂的技术文件是否齐全（见5.1和5.2）

按3.8.1的要求进行测量。测量时，绝缘电阻表或其他仪器的电压等级应根据各回路的额定电压而 定，对于不能承受表7规定的绝缘电阻表电压的元件（如半导体元件、电容器等），试验时应将其短接 或拆除。

电控设备介电强度试验应符合下列要求： a）介电强度试验应按3.8.2的规定进行。试验部位为非电连接的各电路之间以及各电路与外壳 之间。 b）对于不能承受所规定的介电强度试验电压的元件，如半导体元件、电容器等，在试验前应将其 短接或拆除。 c）某些元件（如强电与弱电回路间的隔离变压器、脉冲变压器等）在其绝缘损坏时，会使高压侧 电位窜至低压侧而危及人身和设备的安全，所以对此类元件的介电强度试验电压应选取较高电 压等级。例如，可将低压侧的试验电压比表7的规定升高一级。 d）试验电源的电压应为正弦波，频率在45Hz～65Hz范围内。当其高压输出端短路时，电流应不 小于0.5A，以使在任何泄漏电流影响下试验电压维持不变。 e）试验电压可从零或不超过50%的试验电压全值开始，在10s30s内平滑而逐步升高到所规定 的试验标准电压值，并在该值下维持1min，然后将此电压逐步下降至零

设备中的动作机构，如机械联锁和操作机构，在电控设备中安装好以后，检查其机械动作应灵 操作次数应是20次。若电控设备中的器件已按照有关规定程序进行过型式试验，在安装时对 又无损伤，可不进行本条试验，但最低限度应验证机械动作是否灵活与正确。

当主回路不通电时，在控制回路施加85%和110%的控制回路额定电压值，按电气原理图 乍，各试5次，电控设备应可靠动作。

4.9电器元件的整定试验

4.9.1通电操作试验前的元件检测如下： a）测量电阻器、电位器、电压线圈的冷态电阻和电抗器的电感值： b）测定变压器的同名端与电压比： c）检测半导体元件极性和电器是否有极间短路。 注：对在装配前已经检测过的元件（或单元），可免除通电整定试验前的元件检测。 4.9.2按照产品设计图样和技术文件的规定，对电器元件或控制环节的动作值（如电压、电流、温度 时间和压力等）进行整定。

电力标准试验按GB/T10233和GB/T12668.2的规定进行

载试验按GB/T10233和GB/T12668.2的规定

湿热试验按GB/T10233的规定进

交变湿热试验按GB/T10233的规定进

不境温度试验按GB/T10233的规定进行

耐振试验的目的是验证设备的抗振能力。 耐振试验前，应先对被试样品进行机械和电气性能方面的检测，然后将其固定于振动试验台上， 所用固定结构应有足够的刚度，保证试验中不会引起附加振动。同时水利工艺、技术交底，应将被试样品按实际工作位置 安装，其紧固力不应超过产品实际安装时的紧固力，以保证试验正确进行。 试验时，应使整台电控设备处于带电工作状态进行试验，用示波器、数字电压表及其他测量仪器检 测电控设备在耐振试验期间的工作情况。当受试验条件限制时，可对电器元件、电器安装部件或装有电 子器件的印制电路板、插件、抽屉等部件分别通电进行耐振试验。 耐振试验应分别在三个互相垂直的轴向进行。每个方向应依次进行共振检查、耐频扫描试验和耐共

按下列条件寻我并确定装置在规定的频率范围 的共振频率，并对装置做机械方面 和电气方面的功能检查： a）振频：10Hz~150Hz; b）振幅：应等于或小于耐频扫描试验所选取的振幅： c）时间：尽可能在一个扫频循环中完成检查。