机械安全机械电气设备-通用技术条件.pdf

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1、GB 5226.1-2002/IEC60204-1:2000代替GB /T5226.1-1996机械安全机械电气设备第1部分：通用技术条件Safety of machinery-Electrical equipment of machines-Part 1: General requirements自 ?2003-10-1? 起执行目次IEC 前言引言1 范围2 规范性引用文件3 定义4 基本要求41 一般原则42 电气设备的选择43 电源44 实际环境和运行条件45 运输和存放46 设备搬运47 安装和操作5 引入电源线端接法和切断开关51 引入电源线端接法52 连接外部保护接地系统的端子5

2、3 电源切断（隔离）开关54 防止意外起动的断开器件55 断开电气设备的器件56 对未经允许、疏忽和错误连接的防护6 电击的防护61 概述62 直接接触的防护63 间接接触的防护64 采用 PELV作防护7 电气设备的保护71 概述72 过电流保护73 电动机的过载保护74 异常温度的保护75 对电源中断或电压降落随后复原的保护76 电动机的超速保护77 接地故障 / 残余电流保护78 相序保护79 闪电和开关浪涌引起过电压的防护8 等电位接地81 概述82 保护接地电路83 工作接地9 控制电路和控制功能91 控制电路92 控制功能93 联锁保护94 故障情况的控制功能10 操作板和安装在机

3、械上的控制器件101 总则102 按钮103 指示灯和显示器104 光标按钮105 旋动控制器件106 起动器件107 急停器件108 紧急断开器件109 显示器11 电子设备111 概述112 基本要求113 可编程序设备12 控制设备：位置、安装和电柜121 一般要求122 位置和安装123 防护等级124 电柜、门和通孔125 控制设备通道13 导线和电缆131 一般要求132 导线133 绝缘134 正常工作时的载流容量135 导线和电缆的电压降136 最小截面积137 软电缆138 汇流线、汇流排和汇流环14 配线技术141 连接和布线142 导线的标识143 电柜内配线144 电柜

4、外配线145 通道、接线盒与其他线盒15 电动机及有关设备151 一般要求152 电动机外壳153 电动机尺寸154 电动机架与隔间155 电动机选择的依据156 机械制动器用保护器件16 附件和照明161 附件162 机械和电气设备的局部照明17 标记、警告标志和项目代号171 概述172 警告标志173 功能识别174 控制设备的标记175 项目代号18 技术文件181 概述182 提供的资料183 适用于所有文件的要求184 基本信息185 安装图186 框图（系统图）和功能图187 电路图188 操作说明书189 维修说明书1810 元器件清单19 试验和检验191 概述192 保护接

5、地电路的连续性193 绝缘电阻检验194 耐压试验195 残余电压的防护196 功能试验197 重复试验附录 A（资料性附录）本部分涉及的机械示例附录 B（资料性附录）机械电气设备查询表附录 C（资料性附录）机械电气设备中导线和电缆的载流容量和过电流保护附录 D（资料性附录）紧急操作功能说明附录 E（资料性附录）文献目录附录 F（资料性附录）本部分使用指南索引图 1 典型制造系统的框图图 2 典型机械的框图图 3 机械电气设备等电位接地示例图 C.1 导线和电缆的安装方法表 1 外部保护铜导线的最小截面积表 2 按钮操动器的颜色代码及其含义表 3 指示灯的颜色及其相对于机械状态的含义表 4 正

6、常和短路条件下导线允许的最高温度表 5 稳态条件下环境温度40时，采用不同敷设方法的PVC绝缘铜导线或电缆的载流容量（Iz）表 6 铜导线的最小截面积表 7 绕在电缆盘上的电缆用减额系数表 8 强迫导向时软电缆允许的最小弯曲半径表 9 保护接地电路连续性的检验表 C.1 修正系数表 C.2 集聚安装减额系数表 C.3 10mm2以下（含 10mm2）多芯电缆减额系数表 C.4 导线的分类表 F.1 应用选择IEC 前言1）IEC（国际电工委员会）是由各国家电工委员会（IEC 国家委员会）组成的世界标准化组织。IEC 的宗旨是促进电气和电子领域有关标准化所有问题的合作。为此目的和其他活动的需要，

7、IEC 出版国际标准。标准的制定委托给技术委员会，任何IEC国家委员会对所涉及题目感兴趣均可参加其制定工作。与IEC 有联系的国家政府和非政府组织，也可参加标准的制定工作。IEC和国际标准化组织（ISO）按照两个组织商定的条件密切合作。2）IEC 关于技术问题的决定或协议，是由特别关心这些问题的所有国家委员会代表出席的技术委员会所制定，对所述及的问题尽可能表达国际的一致意见。3）文件以推荐的方式供国际使用，以标准、技术说明书、技术报告或指南的形式出版，并在这种意义上为各国家委员会所接受。4）为了促进国际统一，IEC 国家委员会有责任将IEC 国际标准最大限度地应用于他们的国家和地区标准。IEC

8、 标准与其相应的国家或地区标准间任何差异均应在国家标准或地区标准中明确指出。5）IEC 对任何声称符合IEC 标准的设备不提供表示批准的标志方法也不对其负责。6）值得注意的是本部分中有些元件可能涉及专利权。IEC 将不负责鉴定任何或所有这类专利权。本部分是由IEC/TC44：机械安全 -电工技术委员会制定的。IEC60204-1 的第 4 版代替 1992 年发布的第3 版。第 4 版综合第 3 版的资料及规定机械通用技术条件的修正案。机械还包括活动机械和复杂（如大型）机械装置。IEC60204-1 的合并版本是基于1997 年发布的第4 版 文件 44/205/FDIS和 44/211/RV

9、D 、1998 年 3 月勘误表和1999 年第 1号修正案 文件 44/247/FDIS 和 44/256/RVD 。本部分的版本号为4.1 。页边垂线表示该处基础出版物已通过1 号修正案修改过1)。1）1 号修正案增加了附录F，英文版在目录及引言中对准有“附录 F”的右页边和 “附录 F 全文”的右页边画垂线， 以示 4.0与 4.1 版的区别。引言本部分对机械电气设备提出技术要求和建议，以便促进提高： 人员和财产的安全性； 控制响应的一致性； 维护的便利性；不宜牺牲上述基本要素来获取高性能。例如，一组机械用于零散零部件生产制造，这样的批量生产机械、制造系统或制造单元的故障会引起严重经济损

10、失。图 1 和图 2 有助于理解一台机械各个环节及其相关设备间的关系。图 1 所示是某典型制造系统（以协同方式共同工作的一组机械）的总框图，图2 为某典型机械和关联设备的框图，它示出本部分所涉及电气设备各个环节。从图1 和图 2 可看出所有各环节包括安全防护装置、切削/ 夹紧、软件和文件共同构成该机械，而且一台以上机械至少通过一级监控共同工作，构成制造系统或制造单元。本部分使用指南见附录F。图 1 典型制造系统的框图图 2 典型机械的框图1)规定 EMC 通用发射限值和抗扰度限值。这些要求IEC/TC77 和 CISPR也也在考虑中。1）IEC 61000-6-3 ：1996 和 IEC 61

11、000-6-2 ：1999 分别采用欧洲标准EN 50081 和 EN 50082-2 制定。注 2：产品标准（如GB7251.1-1997 ）可以给出更具体的EMC 要求。电气设备采取下述措施，可以限制产生的骚扰： 在信号源处抑制，通过采用电容器、电感器、二极管、齐纳管、压敏电阻、有源器件或这些元件组合作用； 设备采用有电气连接的导电外壳作屏蔽，以此构成对其他设备的隔离。应消除不应有的静电放电效应，以及放射电磁能和负荷馈线产生的骚扰，如采用合适的滤波器和时延，选用合适的电平，合理的布线形式等。下述措施可以降低设备上的骚扰效应： 电路接参考电位：每个电路连接到接地平面（底板）的端子上（见图3）

12、，用大截面绝缘导线连接到地（如用截面积至少 6mm2每个引入电源点，连接外部保护导线的端子应使用字母标志PE来指明（见GB/T4026-1992）。以避免与电气设备和固定装置间的连接点相混淆。22公共基准电位的连接，除了连接保护接地电路或允许连接外部（无噪声）大地导体外，还要使第6 章和第 7 章的要求得到满足。102 按钮1021 颜色按钮操动器的颜色代码应符合表2 的要求。“起动/ 接通 ”操动器颜色应为白、灰或黑色，优先用白色、也允许选用绿色，但不允许用红色。表 2 按钮操动器的颜色代码及其含义1022 标记除了如 7.3 所述功能识别以外，建议按钮用下列符号标记，标记可作在其附近，最好

13、直接标在操动器之上，例如：103 指示灯和显示器1031 使用方式指示灯和显示器用来发出下列型式的信息： 指示：引起操作者注意或指示操作者应该完成某种任务。红、黄、绿和蓝色通常用于这种方式； 确认：用于确认一种指令、一种状态或情况， 或者用于确认一种变化或转换阶段的结束。蓝色和白色通常用于这种方式，某些情况下也可以用绿色。1032 颜色除非供方和用户间另有协议，否则指示灯玻璃的颜色代码应根据机械的状态符合表3 的要求。按照IEC60073：1996 可根据下述判据之一赋予不同含义： 人员和环境的安全； 电气设备的状态。表 3 指示灯的颜色及其相对于机械状态的含义2。虽然 1 类导线主要用于固定

14、的、不移动的部件之间，但它们也可用于出现极小弯曲的场合，条件是截面积小于0.5mm2。易遭受频繁运动（如机械工作每小时运动一次）的所有导线，均应采用5 或 6 类绞合软线（见表C.4）。表 4 正常和短路条件下导线允许的最高温度133 绝缘绝缘的类别包括（但不限于）： 聚氯乙烯（ PVC ）； 天然或合成橡胶； 硅橡胶（ SiR）； 无机物； 交联聚乙烯（ XLPE ）； 丙烯橡胶（ EPR ）。由于火的蔓延或者有毒或腐蚀性烟雾扩散，绝缘导线和电缆（如PVC ）可能构成火灾危险时，应寻求电缆供方的指导。对具有安全功能电路的完整性予以特别注意是尤其重要的。绝缘的介电强度应满足耐压试验的要求。对工

15、作于电压高于50Va.c. 或 120Vd.c. 的电缆， 要经受至少2000Va.c. 的持续 5min的耐压试验。对于独立的PELV电路，介电强度应承受500Va.c. 的持续 5min 的耐压试验（见GB14821.1-1993 ，类设备）。绝缘的机械强度和厚度应使得工作时或敷设时，尤其是电缆装入通道时绝缘不受损伤。134 正常工作时的载流容量导线和电缆的载流容量由下面两个因素来确定： 正常条件下，通过最大可能的稳态电流或间歇负载的热等效方均根值电流时导线的最高允许温度（见C.2）； 短路条件下，允许的短时极限温度。导线截面积应使得在这种情况下，导线温度不超过表4 中的规定值，除非电缆制

16、造厂另有规定。在稳态情况下， 设备电柜与单独部件之间用PVC绝缘线布线的载流容量规定在表5 中。间歇负载的导线和电缆的选择对于热等效方均根值电流的计算见C.2。135 导线和电缆的电压降在正常工作状态下，从电源端到负载的电压降不应超过额定电压的5% 。为了遵守这个要求，可能有必要采用截面积较大于表 5 规定值的导线。表 5 稳态条件下环境温度40时，采用不同敷设方法的PVC绝缘铜导线或电缆的载流容量（Iz）表 3（续）136 最小截面积为确保适当的机械强度，导线截面积应不小于表6 示出值。然而，如果用别的措施来获得适当的机械强度且不削弱正常功能，必要时可以使用比表6 出示值小的导线。表 6 铜

17、导线的最小截面积137 软电缆1371 概述软电缆应为5 类或 6 类导线（见表C.4）要承受恶劣工作条件的电缆应有适当的措施以防止电缆： 由于机械输送及拖过粗糙表面擦伤电缆； 由于没有导向装置操纵引起电缆扭折； 由于导向轮和强迫导向使正在电缆盘上缠绕或重新缠绕的电缆产生应力。注 1：对这种情况的电缆见国家有关标准。注 2：工作条件不利（如高拉应力、变曲半径小、弯入另一个平面或频繁重复工作循环的场合）将降低电缆的工作寿命。1372 机械性能机械的电缆输送系统应设计得在机械工作期间使导线的拉应力保持最小。使用铜导线的场合，铜导体截面的拉应力不应超过15N/mm2。使用要求拉应力超过15 N/mm

18、2限值时，应选用有特殊结构特点的电缆，允许的最大拉力强度应与电缆制造厂达成协议。软电缆导体采用非铜材质时，允许的最大应力应与电缆制造厂达成协议。注：下列条件影响导线的拉应力： 加速力； 运动速度； 电缆净重； 导向方法； 电缆盘系统的设计。1373 绕在电缆盘上电缆的载流容量若电缆要绕在电缆盘上，电缆应同导体一起选择，即当电缆完全缠绕在电缆盘上并携带正常工作负载时，导体具有不超过最高允许温度的截面。安装在电缆盘上圆截面电缆，在空气中最大载流容量应按表7 减额（见 IEC60621-3 ：1979 中的第 44 章）。注：空气中电缆的载流容量可在技术手册或有关国家标准中查出。表 7 绕在电缆盘上

19、的电缆用减额系数附录 A（资料性附录）本部分涉及的机械示例下列清单给出一些机械的示例，它们的电气设备为本部分所涉及。这个清单不意味着是无遗漏的，但是与机械（3.33 ）的定义相一致的。金属加工机械 金属切削机床 金属成形机械塑料橡胶机械 塑料注射成型机 挤压机 热固模机 粉碎机 吹膜机木工机械 木工机床 层压机 大型锯机装配机械物料搬运机械 工业机器人 运输机械 传送带 存放和提取机械纺织机械制冷和空调机械皮革 / 仿革制品和鞋类机械 剪冲机 粗轧、擦洗、磨革、修整、刷光机 靴鞋模压机食品机械 碾面机 和面机 馅饼和包子机械 肉类加工处理机械印刷、纸张和纸板机械 印刷机 精修机、切纸机、折页机

20、 卷纸和纵向切分机械 折叠箱粘合机 纸和纸板定形机检查 / 测试机械 坐标测量机 加工过程中的测量装置压缩机包装机械 码垛 / 拆垛机械 打包机和收缩打包机洗熨机械采暖和通风机械建筑和建材机械 隧道掘进机械 混凝土机械 制砖机 钳帮机起重机械（见IEC60204-32 ） 吊车 起重机人员输送机械 自动扶梯 缆车、升降椅、滑雪升降机 载客电梯动力门休闲机械 游乐场乘坐装置泵类 岩石加工、制陶、制玻璃机可移动式机械 木工机械 金属加工机械活动式机械 农林机械 升降台 叉车 建筑机械熔融金属热加工机械鞣革机械 多滚筒机 液压制鞣机采矿和采石机械附录 B（资料性附录）机械电气设备查询表建议由设备的预

21、期用户提供下列信息。这些信息简化用户与供方之间就基本条件和用户的附加要求的协议以确保机械电气设备的正确设计、使用和利用（见4.1 ）。制造厂 / 供方名称 _ 最终用户名称 _ 投标书 / 订单编号 _日期 _ 机械型号 / 编号 _ 1. 对本部分中的规定有无更改考虑？有 无工作条件 特殊技术要求（见4.4 ）2. 环境温度范围 _ 3. 湿度汇范围 _ 4. 海拔高度 _ 5. 环境条件（如腐蚀性气体、尘埃、电磁兼容性）_ 6. 辐射_ 7. 振动、冲击 _ 8. 特殊的安装和工作要求（如电缆和电线阻燃要求）_ 附录 C（资料性附录）机械电气设备中导线和电缆的载流容量和过电流保护本附录的目

22、的在于提供选择导线尺寸的附加信息，在这里对表5（见第 13 章）给定的条件给予修正（见表5 的注）。C1 一般工作条件C1.1 环境温度表 5 给出了环境温度40时的 PVC绝缘导线的载流容量。对于其他环境温度，安装者应按表C.1 给出的系数修正那些载流容量值。表 C.1 修正系数C.1.2 安装方法在机械中，电柜到设备各单元间的电线和电缆安装方法如图C.1 所示假定为典型的（所用的字母代码按IEC60364-5-523 ：1983；见图 C.1）。方法 B1：用导线管（见3.7 ）和电缆管道装置（见3.5 ）放置和保护导线（单芯电缆）。方法 B2：同 B1，但用于多芯电缆。方法 C：没有导线

23、管或通道，电缆悬装壁侧。方法 E：电缆水平或垂直装在开式电缆托架上（见3.4 ）。图 C.1 导线和电缆的安装方法2以上（含 0.75mm2）的三相交流负载电缆； 一条截面积为0.2mm20.75mm2的直流控制电路负载线对（两根）。如果安装多条负载电缆/ 线对，则表5 的载流值应按表C.2 或表 C.3 的规定减额使用。表 C.2 集聚安装减额系数表 C.3 10mm2以下（含 10mm2）多芯电缆减额系数C.1.4 导线分类表 C.4 导线的分类C.2 断续工作的应用对于电动机频繁起动的周期性断续工作的应用，需计算热等效均方根电流Iq, 看它是否超过稳态设计电流Ib。在 Iq Ib的情况下

24、，为了选择电缆及与过电流保护相协调，建议用Iq代替 Ib。Iq可按下式计算：式中：Iq 热等效电流，单位为安培（A）；Ii 浪涌电流，单位为安培（A）；Ib 稳态电流，单位为安培（A）；ti 浪涌时间，单位为秒（s）；tb 负载持续时间，单位为秒（s）；ts 运行同期，单位为秒（s）。C3 导线与保护器件间的协调C31 在各种情况下都应存在着下列关系：IbInIbIz式中：In 过电流保护器件的额定电流或整定电流，单位为安培（A）；Iz 在有关特定安装条件下，电缆的连续工作有效载流容量，单位为安培（A）。C32 在期望用过电流保护器件提供过载的情况下，应存在着下列关系：IbInIzI21.45

25、Iz式中：I2 运行过 1h 会导致保护器件脱扣的最小电流，单位为安培（A）。C33 在只期望用过电流保护器件提供短路保护的情况下：In可以大于 Iz；I2可以大于 1.45Iz。不过要记住，选用比Iz大的 In时，万一发生短路，超过极限导线短路温度的可能性也较大。在导线较细（16mm22式中：S 截面积，单位为平方毫米（mm2）；I 用交流方均根值表达的短路电流，单位为安培（A）；K 采用下列绝缘的铜导线的系数：聚氯乙烯 115 橡胶 141 硅橡胶 132 交联聚乙烯 143 丙烯橡胶 143 gG或 gM型特性的熔断器（见IEC60269-1 ：1986）和按照 IEC60898：199

26、5 的 B和 C型特性的断路器的使用，确保了符合本条要求。这适用于按表5 选择额定电流In时，在那里In Iz. 附录 D（资料性附录）紧急操作功能说明注：这些概念与统一“紧急 ”术语使用的目标，在欧洲正在考虑中。本附录是要读者理解这些术语的适用范围，虽然本部分仅使用其中的两条。紧急操作紧急操作包括下列单独的或组合的： 紧急停止； 紧急起动； 紧急断开； 紧急接通。紧急停止预期停止要出现的危险过程或运动的紧急操作。紧急起动预期起动过程或运动以去除或避免危险情况的紧急操作。紧急断开预期切断设备的全部或部分电源，避免电击危险或其他由电引起的危险的紧急操作。紧急接通预期接通部分设备的电源，是预期用作

27、紧急情况的紧急操作。附录 E（资料性附录）文献目录GB7251.1-1997 低压成套开关设备和控制设备第 1 部分：型式试验和部分型式试验成套设备（idt IEC 60439-1:1992）GB/T13534-1992 电气颜色标记的代号（eqv IEC60757:1983 ）GB14821.1-1993 建筑物电气装置（IEC 60364-4-41：1992）IEC60204-32 机械安全机械电气设备第 32 部分：起重机械的特殊要求IEC60228：1978 绝缘电缆导线IEC60228A：1982 第 1 次补充：圆导线尺寸限值指南IEC60269-1 ：1986 低压熔断器第 1 部分：一般要求IEC60287 电缆电流额定值计算IEC60364-3 ：1993 建筑物电气装置第 3 部分：一般特性评价IEC60870-5-1 ：1990 遥控设备的系统第 5 部分：传输协议第 1 章：传输帧格式IEC60898：1995 电气辅助设备家用和类似设备的过电流保护用断路器IEC 导则 106：1996 规定设备性能定额环境条件用的指南EN50081 电磁兼容通用发射标准EN50082-2：1995 电磁兼容通用抗扰度标准第 2 部分：工业环境