GB《激光设备和设施的电气安全》.docx

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GB《激光设备和设施的电气安全》

激光设备和设施的电气安全

标准号：

GB10320-88替代标准号：

$False$

发布单位：

中华人民共和国机械电子工业部起草单位：

$False$

发布日期：

实施日期：

-

　　本标准等效采用国际标准IEC820—86《激光设备和设施的电气安全》（第一版）。

1　主题内容与适用范围

　　主题内容

　　本标准规定了对激光设备和设施电气部分的安全要求及有关试验，详述了最低限度的电气安全预防措施。

　　适用范围

　1.2.1　本标准适用于本文所规定的激光设备和设施，其目的在于通过有关试验，确保用户防止：

　　a.直接和间接的抵触；

　　b.过高温度作用（着火危险）；

　　c.除激光辐射外的有害辐射作用；

　　d.炸裂和内爆；

　　e.有毒的或有腐蚀性的物质的作用。

　1.2.2　本标准不适用于激光设备和设施中在安全特低电压下工作、无触电危险的电气部分的直接和间接触及防护；也不适用于含有激光器部件的整个设备（例如医疗设备、办公机器及用于危险空气环境的设备）。

这些设备应遵照其他的电气安全标准。

但是，如果激光器从设备中拆出仍可工作，该拆出的激光器应遵从本标准的要求。

　　本标准还不适用于处的研制或设计中的激光设备和设施。

　1.2.3　本标准不适用于对激光设备所产生的激光辐射的使用；也不说明辐射防护措施。

但当激光辐射防护装置与电气设备相连时，则应根据本标准中规定的试验来估计其电气安全性。

2　引用标准

　　GB4793　电子测量仪器安全要求

　　GB7247　激光产品的辐射安全、设备分类及要求和用户指南

　　GB4208　外壳防护等级的分类

　　GB4766　电气安全名词术语

　　GB　电气设备用的图形符号

　　GB1633　热塑性塑料软化点（维卡）试验方法

　　GB　电工名词术语　电线电缆

3　术语

　　Ⅰ类设备　classⅠequipment

　　这类绝缘设备，其导电部件难于触及或可能触及的导电部件只有在发生绝缘故障时才能带电。

这类设备要有连接保护导体的装置。

　　Ⅱ类设备claassⅡequipment

　　这类设备具有附加绝缘（在基本绝缘发生故障时的辅助绝缘），在发生基本绝缘故障时不会产生触电危险。

它不必连续保护导体，也不依赖于安装条件。

　　注：

其中包括：

双重绝缘、加强绝缘和根据设备绝缘的特征参数，利用保护阻抗或元件的组合和绝缘材料的绝缘。

　　Ⅲ类设备　classⅢequipment

　　这类设备其电压不超过安全特低电压，并无触电危险。

　　注：

这类设备一般无接地端子，但也不排除有的具有接地装置。

　　电气工作禁区　closedelectricaloperatingareas

　　电气工作禁区为专门用于电气设备运行的房间或场所，其内部的设备（如配电系统、开关柜、开关板等）可根据使用方便任意放置，但此场所应能锁住，只允许符合国家规定的专门人员进入。

　　这种电气工作禁区是可进入的开关站、配电系统、变压器室、电缆布线室等。

　　电气工作区　electricaloperatingareas

　　电气工作区为主要用于电气设备运行的房间或场所，通常只允许符合国家规定的专人进入，例如：

开关室、控制中心、配电系统、电气机械室。

　　直接接触　directcontact

　　与电气设备中带电部分的接触。

　　间接接触　indirectcontact

　　与设备中因故障才带电的部分的接触。

　　带电导体　liveconductor

　　任何用于传输电能的导体，例如三相电源系统的相线和中线。

　　带电部分　livepart

　　正常使用中用来馈电的导体或导电部分，包括中性导体，但习惯上不包括保护中性导体。

　　注：

该术语并非意味着有触电危险。

　　不带电部分　deadpart

　　电气设备中除带电部分外的任一导体或导电部分，即除非发生故障否则不能成为带电的部分。

　　与电网电源导电连接的部分　partconductivelyconnectedtothesupplymains

　　设备不接地时，设备部件通过一个2kΩ的电阻器与供电电路任一端子连接，若在该电阻上有一个大于（峰值）的电流，则认为该部分与电网电源导电连接。

　　等电位连接　equipotentialconnection

　　等电位连接是为了消除电位差的连接。

　　等电位导体（带状导体或连接用的导体）equipotentialconductor（straporbondingconductor）

　　保证等电位的导电连接件。

　　激光设备和设施　laserequipmentandinstallations

　　根据受激辐射或由此得出的原理为基础制成的设备和设备的组合，其中包括功能上有关的电气设备。

　　应急停机装置　emergencystopdevice

　　在危险情况下，使设备或设施部分或全部立即停止工作的装置。

　　框体　frame

　　框体是可能接触的不带电部分。

　　等离子体管　plasmatube

　　在气体激光器中含有气体激光介质的放电室。

　　脉冲电流　impulsecurrent

　　放电室（即等离子体管或泵浦管）脉冲工作期间流动的电流。

　　指示装置　indicatingdevice

　　直接或间接指示设备或设施的工作状况的装置，例如：

信号灯、警告灯、指示仪表（模拟或数字）及各种开关，这些开关的手柄或操纵杆的位置应明显醒目并且具有适当的标记。

　　便携式设备　portableequipment

　　专门设计的便于用手携带的设备。

　　保护导体　protectiveconductor

　　将不带电部分特别是框体或底盘互相连接，并接地的导体。

　　保护接地　protectiveearth

　　为防护间接接触，将框体或底盘部分直接接地。

　　额定工作状态　ratedduty

　　指在额定电压和频率下具有额定的输出阻抗的工作状态。

　　系统的额定频率　ratedfrequencyofasystem

　　在此频率下，电路具有给定的工作特性，该频率决定着设备和设施的尺寸。

　　额定功耗　ratedpowerconsumption

　　在额定工作期间所消耗的有效或视在功率。

脉冲工作时应考虑脉冲周期。

　　系统的额定电压　ratedvotageofasystem

　　对系统所指定的并与表示系统一定的工作特性有关的电压，除特别说明外，所用的电压值为正弦波均方根值（即有效值）。

　　安全电路　safetycircuits

　　用以提供电气防护和防止因故障或人为差错而引起的意外带电的电路，它们包括辅助电路即用于保证特殊或附加功能（如控制、联索等）的电路。

这些电路必须符合特殊要求。

　　安全特低电压　safeytcxtra-lowvoitage

　　依靠电路在不超过50V不接地额定电压下工作所提供的保护措施，以保证绝缘发生故障时，没有触电危险的电压。

　　基本正弦波形substantiallysinusoidalwaveform

　　失真系数不超过5%的正弦波形。

　　触发电压　triggervoltage

　　放电室电极之间的放电过程开始所需的最低电压。

　　可变功耗的设备　variable-consumptionequipment

　　指由于输出电路负载阻抗或信号参数的变化，其功耗的变化大于15%的设备。

　　出厂检验　routinctests

　　对同一批交货的全部设备所进行的试验。

　　型式检验　typetests（ofequipment）

　　对提供的该类型有代表性的若干样机进行的一系列试验，以确定制造厂家能否制造出符合本标准的设备。

4　要求

　　基本要求

　　设计和制造设备时，应保证在正常使用和故障状态下都能保护人身安全。

　　通常按下列顺序依次进行所规定的型式检验，检查是否符合要求。

　4.1.1　电路分组要求

　　激光设备和设施的电路可分为本标准4.1.1

　4.1.1.1　与电网电源导电连接的电路或部件以及与此等同的电路或部件：

　　a.与电源、带电电压电路导电连接的电路；

　　b.与上述电路没有足够绝缘的电路或部件。

　4.1.1.2　其他电路

　　除去本标准4.1.1.1条中所规定的电路。

　　注：

①气体放电、真空和半导体通路不能提供足够的绝缘。

②在本标准4.1.1.1条中不考虑载有带电电压的内部电路。

　4.1.2　保护措施的应用

　　对本标准4.1.1条所规定的各种电路采用的种种保持措施只应用于所述电路。

　　注：

通常用坚固完整的保护机壳罩住整个设备。

　4.1.3　Ⅰ类设备

　　设备发生故障时易变成带电的可接触导电金属部分，应与保护接地端子有电气连接。

　　为此，用于连接设备内部独立单元之间的软电线和电缆，除同轴电缆外，必须包含一保护接地导体，而不应只依赖导线外部的金属编织层。

　　保护接地端子与可接触导电金属部分之间的连接必须采用下列任一方法。

　4.1.3.1　直接利用接地导体的连接，要求该接地导体的横截面足以承受可能的接地故障电流。

　　出厂检验时用目测法检查，有疑问时测量保护接地端子与可接触金属部分之间的电阻值，该测试须满足本标准条的要求。

　4.1.3.2　间接利用中间装置的连接，要求该装置须在可接触金属部分带电时工作可靠。

　4.1.3.3　保护接地端子可以与导电良好的保护屏蔽连接，保护屏蔽应把电源电路及与此等同的电路与其他电路隔离，并与这些电路互相绝缘，以便能承受本标准第，，和条规定的试验。

　　保护屏蔽可用一条可拆卸的连线与可接触金属部分连接。

　　用目测法及本标准，，和条规定的试验检查。

　4.1.4　Ⅱ类设备

　4.1.4.1　Ⅱ类设备不应有保护接地端子。

对具有带电底板和局部或全部采用金属机壳的，或具有与该导体机壳绝缘的底板的Ⅱ类设备来说，应采取下列防护措施。

　　a.用与绝缘机壳等效的绝缘涂层，覆盖整个底板周围的机壳内部和松动的带电部分可能触及到机壳的所有部件。

　　b.设计时，应使底板或其他带电部分与机壳之间的爬电距离和电气间隙，在部件和导线松动时，不能小于表1规定值的50%。

　4.1.4.2　为满足上述要求，必须有下述条件：

　　a.不能同时出现两个独立缺陷；

　　b.用锁紧垫圈紧固的螺钉和螺母应不易松动；

　　c.除焊接方法外，用机械法固定的导线应不易松动。

用目测法和测量法检查，以保证其值不小于表1规定值的50%。

　4.1.5　与电网电源直接连接的部分

　　与电网电源直接连接的部分的爬电距离和电气间隙，其值至少为表1第三列所给出的数值。

　　用目测法和测量法检查，以确保其值至少为表1规定的爬电距离和电气间隙值。

　4.1.6　受潮预处理后的绝缘要求

　　设备应有足够的介电强度以防止击穿和飞弧，同时应有足够的绝缘电阻以防止过大的泄漏电流或热击穿。

　　用本标准5.2.1

　4.1.7　如果在正常工作下所产生的气体或蒸汽会对绝缘产生副作用，绝缘的构成和防护应保证在这些气体或蒸汽作用下，也能满足要求。

　　注：

为此，电气设备应置入密封罩内或用吸取法除掉这些气体或蒸汽。

　4.1.8　如果激光设备或设施的工作电压高于表1中规定的电压，除了本标准条

规定的区域外，应防止直径大于1mm的外部物体进入壳内。

表1　4.1.1.1条规定的部件和电路的爬电距离和电气间隙

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额定电压或绝缘电压│距Ⅱ类设备的可│距Ⅰ类设备可接触的金

│接触金属部件│属部件设备的其他电路

───────────────┼──────────┼────────────

1│3│3

────────┬──────┼─────┬────┼────┬──────

直流或正弦波│交流峰值或││││

交流均方根值│合成电压│电气间隙│爬电距离│电气间隙│爬电距离

V│V│mm│mm│mm│mm

────────┼──────┼─────┼────┼────┼──────

＞24-60│＞34-85│3

（2）│3

（2）│2

（1）│2

（1）

────────┼──────┼─────┼────┼────┼──────

＞60-250│＞85-354│4（3）│4（3）│3

（2）│3

（2）

────────┼──────┼─────┼────┼────┼──────

＞250-450│＞354-630│5│7││

────────┼──────┼─────┼────┼────┼──────

＞450-650│＞630-920│6│9│4│6

────────┼──────┼─────┼────┼────┼──────

＞650-100│＞920-1400│8│13││9

────────┼──────┼─────┼────┼────┼──────

＞1000-1500│＞1400-2100│15│18│10│12

────────┼──────┼─────┼────┼────┼──────

＞1500-2000│＞2100-2800│18│21│12│14

────────┼──────┼─────┼────┼────┼──────

＞2000-2500│＞2800-3600│20│23│14│

────────┼──────┼─────┴────┴────┴──────

＞2500│＞3600│见本标准4.1.8条

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注：

①括弧中较小值适用于设计和制造中没有较大间距的小型元件（印刷电路板、微型组件等）和部件，而且只有结构上能严格保证元部件装入设备后间隙不再减小时，才允许采用这个值。

②对双重绝缘的Ⅱ类设备，第三栏的数值分别适用于功能绝缘和附加绝缘。

③绝缘电压是指在基准试验条件下施加给绝缘的电压（直流或交流电压，合成电压时为交、直流电压之和）。

　4.1.9　

　4.1.9.1　防止外部小固体进入

　　防止用工具、导线或其他厚度大于1mm的物体与机壳内带电或运动部件接触。

通过本标准5.12.3条规定的试验检查。

　4.1.9.2　防止液体滴入

　　当机壳对铅垂面倾斜增至15°时，落入的液滴应无有害作用。

通过本标准5.2.3条和、条中规定的试验检查。

　4.1.9.3　防雨淋

　　对与铝垂面成60°或小于60°落下的雨水应无有害作用。

通过本标准5.2.4条及和条所规定的试验检查。

　4.1.9.4　防溅水

　　对液体任一方向的溅射都应无有害作用。

通过本标准5.2.5条及和条规定的试验进行检查。

　4.1.9.5　防喷水

　　对从规定条件的任何方向的喷嘴喷射出的水应无有害作用。

通过本标准5.2.6条及和条规定的试验进行检查。

　　电缆和接线的要求

　4.2.1　电缆须用至少2倍于额定工作电压的试验电压来选择。

这一点不适于传送触发脉冲电压的电缆，后者应根据本标准第条的试验进行选择。

如果电缆有保护编织物，那么保护编织物在机械上须牢固可靠，并保证在电气上与易接触部件连接良好。

如果保护编织层兼做电路回路，也必须遵照本标准条的要求，检查与保护编织层的连接是否断开。

　　检修时，应注意最小弯曲半径，对脉冲激光器，传输脉冲电流的电缆应遵守本标准条的试验规定。

　4.2.2　

　4.2.3　电缆的连接应免受拉力、压力、阻力和剪切力。

必须采用消除拉力的操作方式和防扭力装置。

不允许采用在导线上打结，或将导线绑在附件上或用线绑导线的一端等。

但为了防止松散，可以将编织导线的一端捆扎起来。

　　不允许使用易于脱落的部件，例如：

易松动的固定夹、销子和卡环等。

　　消除拉力装置的一部分必须可靠地固定在附件上。

　　可以不使用螺旋密封套及其零件。

　　消除拉力装置不应带电，其结构应能保护导线免受机械损伤。

　　如果因为发生导线绝缘故障而使金属部件带电，消除拉力装置应由绝缘材料构成或由绝缘材料裹覆。

　　用目测法和操作试验检查。

　4.2.4　对于Ⅰ类设备，在其故障时可能带电的全部可接触部分应相互连接，而且要与保护导体连接，以确保良好的导电性。

　　金属管不应用作保护导体，但为了确保其导电性，必须将其两端与保护导体电气连接，通过本标准条的规定检查。

　　通常安装于底板上的组件或整个设备，如果底板和可触及部件可靠地连接在一起，并且这种连接符合保护导体的要求，就允许不用保护导体的连接装置。

甚至当这些部件拆开时，这种连接也不应断开。

　　Ⅱ类设备不允许与保护导体连接。

　　如果设备有插座连接器，该连接器的套管不应与设备或组件有导电连接。

　　电缆、组件和连接装置的布置应根据在出现绝缘故障或软线损坏时，可接触部件的电压不能超过本标准条中给定的安全特低电压值来确定。

　　保护导体和确保等电位的导体，用的连接器件应满足本标准4.2.3条的要求。

　　试验：

目测其接触情况并用内阻至少为50kΩ的电压表测量接触电压。

　　若激光器包含有电容器组（脉冲激光器），如果有保护导体，也须进行本标准5.7.3条规定的脉冲电流试验。

　　正常工作条件

　4.3.1　温升

　　在正常工作条件下，设备的任一部件的温度升高都不得超过允许温升。

检验应在正常工作条件下达到稳定状态后进行。

应调整设备，使其温升最大。

一般认为工作4h后达到稳定状态。

　　温度的测量：

　　a.对于线圈，使用电阻法确定；

　　b.对于其他情形，用任一合适的方法。

　　应注意在测量线圈电阻时，连接于这些线圈的电路或负荷的影响应是可忽略的。

　　温升不超过表2第一栏所定的值。

　4.3.2　直接触及的防护。

　4.3.2.1　概述

　　可接触件不应带电，这也适用于接线端子。

电压高于1kV时只有使用工具才能接触到带电件。

应按本标准5.12.1条规定的试验检查部件是否触及。

　4.3.2.2　工作轴

　　带电的工作轴应有足够的防护。

　　用本标准5.12.2条规定的试验检查。

　4.3.2.3　旋钮，把手以及类似部件

表2　温升

━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┯━━━━━━━━━━━

│允许温升

设　备　部　件├─────┬─────

│工作条件│故障条件

│1│2

────────────────────┼─────┼─────

外部部件││

　　金属部件、旋钮、把手等│30│65

　　机壳1）│40│65

　　非金属部件旋钮、把手等│50│65

　　机壳2）│60│65

────────────────────┼─────┼─────

木质或绝缘材料机壳里面│602）│902）

────────────────────┼─────┼─────

绕组3）：

││

　　由非浸渍丝或纱等绝缘的软线│55│75

　　由浸渍丝或纱等绝缘的软线│70│100

　　树指漆包线│70│135

　　聚乙烯醇缩甲醛漆包线或聚氨基甲酸（乙）│85│150

　　脂树脂漆包线││

────────────────────┼─────┴─────

迭片铁心│与相应的绕组相同

────────────────────┼─────┬─────

电源线和引线的绝缘││

　　普通聚氯乙烯绝缘3）││

　　　　无机械应力下│60│100

　　　　有机械应力下│45│100

　　天然橡胶绝缘│45│100

────────────────────┼─────┼─────

其他绝缘材料3）、6）││

　　除热塑材料以外的：

││

　　　　未浸渍纸│55│70

　　　　未浸渍纸板│60│80

　　　　浸渍纱、丝、纸、编织物和尿素树脂│70│90

　　　　苯酚甲醛树脂粘合的纤维层压板│85│100

　　　　苯酚甲醛树脂粘合的无机层压板│95│130

　　　　环氧树脂层压板│120│150

　　　　天然橡胶│45│100

────────────────────┼─────┴─────

热塑性材料4）│见注5）

━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┷━━━━━━━━━━━

　　注：

①当设备的周围环境温度与30℃有偏离时，表中值应作相应修正。

1）对在正常工作条件下不能触及的表面上很小的区域及认为易于冷却的表面，允许温升高达60℃。

2）绝缘材料机壳里的允许温升是该种材料所标定的值。

3）这里仅引部分材料为例，若使用其他材料，最高温度不应超过材料生产厂家资料中所提供的允许温度。

4）天然和合成橡胶不视为热塑性材料。

5）因为热塑性材料范围很宽，不能确定每一种热塑性材料的温升。

须进一步指出，为确定温升所须考虑的温度极限为：

a.在正常工作条件下，比软化温度低10℃；

b.在故障条件下，等于软化温度。

测量软化温度的较好方法由GB1633《热塑性塑料软化点（维卡）试验方法》所规定，并修改以下几点：

a.穿透深度为0.1mm；

b.在千分表置零或指示其初始读数前，需加10N的冲击力。

6）本表不适用于制造电阻器所用的材

外部把手、旋钮及其他用于操作带电组件的类似部件应用绝缘材料制造，除非它们是通过一绝缘轴或支架与带电组的件连接。

　　金属部件的允许爬电距离和电气间隙至少为4mm。

　　用目测法和本标准条的电压试验检查。

　4.3.2.4　通风孔

　　通风孔的设计应使进入设备的外部悬体（例如项链）无触电危险。

　　用本标准5.12.3条规定的试验检查。

　4.3.2.5　孔

　　如果在盖上标明是调整孔，且调整时要求向这些孔插入螺丝刀或其他工具，这种操作不应有触电危险。

　　用本标准5.12.3条规定的试验检查。

　4.3.2.6　去掉保护盖后的检验

　　徒手移去盖后暴露出的部件不应带电。

　　用本标准5.12.1条规定的试验检查。

　　故障条件

　4.4.1　发热

　　设备在故障条件下工作时，任何部件的温度，或释放的可燃的、有毒的、腐蚀性气体或蒸汽均不应使设备四周有起火或腐蚀的危险，或有毒害工作人员的危险。

　　在故障条件下，对设备进行发热试验，温升不能超过表2中第二栏给出的值。

如果有热限制装置，熔断器或熔断电阻对温度起限制作用，则应在其限温装置动作2min后再测量温度。

　　如果温度限制装置没有动作，则测温应在设备工作达到稳定的状态后，但不能迟于设备工作4h。

　　如果温度受熔断器的限制，须进行下述试验：

　　试验前将熔断器短接，在有关故障条件下测量流过熔断器的电流。

然后，设备应以电流按此类熔断器的最大熔断时间进行工作，在工作周期结束后2min测量温度。

　　在测定通过熔断器的电流时，应考虑电流可能随时间的变化，所以对应的最大值的电流应在接通后立即测量，或在设备发热所限定的瞬间测量，特别是内装电子管的设备。

　　温度的测量按本标准4.3.1条所述，但对于机壳内的部件，若内部火焰不能点燃壳外材料时，则机壳内的部件除外。

　　通过测量机壳周围部件的温度进