机械安全机械电气设备通用技术条件.docx
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机械安全机械电气设备通用技术条件
GB5226.1-2002/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
Safetyofmachinery-Electricalequipmentofmachines-Part1:
Generalrequirements
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
4．1一般原则
4．2电气设备的选择
4．3电源
4．4实际环境和运行条件
4．5运输和存放
4．6设备搬运
4．7安装和操作
5引入电源线端接法和切断开关
5．1引入电源线端接法
5．2连接外部保护接地系统的端子
5．3电源切断（隔离）开关
5．4防止意外起动的断开器件
5．5断开电气设备的器件
5．6对未经允许、疏忽和错误连接的防护
6电击的防护
6．1概述
6．2直接接触的防护
6．3间接接触的防护
6．4采用PELV作防护
7电气设备的保护
7．1概述
7．2过电流保护
7．3电动机的过载保护
7．4异常温度的保护
7．5对电源中断或电压降落随后复原的保护
7．6电动机的超速保护
7．7接地故障/残余电流保护
7．8相序保护
7．9闪电和开关浪涌引起过电压的防护
8等电位接地
8．1概述
8．2保护接地电路
8．3工作接地
9控制电路和控制功能
9．1控制电路
9．2控制功能
9．3联锁保护
9．4故障情况的控制功能
10操作板和安装在机械上的控制器件
10．1总则
10．2按钮
10．3指示灯和显示器
10．4光标按钮
10．5旋动控制器件
10．6起动器件
10．7急停器件
10．8紧急断开器件
10．9显示器
11电子设备
11．1概述
11．2基本要求
11．3可编程序设备
12控制设备：
位置、安装和电柜
12．1一般要求
12．2位置和安装
12．3防护等级
12．4电柜、门和通孔
12．5控制设备通道
13导线和电缆
13．1一般要求
13．2导线
13．3绝缘
13．4正常工作时的载流容量
13．5导线和电缆的电压降
13．6最小截面积
13．7软电缆
13．8汇流线、汇流排和汇流环
14配线技术
14．1连接和布线
14．2导线的标识
14．3电柜内配线
14．4电柜外配线
14．5通道、接线盒与其他线盒
15电动机及有关设备
15．1一般要求
15．2电动机外壳
15．3电动机尺寸
15．4电动机架与隔间
15．5电动机选择的依据
15．6机械制动器用保护器件
16附件和照明
16．1附件
16．2机械和电气设备的局部照明
17标记、警告标志和项目代号
17．1概述
17．2警告标志
17．3功能识别
17．4控制设备的标记
17．5项目代号
18技术文件
18．1概述
18．2提供的资料
18．3适用于所有文件的要求
18．4基本信息
18．5安装图
18．6框图（系统图）和功能图
18．7电路图
18．8操作说明书
18．9维修说明书
18．10元器件清单
19试验和检验
19．1概述
19．2保护接地电路的连续性
19．3绝缘电阻检验
19．4耐压试验
19．5残余电压的防护
19．6功能试验
19．7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.310mm2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，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/RVD]、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）IEC61000-6-3：
1996和IEC61000-6-2：
1999分别采用欧洲标准EN50081和EN50082-2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），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。
2
2
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。
10．2按钮
10．2．1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
10．2．2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，最好直接标在操动器之上，例如：
10．3指示灯和显示器
10．3．1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。
10．3．2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
13．3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，Ⅲ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。
13．4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。
13．5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）
13．6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铜导线的最小截面积
13．7软电缆
13．7．1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。
13．7．2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15N/mm2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。
13．7．3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
——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0.2mm2～0.75mm2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.310mm2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，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）。
C．3导线与保护器件间的协调
C．3．1在各种情况下都应存在着下列关系：
Ib≤In
Ib≤Iz
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）。
C．3．2
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：
Ib≤In≤Iz
I2≤1.45Iz
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）。
C．3．3
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（16≤mm22
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：
1995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
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