GB 1032088 激光设备和设施的电气安全讲解.docx

1、GB 1032088 激光设备和设施的电气安全讲解标准名称： 激光设备和设施的电气安全 GB 10320-88 标准编号： GB 10320-88 标准正文： 中华人民共和国机械电子工业部1988-12-09批准，1990-01-01实施本标准等效采用国际标准IEC 82086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1.1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。1.2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

2、. 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

3、用标准GB 4793电子测量仪器安全要求GB 7247激光产品的辐射安全、设备分类及要求和用户指南GB 4208外壳防护等级的分类GB 4766电气安全名词术语GB 5465.2电气设备用的图形符号GB 1633热塑性塑料软化点(维卡)试验方法GB 2900.10电工名词术语电线电缆3术语3.1类设备class equipment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。3.2类设备 claass equipment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

4、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。3.3类设备class equipment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。3.4电气工作禁区closed electrical operating areas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。3.5电

5、气工作区electrical operating areas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。3.6直接接触direct contact与电气设备中带电部分的接触。3.7间接接触indirect contact与设备中因故障才带电的部分的接触。3.8带电导体live conductor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。3.9带电部分live part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。3.10不带电部分dead

6、 part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。3.11与电网电源导电连接的部分part conductively connected to thesupply mains设备不接地时，设备部件通过一个2k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0.7mA(峰值)的电流，则认为该部分与电网电源导电连接。3.12等电位连接equipotential connection等电位连接是为了消除电位差的连接。3.13等电位导体(带状导体或连接用的导体)equipotential conductor(strap orbonding conduct

7、or)保证等电位的导电连接件。3.14激光设备和设施laser equipment and installations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。3.15应急停机装置emergency stop device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。3.16框体frame框体是可能接触的不带电部分。3.17等离子体管plasma tube在气体激光器中含有气体激光介质的放电室。3.18脉冲电流impulse current放电室(即等离子体管或泵浦管)脉冲工作期间流动的电流。3.19指示装置indicating devi

8、ce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。3.20便携式设备portable equipment专门设计的便于用手携带的设备。3.21保护导体protective conductor将不带电部分特别是框体或底盘互相连接，并接地的导体。3.22保护接地protective earth为防护间接接触，将框体或底盘部分直接接地。3.23额定工作状态rated duty指在额定电压和频率下具有额定的输出阻抗的工作状态。3.24系统的额定频率rated frequency of a sy

9、stem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。3.25额定功耗rated power consumption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。3.26系统的额定电压rated votage of a system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)。3.27安全电路safety circuits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。3.28安全特低电压s

10、afeyt cxtra-low voitage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。3.29基本正弦波形substantially sinusoidal waveform失真系数不超过5%的正弦波形。3.30触发电压trigger voltage放电室电极之间的放电过程开始所需的最低电压。3.31可变功耗的设备variable-consumption equipment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。3.32出厂检验routinc tests对同一批交货的全部设备所进行的试验。3.33型式检验

11、type tests(of equipment)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4.1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4.1.1.1条和4.1.1.2条两组，本标准4.1.3，4.1.4，5.3.1条和表1适用于本标准4.1.1.1条规定的电路，本标准5.3.2条适用于本标准4.1.1.2条规定的电路。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

12、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： 气体放电、真空和半导体通路不能提供足够的绝缘。 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。

13、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5.6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5.3，5.4，5.5和5.6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

14、标准5.3，5.4，5.5和5.6条规定的试验检查。4.1.4类设备4.1.4.1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

15、。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5.2.1，5.2.2条和针对所有激光器的5.3和5.4条所规定的试验进行检查。若有必要本标准5.2.4和5.2.6条中规定的附加试验与本标准5.3和5.4条结合进行。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

16、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3.4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14.1.1.1条规定的部件和电路的爬电距离和电气间隙 额定电压或绝缘电压 距类设备的可 距类设备可接触的金 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(

17、1) 60-250 85-354 4(3) 4(3) 3(2) 3(2) 250-450 354-630 5 7 3.5 4.5 450-650 630-920 6 9 4 6 650-100 920-1400 8 13 5.5 9 1000-1500 1400-2100 15 18 10 12 1500-2000 2100-2800 18 21 12 14 2000-2500 2800-3600 20 23 14 15.5 2500 3600 见本标准4.1.8条注：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

18、间隙不再减小时，才允许采用这个值。 对双重绝缘的类设备，第三栏的数值分别适用于功能绝缘和附加绝缘。 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为户外使用而设计的激光设备，根据其标志，必须具有与本标准4.1.9.1-4.1.9.5条相一致的防护程度。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5.3、5.4条中规定的试验检查。4.1.9

19、.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5.3和5.4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5.3和5.4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5.3和5.4条规定的试验进行检查。4.2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5.7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

20、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5.12.1.1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5.7条的试验规定。4.2.2插头和插痤应没有直接接触的危险，即使在插头拔出过程中，插头拔出或将接触元件断开后2s内可接触的带电部分应遵守本标准4.3.2条的要求。同时应防止电压超过1kV的插头无故断开。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

21、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5.6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

22、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。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5.6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50k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。4.3正常工作条件4.3.1温升在正常工作条件下，设备的

23、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

24、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 60 2) 90 2)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

25、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： 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GB 1633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