(高清版)GB 5959.5-2014 電熱裝置的安全 第5部分：對等離子體裝置的特殊要求

代替GB5959.5—1991電熱裝置的安全第5部分：對等離子體裝置的特殊要求2014-12-05發(fā)布IGB5959.5—2014 12規(guī)范性引用文件 13術語和定義 14熱等離子體系統的安全要求——設計和裝置特性 4.1弧等離子體炬系統 14.1.1通用要求 14.1.2電路 4.1.3直流弧電源 24.1.4炬插座、插頭和連接電纜 2 24.1.6冷卻管路 24.1.7氣路 34.1.8點火裝置 34.1.9弧等離子體系統控制 34.2感應等離子體系統 34.2.1通用要求 3 44.2.3電源 44.2.4炬插座、插頭和連接電纜 4 44.2.6冷卻管路 44.2.7氣路 54.2.8點火裝置 54.2.9感應等離子體系統控制 55使用等離子體炬的裝置的安全要求——設計和裝置特性 65.1一般要求 65.2噴涂設備 65.3加熱和化學熱處理設備 66等離子體系統和設備的操作 66.1通用要求 66.2操作人員的防護工具 66.3啟動和停止 76.4炬運行中易產生的有毒物質的防護 76.5過熱防護 76.6噪聲防護 76.7電磁輻射防護 7ⅡGB5959.5—20146.8粒子防護 76.9紫外線輻射防護 76.10防火 76.11電纜、液體冷卻和液壓管路防損 7等離子體系統和裝置的維護 7.1一般要求 7.2特殊要求 88名牌、標記和技術文件 8附錄A(資料性附錄)炬系統運行時周圍的電磁輻射閾值 參考文獻 Ⅲ本部分的全部技術內容為強制性的。GB5959《電熱裝置的安全》有如下13個部分：——第1部分：通用要求；——第2部分：對電弧爐裝置的特殊要求；——第3部分：對感應和導電加熱裝置以及感應熔煉裝置的特殊要求；——第4部分：對電阻加熱裝置的特殊要求；——第41部分：對電阻加熱裝置玻璃加熱和熔化裝置的特殊要求；——第5部分：對等離子體裝置的特殊要求；——第6部分：工業(yè)微波加熱設備的安全規(guī)范；——第7部分：對具有電子槍的裝置的特殊要求；——第8部分：對電渣重熔爐的特殊要求；——第9部分：對高頻介質加熱裝置的特殊要求；——第10部分：對工商業(yè)用電阻仿形加熱系統的特殊要求；——第11部分：對液態(tài)金屬電磁攪拌、輸送或澆注設備的特殊要求；——第13部分：對具有爆炸性氣氛的電熱裝置的特殊要求。本部分代替GB5959.5—1991《電熱設備的安全第五部分：等離子設備的安全規(guī)程》,與后者相比主要變化如下：——本部分不再適用于焊接、切割和堆焊設備(見第1章最后一段);——刪除了弧焊設備的相關的引用文件；——標準的結構發(fā)生變化：將等離子體炬、電源、工作氣體和冷卻組件及控制單元組成的設備作為一個整體成為等離子體炬系統，再分別依據點火方式及有無爐室(反應器),對等離子體炬系統和使用系統的設備進行分類，并分別規(guī)定它們適用的試驗和測量； 曾加對電路的安全要求(見4.1.2和4.2.2);——增加了對電源的安全要求(見4.1.3和4.2.3);——增加對點火裝置的安全要求(見4.1.8和4.2.8);——增加對等離子體系統控制的安全要求(見4.1.9和4.2.9);——刪除“無線電干擾”(見1991版的4.8);——增加噪聲、電磁輻射、粒子、紫外線輻射防護和防火要求(見6.6～6.10);——刪除等離子體爐設備的安全要求一章(見1991版第6章);——增加“等離子體系統和裝置的維護”(見第7章);——刪除原附錄A“絕緣電阻的測量和介電強度試驗”;——增加新附錄A“炬系統運行時周圍的電磁輻射閾值”;——增加參考文獻。本部分由中國電器工業(yè)協會提出。本部分由全國工業(yè)電熱設備標準化技術委員會(SAC/TC121)歸口。本部分起草單位：西安電爐研究所有限公司、中冶電爐工程技術中心、國家電爐質量監(jiān)督檢驗中心、陜西省電爐工程技術研究中心。本部分所代替標準的歷次版本發(fā)布情況：1電熱裝置的安全第5部分：對等離子體裝置的特殊要求GB5959的本部分規(guī)定的安全要求適用于：a)熱等離子體炬系統：——弧等離子體系統；——感應等離子體系統。b)使用等離子體炬系統的裝置：——噴涂設備；——固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)爐料加熱和化學熱處理設備。本部分規(guī)定了等離子體炬系統和使用等離子體炬系統的裝置的所有部件的安全要求，包括電氣設備、冷卻管路、供氣管路、爐子或反應器以及與爐子或反應器的使用相關的所有其他設備。對用于焊接、切割和相關工藝的等離子體炬的安全和結構要求在GB/T15579.7—2005中規(guī)定。2規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T2900.23—2008電工術語工業(yè)電熱裝置(IEC60050-841:2004,IDT)GB4824—2004工業(yè)、科學和醫(yī)療(ISM)射頻設備電磁騷擾特性限值和測量方法(CISPRGB5959.1—2005電熱裝置的安全第1部分：通用要求(IEC60519-1:2003,IDT)GB/T10066.5—2014電熱裝置的試驗方法第5部分：電熱和電化學用等離子體設備3術語和定義GB/T2900.23—2008、GB5959.1—2005和GB/T10066.5—2014界定的術語和定義適用于本文件。4熱等離子體系統的安全要求——設計和裝置特性4.1弧等離子體炬系統見GB5959.1—2005第6章。另外，GB5959.1—2005的6.4.1適用于整個裝置。2下列特定要求適用于具有直流弧電源的系統?；‰娫粗绷鱾鹊囊粯O(正極或負極，取決于炬的極性),應使用獨立于系統主接地線的接地線接地，以避免可能的漏電流流向電路，例如用作炬控制的電路。當炬斷開時，直流側的電纜應通過接地開關接地，以便安全地操作炬。在電弧點火之前應按規(guī)定程序操作，可通過手動鎖定/解鎖裝置實現(通常由安全鑰匙操作)并要特別確認主斷路器已聯機且接地開關已斷開。此外，可由操作者用最終清除鍵來啟動點火程序。此程序應符合設備安裝國的現行規(guī)程。任何一種設計的弧等離子體炬都有下列顯著的特征：高溫氣體、高壓(通常是)和液體冷卻(一般是水)。因此，為了安全操作，炬的設計和結構應滿足下列準則：a)電氣特性：——設計為同一電壓的部分之間，在運行中應有固定的電氣連接，包括電極夾頭和接地部件，以免過熱； 對高電壓炬，如果流過炬體的漏電流超過10mA,則炬應自動關閉；——不同電壓的部件之間(特別在電極之間)應有固定的電氣絕緣，以便在正常運行條件下不會發(fā)生意想不到的電擊穿。b)冷卻液體特性：——冷卻液的電阻率和炬冷卻管路的設計要使不同電壓的部件之間特別是電極之間在運行中保持所要求的絕緣；——如果出現電極折損(意外的或者正常磨損),應首先通過電極材料和/或電極的設計，其次利用電極檢測信號來關閉炬，使這種現象處于控制之中。下列特定要求適用于冷卻設備：a)機械特性：——固定或手動操作炬的冷卻液軟管應有足夠的長度、柔性和合適的曲率半徑(若有的話),以承受由冷卻液高壓產生的各種應力并允許操作特殊的手動炬；——考慮到為在軟管中獲得規(guī)定流量所需的高壓，軟管的機械強度不應因偶爾或長期暴露于熱粒子(來自爐子的熱材料)中，以及受到炬自身或工藝中的熱料的加熱而明顯地受到影響；——如果冷卻液的流動方向很重要，則應在炬和軟管的連接配件上用箭頭和/或彩色標記標出。應使用不可互換的連接器；——在按規(guī)定流量使用時，即使出現液流沖擊或管路堵塞，炬的冷卻液軟管、管子和配件也應3保持不漏液，同時還應考慮到軟管受熱以及可能的輻射和紫外線輻射的影響?！骟w上冷卻液進出口與炬連接處的彎曲角應盡可能小，接頭處至少應采取基本的絕緣措施，以減少炬體內發(fā)生電擊穿的可能性。b)電氣特性：——高壓炬的軟管應由絕緣材料制成，其長度應將漏電流限制在10mA以下；——當冷卻管路斷開或流量低于規(guī)定值時，應自動切斷炬的電源；——操作人員應能接近冷卻管路的控制和監(jiān)測裝置，以讀取它們的示數并在需要時采取必要措施。下列特定要求適用于氣路設備：a)一般特性：——應遵守高壓容器工業(yè)氣體的安全使用規(guī)則，并考慮設備安裝國的現行工作規(guī)程；b)機械特性：——固定或手動操作裝置的氣體軟管應有足夠的長度、柔性和合適的曲率半徑(若有的話),以承受高壓氣體產生的某些制約并允許操作手動炬；——進氣軟管的設計應能承受達到規(guī)定流量所需的壓力，其強度不應因偶爾或長期暴露于熱粒子或熱材料中而明顯下降。它們的抗熱和抗紫外線輻射應滿足正常運行條件下的 氣體軟管和管道與連接配件的固定應能承受在管路阻塞時所產生的氣體壓力，c)電氣特性：——高壓炬的軟管應由絕緣材料制成，其長度應能將漏電流限制在10mA以下；——當氣路關閉或氣流量未達到炬制造商規(guī)定的最小值時，安全裝置應能防止炬點火；——操作人員應能接近氣體管路控制和監(jiān)測裝置，以便在需要時讀取它們的示數。d)其他特性：——對等離子體炬使用地附近安裝的壓縮氣體容器應加以保護以防可能的過熱、放電和熾熱材料的濺射。對便攜式壓縮氣體容器也應采取類似的預防措施。下列特定的要求適用于點火裝置：a)高頻點火裝置：——高壓防護應與設備安裝國的現行規(guī)程保持一致。b)短路點火裝置：——通常使用高壓液壓缸移動該裝置。對冷卻管路規(guī)定的要求同樣適用于該裝置；——應采用不可燃和可生物降解的液壓介質。4.1.9弧等離子體系統控制為安全起見，應有多個緊急按鈕通過布線電路來切斷等離子體系統。4.2感應等離子體系統4.2.1通用要求4見GB5959.1—2005第6章。此外，GB5959.1—2005的6.4.1適用于整個裝置。電源應使用獨立于系統主接地線的接地線接地，以避免可能的漏電流通路，如由炬控制電路形成的通路。應考慮下列要求：a)炬應封閉在法拉第罩內以減少電磁輻射和防止操作人員觸及高壓端子。如果炬外罩被打開，聯鎖信號應切斷高壓；b)高壓端子應接地以釋放當炬外罩或法拉第罩打開時或射頻發(fā)生器關斷時可能儲存在電容器里的殘余電荷(見GB5959.1—2005中6.2.4)。應考慮下列要求：——電氣端子引線間以及它們與接地端子間應有足夠的距離以免起??；——如需使用水冷導體，則GB5959.1—2005的6.6適用；——應避免導體承受拉應力和過小的彎曲半徑。任何一種設計的感應等離子體炬都具有下列顯著特征：高溫氣體、高壓(通常是)和液體冷卻(通常是水)。因此，為了安全操作，炬的設計和結構應滿足下列準則：——設計為同一電壓的部件之間，在運行中應有固定的電氣連接；——在炬的結構中或法拉第罩內不應使用鐵磁性金屬；——感應線圈應與炬體或法拉第罩充分絕緣。b)冷卻液特性：——冷卻管路的設計和冷卻液的電阻率應保證運行時所需的絕緣；——應防止炬路冷卻液進入炬腔。如果運行中漏液進入炬腔(意外或者正常磨損),應使這種事故保持在控制之中；——GB5959.1—2005的6.6適用。下列特定要求適用于冷卻設備：a)機械特性：——連接至炬的冷卻軟管應由非導電和非鐵磁材料制成?！绻鋮s液的流動方向很重要，則應在炬和軟管的連接配件上用箭頭和/或彩色標記標出。應使用不可互換的連接器?！诎匆?guī)定流量使用時，即使出現液流沖擊或管路堵塞，炬的冷卻液軟管、管子和配件也應5保持不漏液，同時還應考慮到軟管受熱及可能的輻射和紫外線輻射的影響。b)電氣特性：——GB5959.1—2005的6.6適用；——軟管應有合適的長度以限制漏電流；——當炬冷卻流量低于規(guī)定的安全等級且/或溫度超出規(guī)定的安全等級時，應自動切斷炬的——操作人員應能接近冷卻管路的控制和監(jiān)測裝置，以讀取它們的示數并在需要時采取必要的措施。下列特定要求適用于氣路設備：a)一般特性：——應遵守高壓容器工業(yè)氣體的安全使用規(guī)則，并考慮設備安裝國的現行工作規(guī)程。b)機械特性：——裝置的氣體軟管應有足夠的長度、柔性和合適的曲率半徑(若有的話),以承受高壓氣體產生的某些制約；——進氣軟管的設計應能承受達到規(guī)定流量所需的壓力，其強度不應因偶爾或長期暴露于熱粒子或熱材料中而明顯地下降。它們的抗熱和抗紫外線輻射應滿足正常運行條件下的——氣體軟管和管道與連接配件的固定應能承受在管路阻塞時所產生的氣體壓力。c)電氣特性：——軟管應由絕緣材料制成并有合適的長度以限制漏電流；——軟管應由非鐵磁材料制成以防止電磁耦合；——當氣路關閉或氣流量未達到炬制造商規(guī)定的最小值時，安全裝置應能防止炬點火；——操作人員應能接近氣路的控制和監(jiān)測裝置，以便需要時讀取它們的示數。d)其他特性：——對等離子體炬使用地附近安裝的壓縮氣體容器應加以保護以防可能的過熱、放電和熾熱材料的濺射。對便攜式壓縮氣體容器也應采取類似的預防措施。下列特定要求適用于點火裝置：a)高頻點火裝置：——高壓防護應與設備安裝國的現行規(guī)程保持一致；——應嚴防直接接觸帶電部件。裝置應只通過具有良好電氣絕緣的遙控裝置來操作。b)放電棒點火器：——應嚴防直接接觸帶電部件。裝置應只通過具有良好電氣絕緣的遙控裝置來操作；c)真空點火：——炬和容器的設計應能承受低于大氣壓1巴的壓力。設計應考慮到外部過壓時增加的壓力負載。注：點火裝置可能是電磁輻射的主要來源。4.2.9感應等離子體系統控制應有多個緊急按鈕通過布線電路來切斷等離子體系統。65使用等離子體炬的裝置的安全要求——設計和裝置特性5.1一般要求使用等離子體炬的裝置按其應用分為包括兩類(如GB/T10066.5—2014中所述):——噴涂設備；——固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)爐料加熱和化學熱處理設備。第一類涉及無爐子或反應器的等離子體應用，因此它們適用的安全要求主要是等離子體炬系統的那些，但在5.2中規(guī)定了一些附加要求。第二類涉及有爐子或反應器的等離子體應用，爐子或反應器中送入被處理材料并供有等離子體。此時，在5.3中規(guī)定的一些附加要求適用。見4.1和/或4.2。另外，線材和粉狀料送料器應符合現行的規(guī)定和要求，包括以下方面：——電氣連接；——與氣路壓力(載氣)的連接； 與炬的連接，當使用轉移等離子體時，被噴涂表面應接地以防接觸任何易接近載壓部分。5.3加熱和化學熱處理設備見4.1和/或4.2?！?.1.1和4.1.6的部分內容適用于爐子和/或反應器；——爐子的金屬外殼應接地以防接觸任何易接近載壓部分；——要考慮的有毒物質不僅包括由炬產生的，而且包括因等離子體的相互作用而導致的送入物料分解或轉化所產生的；——也應考慮到爆炸危險，并遵守設備安裝國的現行規(guī)程。6等離子體系統和設備的操作6.1通用要求另外，在等離子體系統和設備運行過程中，操作人員的工作條件應符合設備安裝國的現行工作安全6.2操作人員的防護工具等離子體系統和設備的操作人員應穿戴適合其所從事工作的防護用品：圍裙，手套，用來特別保護眼睛不受熱、眩光、紫外和紅外輻射傷害的絕緣面罩以及適當的絕緣鞋。另外，他們還應使用適當的用具例如耳保護用品以防受噪聲傷害。工作場地應有效屏蔽以保護附近的工作人員。76.3啟動和停止應按必要的順序啟動和關閉等離子體系統和設備，以確保工作安全。特別應在炬點火之前調節(jié)好冷卻液流量和氣流量。冷卻液和氣的供應不應在運行中中斷且應在切斷電源之后保持一段必要的時間?？刂圃O備應確保系統和設備的啟動、穩(wěn)態(tài)運行和停止的整個程序按正確的次序進行。如果發(fā)生故障或出現緊急情況，可用布線電路中的一個緊急按鈕切斷高壓。6.4炬運行中易產生的有毒物質的防護如果等離子體炬的使用會產生有毒化合物，則應根據設備安裝國的現行規(guī)程采取適當的方式將其排除(例如過濾、稀釋或者化學處理),使操作人員呼吸區(qū)域內的有毒化合物濃度低于規(guī)定的最低值。特別應在操作人員工作區(qū)域內安裝特定的氣體檢測器以監(jiān)測空氣狀況。同時應規(guī)定并標記排氣路徑。此外，在將等離子體排放到大氣中時，應將炬置于一個特制的小屋或危險隔離區(qū)內。炬運行時，現場工作人員應在該小屋或區(qū)域之外。注：該保護措施適用于等離子體工作氣體自身也是有毒物質的情況，如一氧化碳。6.5過熱防護手動炬在運行中需要接觸的任何部位都不應達到可能使操作者受到傷害的溫度。固定炬的高溫部分應是操作人員不可接近的。6.6噪聲防護除操作人員的耳保護用品外，在同一場所工作的其他人員的噪聲防護也應遵守現行的規(guī)程。因此，特別在將等離子體流排放到大氣中時，炬應由保護裝置包圍起來讓等離子體流排放并降低噪音，以符合設備安裝國的現行規(guī)程。6.7電磁輻射防護電磁輻射應遵守GB4824—2004的條款。另外，操作人員日常工作場所的