GB 5959.3-1988 电热设备的安全 第3部分 对感应和导电加热设备以及感应熔炼设备的特殊要求.pdf

1、中华人民共和国国家标准电热设备的安全第三部分对感应和导电加热设备以及感应熔炼设备的特殊要求Safety in electroheat ii回恤Ilalions Part 3: Partic咀arr明ulrementsfor induction and conduc咀恤heating Ins幅nations81世Inductionmel曲唱installationsGB 5959. 3-88 本标准等效采用国际标准！EC519-3电热设备的安全第二篇对感应和导电加热设备以及感应熔炼设备的特殊要求。1 主题内容与适用范围1. 1 本标准与GB5959. 1配合，规定了2a. 对感应和导电加热设备以

2、及感应熔炼设备的通用安全要求，b. 对两种类型设备的特殊安全要求：A部分和B部分。1. 2 本标准适用于2. 在工、中、高频下对固态炉料进行感应和导电加热的设备（导电加热也包括用直流的电加热）; b. 在工、中、离频下进行感应熔炼、保温和液态妒料升温的设备gc. 电热设备上受加热部分影响的传送装置或装卸料机构的部件应用举例z为进行热成形和热处理而对板材、扁镜、梯材、带材、线材、管材、销钉等进行加热的感应和导电加热的设备F无心感应炉或有心感应炉设备。2 引用标准GB 2900. 23 电工名词术语工业电热设备GB 5959. l电热设备的安全第一部分通用要求GB 4064 电气设备安全设计导则G

3、B 4824. 1 工业、科学和医疗射频设备无线电干扰允许值3 术语除下列术语外，本标准中所采用的术语的定义参见GB2900. 23和GB5959. 1第2章“名词术语”。3. 1 感应加热由电磁感应的涡流在炉料中产生热能的加热方式3. 2 导电加热直接电阻加热电流直接流过被加热炉料而产生加热，该电流不是电磁感应引起的中华人民共和国机辘电子工业部1988-08-31批准258 198 9-07-01实施GB 5959. 3 88 3. 3 加热部分装置中进行感应加热或导电加热的部分。3. 4 接触系统导电加热工作台的部件，通过它使炉料在电气上与加热电源连接起来4感应器4. 1 根据使用情况或为

4、满足新的生产要求，感应器或其部件应能够按制造厂的说明很容易地更换。4.2 应防止感应器的冷却液温度低于露点以下，因为这样可能引起线圈及其端子结露，从而导致短路，4. 3 加于感应器（例如带有抽头的线圈上的电压不应超过制造厂规定值。5电容器5. 1 对断电后有可能接触的电容器，应采取必要的措施迅速放电应在显著位置设置警告牌，说明在接触电容器前必须进行放电。5. 2 对永久性并联在感应器工作线圈上或变压器上的电容器，可省去放电装置当并联在感应器或变压器上的电容器只可能在断电情况下断开时，也可省去放电装置，但要求在断电后应有足够的延时使其充分放电，然后再切除电容器。注z如果有直流充电的可能，则放电装

5、置是必不可少的5. 3在负载下操作或通过外部熔断器连接的电容器应配备放电装置5. 4 放电装置应是专用的，不可将它作为电容器端子间短路用，也不可将它作为接触电容器前的接地用装置。注z虽然放电装置已工作，但是由于嬉断嚣熔断、内部连结的断线、电容值的不同或先荫充电时由直流成分引起的介质再充电等原因，串联电容器的公共连接处有时会产生残余电荷5. 5 低频电容器应经保护装置连接当采用内部熔断器时，可不加外部保护装置，中频和高频的电容器可不通过保护装置连接。5. 6对液冷电容器，冷却液温度应该用具有自动报警的装置进行监视。如果几个电容糟的冷却系统为串联，则需监视最后个电容器出口处冷却液的温度对分别接通或

6、关断的电容器，冷却回路串联连接的最后一台电容器应是固定连接在电路上的或是最后一个断电的。5. 7 电容器温度的监测，可由监测出口处冷却液的温度或监测每个冷却回路的流量来代替。6 工频电源对由兰相电源向单相负载供电并采用电容器和电抗器来达到三相电流平衡的工频电源，如果与平衡回路的电容器和电抗器的公共点相接的那相开路例如保险丝熔断或线路上接触祷出现故障），将发生串联谐振而引起危及安全的过电压。对这种情况应采取措施切断电源，如采用电源回路断路器的过压跳闸控制三相电源到电抗器一电容器平衡回路的接触器，在设计上应确保连接到电抗器和电容器公共点的触头在合闸时应提前闭合，而在跳闸时应延迟断开7 电动发电机式

7、变频机组（变频机. 1 加热装置和变频机应能承受在功率迅速减少或电容器合上时可能产生的瞬时过电压. 2 只有在变频机达到其正常运转速度并且启动程序已完成之后才能施加励磁电流。. 3 变频机应备有过流和过压保护装置，该装置应包括与时间有关的元件，与变频机的瞬态热特性相匹配。由于热保护装置惯性较大，通常不采用。. 4 如果存在即便是短时间也不允许的电压冲击，则应采用直接作用的保护装置，如采用浪涌放电器259 GB 5959. 3 88 串联补偿的变频机应具有适当的保护装置，例如采用串联电容器短路装置。7. 5在变频机没有自动电压控制装置的情况下，只有变频机的输出电压在安全值时才允许通过开关操作接入

8、电容器或减少功率8电子变频c置（变频萎置）8. 1 变频装置应在输入端加以保护，防止电源侧开关操作时可能产生的瞬时过电压，以确保安全。8. 2变频装置应有快速动作的过压和过流保护。8. 3应采取附加措施，防止由于负载功率的迅速变化而产生危险的瞬时过电压9 铁磁倍，自菌9. 1 本标准所指的铁磁倍频器是一般的三相单相型。倍频器是由一个特殊连接的有高度磁饱和铁心的单相电抗器（亦即扼流帽或变压器）构成的。在冷却、控制和安全方面应符合变压器的标准9. 2 在倍频器的三相输入端应连接电容器和电抗器，以补偿倍频电抗器的高磁化电流和限制供电网中的谐波电流10开关援量1 o. 1 设计变频机的有载开关装置时，

9、应考虑负载突然减少时变频机的电压特性10. 2 设计无载开关装置时，应考虑到变频电源、电抗元件（变压梅和电抗器）和电容器的时间特性。10.3开关装置的设计不仅要考虑电流的基波分量，而且要考虑该设备可能产生的谐波分量1 o. 4 当有载分合电容器时，开关装置或开关方式的选择更应考虑如下几点sa. 合闸时，在高频侧可能产生很高的电流峰值3b. 分闸时，应避免开关装置的电弧引起的过电压达到危险值1 1 电缆、电线和母线11. 1 电缆、电线和母线的规格尺寸应使其在所载电流负荷和频率下本身发热的温度不超过它们的允许值。注2适合于工频（50Hz或60Hz）下的电流值一般不适用于较高频率的设备在并联连接情

10、况下，应注意避免由于电流分配不均匀而导致个别导体过热的现象11. 2 如果电缆、电线或母线采用强迫冷却，则应遵守GB5959. 1中的第4.2. 8、4.6. 1和4.6. 2条的有关规定11-3对于诸如铁磁倍频器、电子变频装置、变压器、电容器、开关装置、感应糖和接触系统之类部件的内部连接线，如果这些连接线不会短路也不会漏电，则设备可不要单独的过流保护装置注s若电缆、硬导线和单心导线相互间保持一定的间隙或采用绝缘垫片，戴着将导体安排在各自的绝缘导管中或使用设计上已提供了短路保妒的电缆或电线，这样就可防止这些钱与线之间也包括与接地部分）接触对中频或高频设备，如果所设计的变频电源如电子变频装置能提

11、供可靠的短路保妒，则也可不必采取上述加强短路保护的措施11. 4 在加热区域的电缆和导线通常应具有高机械强度和耐热强度的绝缘层，在大多数情况下，这种绝缘层不足以作为触电防护措施如果超过允许的接触电压，则应采取措施，防止在运行中偶然地接触这些电缆和导线而产生危险12液体冷却对液体冷却的要求参见GB5959.1第4.6条260 GB 5959. 3-88 12. 1 对工作在第三电压区段的高频装置，在其冷却系统中应避免形成气泡，因为在气泡里可能会产生电弧而破坏冷却系统注g关于电压区段的分类参见GB5959. I第3.I条12. 2 用织品加强的软管，潮气有可能沿着织品加强物渗透进去，从而在加强物与

12、冷却液之间产生电位差该电位差值可能会超过管壁的电气绝缘强度因此，在选择软管材料和布置时应考虑到这一点。12. 3某些液冷元件（例如陶瓷电容器、电子管的液冷外壳对冷却液的压力十分敏感。因此GB 5959. 1中的第4.6. 4条的要求不适用于它们，这些液冷元件仅能承受额定工作压力，而它们的接头等应承受1.5倍的额定工作压力。12. 4 对感应器、电容器、开关装置、传送装置、接触系统的液冷系统、洋火变压器、大功率晶闹管、振荡管等液冷元器件，设计时应考虑液体压力、液温和流量的保护等当然对于这些液冷系统更不允许发生停液，应考虑备用冷却液源，以备在突然断液时供冷却各部件用，备用液量应能排续到被冷却部件达

13、安全温度为止。13铭牌13. 1 电热设备的铭牌参见GB5959. 1第6章。13. 2 电热设备的各主要部件（例如g感应器、接触系统必要时应分别安装各自的铭牌。14 电气间隙和爬电距离对高频和中频设备的电气间隙和爬电距离，可不必采用工频（50Hz/60 Hz）下使用的数值。在采用较小的数值时（如在高频发生器中），应采取措施防止产生危及安全的飞弧电气间隙和爬电距离的具体数值应在产品标准中规定。15触电防护15. 1 直接接触防护所采取的直接接触防护措施，应满足GB4064第4.9.1.2条的要求15. , 1 允许接触电压与频率的关系允许接触电压的极限值是频率的函数，该值随频率而增加当由下表和

14、下图中给出的工频、直流和第二电压区段的现有极限值来确定允许的接触电压时，应考虑到允许接触电压随频率而增加最大接触电压持续时间表最大切断时间t预期接触电压U,Vs 交流方均根值直流 50 120 5 50 120 I 75 140 0.5 90 160 0.2 110 175 O. I 150 、200 o. 05 220 250 0.03 280 310 注z表中的直流柱适用于非脉动直流例如由蓄电池供电的情况对由交流供电的蓝流电源，可采用交流值直流设备上的预期接触电压的波形可能与系统电压的波形不一样，它取决于故障回酶的参数261 t , ) 40 20 10 8. 。6.o 4.0 2.0 I

15、. 0 0 811 。.6 II 4 。.21.。.IO 。o. 06 (l. 04 ”. 02 ! I (l GB 5959. 3-88 a t d. 寸I 直与各10 20 40印刷刷100桐I 00 500 I Ill) 与表中最大接触电压对应的持续时间1 5. 1. 2 加热设备的所有电气部件，如电容器、电抗器、变压器、感应器或接触系统、开关装置、电缆和母线的连接等，都应安装在箱柜内，否则应提供足够的防护，以免直接接触对工作在第二和第三电压区段的装置，应设计成只有用专门的工具（如扳手）或由受过训练的人员和专门指定的人才能打开箱柜的门和移去外盖，去接近这些部件15. 1. 3工作在第二和

16、第三电压区段的带电导体应是不许接近的，除非满足以下条件s对第二电压区段，只有受过专门训练的人员和被指定的人才可接近3对于第三电压区段，设计上应防止被指定的工作人员在寻找故障、试验或维修时偶然地接触带电导体。可采取下列措施ga. 对于使用螺钉固定的盖，只有在电源切断后方可接近eb. 对于使用可锁的饺链转动式门或饺链转动式内屏蔽，应安装一个操作可靠、不可复位的安全开关，以确保在电源再次合闸之前门已关上，并设法引出适当规格的接头供外部连接试验仪表用3c. 对于使用内屏蔽和隔层的情况，应采用内部固定的屏蔽物或隔层来遮盖电压测试点的部位，该屏蔽物应开孔或缝隙，其尺寸仅允许测试探针插入15. 1. 4 对

17、易接近的电压高于500v的交、直流或高频插头和插座等，应是不可互换的s且在插头和插座临断开前或断开瞬间，必须先关断电源，以免危及人身安全15. 2 间接接触防护根据电热设备的类型或运行情况的需要，为防止操作人员在发生事故时遭受触电的危险，允许以下述条件作为有关间接接触防护规定的一个补充条件。这个条件是，电热设备的额定电压不超过第二电压区段，并且已采取其他防护措施，如穿戴绝缘衣、绝缘手套、绝缘鞋、防护帽和护目镜等个人防护用品，以及设置绝缘平台和使用己绝缘或接地的工具等措施262 GB 5959. 3 88 由于绝缘材料、炉衬和电气元件（如电容器、水冷绕组）的温度变化，特别是由于所用冷却水的水温和

18、水质的变化，造成了电热设备的零部件的绝缘电阻在整个工作周期内是变化的。一般最小绝缘电阻值是不给出的。所以，当设备交付生产时，整定保护装置如对地漏电流检测装置的动作值时，必须考虑上述这些变化。连续接触情况下允许接触电压与频率的关系，与直接接触情况下的关系一样。由于感应加热设备具有相当大的漏电流，所以，必要时电热设备与供电电源应进行电气隔离。15. 3特殊要求在中频和高频强电磁场附近如在感应器附近），任何人员不应带金属环和手键之类的物品。15. 4 撞地保护15. 4. 1 如果在一个与供电电源电气上隔离的设备内，带电部分通过电阻、阻扰或限制器接地，则该接地线的尺寸的大小应考虑故障情况下产生的最大

19、电流时的热效应和电动力，应监测这些接地连接线中的电流，如果在运行中超过了最大允许值，应给出报警信号并自动关断设备的电源对用于静电放电或类似情况的连接线和对感应器具有保护设施、且一旦去掉保护设施即可中止加热装置运行的高频设备的连接线，可不需要上述的监测。15. 4. 2 当采用接地保护肘，应考虑频率与由电源、载流导体和接地系统所形成的电路阻抗间的关系。15. 4. 3对没有接地而直接受电磁场影响的金属部件，为了避免形成闭合的金属回路和将电磁的相热的影响限制在允许的范围内，从操作的需要出发应采取其他的保护措施对工作电压超过允许接触电压值的零件，应使操作人员不可能接近它如果因空间太小或由于设备的操作

20、方式所限，不可避免要接触这些零件，那么应绘出其他保护措施，以确保人身安全，并在说明书中加以说明。15. 4. 4 所有铠装电缆、导管或管子，在通过装有第三电压区段的高压电路的柜子时，应在通过该柜子的那个部位接地。15. 4. 5 如果电源变压器的过载监测能立即切断高压电路，则在高频发生器中属于第三电压区段的电路，可采用第二电压区段的供电系统的接地保护措施注t通常，对第三电压区段的配电矗统要求单独接地，但由于发生器的高频电路本身的短路功率较小可以不必设单强接地15. 5保护用导体工频装置保护用导体的材料为铜、铝或镀辞钢带$而中频或离频装置应使用铜或铝在确定导体横截面尺寸时，也应计入电容器的放电电

21、流。电流的透入深度随频率的增加而减少，考虑保护用导体的横截面尺寸时应考虑这个因素16 无线电干扰当电热设备运行时，必须按GB4824. 1的要求抑制无线电干扰263 Al 传送肇置和炉料GB 5959. 3 88 附录A对感应和导电加热设备的特殊要求（补充件A 1. 1 传送装置应能承受来自被加热料的温度的影响，传送装置的设计应考虑电磁场的影响除选用适当的材料和几何尺寸之外，有必要采取进一步措施（如屏蔽、隔离、防止形成金属闭环和强迫冷却），以使电磁场的和热的影响保持在允许的范围内。在设计时也应考虑作用在炉料上的电磁力的影响A 1. 2 传送装置的设计应满足加热过程中炉料在体积和机械强度上的变化

22、A 1. 3 应采用尺寸、形状、物理性能、毛刺和公差都经用户和制造厂同意的料坯，以确保加热设备的安全生产和准确的工作程序。Al. 4 由于不同材料有不同的物理现象，通过表面温度的测量不可能准确估计出炉料中的温度分布，因此，不能排除产生妒料过热的可能性应注意减少这种局部过热的危险A 1. 5 金属残渣即氧化皮的存在，可能会影响炉料的推送以及影响加热设备的可靠性和安全生产，应按照制造厂说明书的要求清除这些氧化皮和残渣A 1. 6对采用强迫冷却（如水冷的传送装置或其部件，应参照第12.4条A2接触系统A2. l 应能按照制造厂的说明书方便地更换接触系统或其零部件。A2. 2在加热电源合闸期间，应使用

23、合适的装置以维持制造厂给出的接触压力值例如，使用只能用动力操作的释放机构才能打开并同时断开加热电源的锁紧系统。A2. 3 在正常操作过程中，触头应在加热电源断开的情况下才能闭合或打开以防止产生电弧和电压冲击，应采取措施防止热金属颗粒的溅射而危及人身和装置的安全。A2. 4 在快速传送妒料（如管料）的情况下，应采取措施防止由于表面不规则而损坏接触系统或它们的夹持机构。例如，可让这些炉料通过必要的通道整形后传递A2. 5 当接触系统是在没有电绝缘情况下且工作于超过允许接触电压值时，设计装置时应考虑在正常使用条件下不可能偶然接触到这个裸露的接触系统，如果用保护屏蔽或隔开足够的距离来实现这一点。在不可

24、能设置保护屏蔽或其他保护措施的地方，应在设备上设置警告信号，并应符合GB5959. 1第JO. 2条。A2. 6 当接触系统的冷却效果不足并因此而危及人身安全或装置的主要部件时，应给出报警信号并自动切断加热电源。A3感应器（见第4章感应器没有电绝缘情况下的加热装置如某些洋火、纤焊或退火装置），且电压超过允许接触电压值时，其保护措施应按A2.5的规定。A4特殊要求（见第15.3条）对用于管道、容器或锅炉的制造、处理或修理的感应加热装置，通常只允许在第一电压区段的电压下运行，必要时，也可用于第二电压区段，但应采取下列预防措施z. 使用变频机或具有单独绕组且具有极高的绝缘耐压强度和很高的对地绝缘电阻

25、的变压器；264 GB 5959. 3-88 b. 使用等电位连接为操作人员提供个安全的接触区域，否则就要使用绝缘手套和绝缘鞋。该电路不应有接地点，除非经过一个绝缘监测系统。如果不可避免地要直接或间接接触其绝缘不能很好起防触电作用的带电部分（如水冷加热电缆），必须使用绝缘防护用品或绝缘工具。A5 接地保妒（见第15.4条）对炉料或传送系统的活动部分通常不能固定接地或接到一个保护系统中的情况，应按第15.2条采取其他保护措施。B1 倾炉装置附录B对感应熔炼设备的特殊要求（补充件）当炉子装有倾炉机构时，应满足下列要求zB1. 1 在倾炉机构发生故障时，炉子应停留在所达到的位置上或缓慢地回复到正常位

26、置，复位时不应有任何危险。B1. 2 如果在倾炉期间，工人有掉人通常被炉子平台盖住的坑里去的危险，则应采取措施加以防止。这些措施不应产生其他的如剪切或挤压之类的危险。B1. 3 在液压倾炉的情况下泵、工作液贮存箱和管道应布置合理，使能防止熔融金属偶然地外溅而引起意外事故。B1. 4 倾妒动作应在两个方向都有限位。B1. 5 如果倾炉时、带电部位是易接近的，则必须在断电时才能倾炉，如果不允许断电，则应有保护措施。B1. 6液压倾炉装置的启动操纵杆应能自动地返回到零位。B1.7对任何倾动装置，按钮和操纵杆在接通位置上应是非保持型的B1. 8所采用的液压装置要确保倾炉动作的平稳性和操作的可靠性B1.

27、9 应有一个紧急倾炉的机构，在紧急情况下如突然停电）倾妒以保全炉子。B2 炉子基础B2. 1 应有一个能在紧急倾炉或漏炉的情况下盛装全部熔融金属的贮存坑或钢包坑。该坑应用栅栏或盖子保护起来。B2. 2 炉子下面区域的设计应满足发生漏炉故障时熔融金属能快速流入炉子前的贮存坑，以防止损坏炉于和设备的其他部件。B2. 3 在贮存坑或钢包坑里或在炉子的下面应没有权水，因为熔融金属遇水有发生爆炸的危险。B3炉衬B3. 1 熔融金属穿透炉衬将产生对人身和设备都很危险的漏炉，所以应定期检查炉衬的情况。具体办法：a. 测量设备的电参数gb. 肉眼检查3 在不同的高度测量蜻蝙直径（无心炉）; 265 GB 59

28、59. 3-88 d. 温度检测（感应器外壳和有心炉的冷却液温度）。B3. 2 为了操作者的安全和减少炉子损坏的危险性，在炉衬的电气绝缘损坏到低于某临界值而炉衬可能发生漏妒时，应发出报警信号并自动切断电源。B4 操作B4. 1 应控制下列因素防止熔融金属过热而烧损za. 控制输入功率gb. 合理加料。B4. 2 炉料应按熔炼工艺加入熔池，以保持其温度在允许范围内，B4. 3 加料过程不应造成熔融金属表面凝固或使溶池上面的炉料溶结在一起（搭桥）。B4.4 为防止过热，应按产品说明书测量熔融金属的温度。B4.5 对炉料应有严格要求，必须采取预烘干措施。如果加入熔池的炉料具有空腔，腔内可能含有潮气，则应采取特别的预防措施以免熔融金属迸出，发生危险。B4. 6 应采用适当的装置排除熔炼期间可能产生的有毒烟气或其他危险。时接地保妒炉料不可能同某些易触及的金属件一样牢固地接地因此，国按第15.2条采取其他的保护措施，并建议采用B3.2的绝缘监测系统。B6 热保护对熔炼炉的高温、熔融炉料的溅射等，应采取相应的防护措施，以确保操作人员的安全。附加说明：本标准由全国工业电热设备标准化技术委员会提出并归口。本标准由西安电妒研究所负责起草。266