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機(jī)械設(shè)備電氣安全歐洲標(biāo)準(zhǔn)的更新要求解析

發(fā)表時(shí)間:2020-10-04 14:35:44

前言

最新版的機(jī)械設(shè)備電氣安全歐洲標(biāo)準(zhǔn) EN 60204-1: 2018(以下簡(jiǎn)稱：新標(biāo)準(zhǔn)) 已經(jīng)于2019年3月頒布實(shí)施，正式取代了此前于2006 年頒布，且于2009年實(shí)施過(guò)重大修訂的EN 60204-1: 2006+A1: 2009(以下簡(jiǎn)稱：舊標(biāo)準(zhǔn))。與之相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB/T 5226.1-2019也已經(jīng)于2019年6月頒布并于2020年1月1日起正式實(shí)施了。本文對(duì)比最新標(biāo)準(zhǔn)與其所取代標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容的區(qū)別，供廣大機(jī)械電氣設(shè)備設(shè)計(jì)相關(guān)人員作為參考。

1. 新標(biāo)準(zhǔn)與舊標(biāo)準(zhǔn)的主要內(nèi)容區(qū)別

新標(biāo)準(zhǔn)與舊標(biāo)準(zhǔn)相比較，內(nèi)容上有了多處修訂，其中的一些要求的改變更可能導(dǎo)致電控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的變更和電裝工藝的改進(jìn)。現(xiàn)將新標(biāo)準(zhǔn)較舊標(biāo)準(zhǔn)有內(nèi)容改變的重要章節(jié)摘要列舉如下：

4.4.2 Electromagnetic compatibility (EMC)

舊標(biāo)準(zhǔn)：列出了改善設(shè)備電磁兼容性能的常用技術(shù)措施，包括設(shè)備如何降低產(chǎn)生的傳導(dǎo)和發(fā)射電磁騷擾，以及增強(qiáng)對(duì)外界傳導(dǎo)和輻射的電磁騷擾的抵抗能力；

新標(biāo)準(zhǔn)：強(qiáng)調(diào)電氣設(shè)備原則上應(yīng)當(dāng)通過(guò)測(cè)試驗(yàn)證其在電磁兼容性能上的符合性，除非設(shè)備的器件選型和安裝、接線工藝都能滿足要求。將舊標(biāo)準(zhǔn)中改善設(shè)備電磁兼容性能的常用技術(shù)措施從正文中刪除，并在新的 Annex H中更加全面和具體地闡述了電磁兼容相關(guān)的技術(shù)和工藝要求，可以作為電控設(shè)計(jì)和電裝工藝的參考。

5.3.2 Type(主電源切斷開(kāi)關(guān)的類型)

舊標(biāo)準(zhǔn)：主電源開(kāi)關(guān)類型b) - 符合IEC 60947-3 帶有輔助觸點(diǎn)的隔離器；

新標(biāo)準(zhǔn)：主電源開(kāi)關(guān)類型b) - 符合 IEC 60947-6-2的控制及保護(hù)開(kāi)關(guān)裝置。

5.3.4 Operating means of the supply disconnecting device

舊標(biāo)準(zhǔn)：只對(duì)安裝高度有要求；

新標(biāo)準(zhǔn)：增加了關(guān)于帶有其他控制裝置的帶有動(dòng)力源的主電源開(kāi)關(guān)可以不配備外部操作手柄的內(nèi)容，以及允許將不用做緊急斷開(kāi)功能外部操作手柄置于能隨時(shí)隨手打開(kāi)的防護(hù)罩內(nèi)部。內(nèi)有主開(kāi)關(guān)手柄的防護(hù)罩上面要貼如下圖所示的標(biāo)記：

5.3.5 Excepted circuits

舊標(biāo)準(zhǔn)：不被主開(kāi)關(guān)切斷的例外電路中包含“用于聯(lián)鎖功能的控制電路”

新標(biāo)準(zhǔn)：擴(kuò)大了“聯(lián)鎖控制電路”的適用范圍，允許切斷聯(lián)鎖控制電路的開(kāi)關(guān)位于本設(shè)備之外。

6 Protection against electric shock

舊標(biāo)準(zhǔn)：電氣防護(hù)分為“直接接觸防護(hù)”和“間接接觸防護(hù)”

新標(biāo)準(zhǔn)：把原來(lái)舊標(biāo)準(zhǔn)中晦澀難懂的改成了語(yǔ)義更明確的“基本防護(hù)”和“故障防護(hù)”，具體的條款修訂也著重于語(yǔ)義更明確，指導(dǎo)意義更強(qiáng)。

7.10 Short-circuit current rating

舊標(biāo)準(zhǔn)：無(wú)此條款。在16.4 中包含關(guān)于設(shè)備銘牌標(biāo)注設(shè)備額定短路電流的要求，但并沒(méi)有指出額定短路電流參數(shù)應(yīng)當(dāng)如何確定。

新標(biāo)準(zhǔn)：新增條款7.10 關(guān)于如何確定額定短路電流的方法。同時(shí)在16.4 已經(jīng)刪除了額定短路電流一項(xiàng)，即該技術(shù)指標(biāo)不屬于必須標(biāo)注在銘牌上的信息，可以只在設(shè)備說(shuō)明書(shū)及其他技術(shù)文檔中體現(xiàn)即可。

8.1 General

舊標(biāo)準(zhǔn)：舊版本的接地保護(hù)系統(tǒng)示意圖;

新標(biāo)準(zhǔn)：新的電氣設(shè)備接地保護(hù)線路示意圖，圖示更全面清晰。

8.2 Protective bonding circuit

舊標(biāo)準(zhǔn)：沒(méi)有限定接地保護(hù)導(dǎo)線的最小導(dǎo)電截面要求；

新標(biāo)準(zhǔn)：對(duì)于接地保護(hù)導(dǎo)線給出了最小導(dǎo)電截面要求。

8.2.6 Additional requirements for electrical equipment having earth leakage currents higher than 10 mA.

舊標(biāo)準(zhǔn)：對(duì)于對(duì)地泄露電流超過(guò)10mA的設(shè)備的保護(hù)連接有相關(guān)要求;

新標(biāo)準(zhǔn)：對(duì)比舊標(biāo)準(zhǔn)增加了關(guān)于保護(hù)連接線必須完全受到機(jī)械防護(hù)的要求。機(jī)械防護(hù)的具體方法，見(jiàn)于標(biāo)準(zhǔn)的13.3 及13.4.

9.1.1 Control circuit supply

舊標(biāo)準(zhǔn)：以隔離變壓器作為控制回路的供電電源；

新標(biāo)準(zhǔn)：在傳統(tǒng)的控制變壓器提供控制回路電源的基礎(chǔ)上，增加了滿足相應(yīng)要求的開(kāi)關(guān)電源裝置作為控制回路的供電電源。

9.4.3 Protection against malfunction of control circuits

舊標(biāo)準(zhǔn)：闡述為應(yīng)對(duì)接地故障導(dǎo)致控制失靈采取的技術(shù)措施；

新標(biāo)準(zhǔn)：闡述為應(yīng)對(duì)絕緣失效導(dǎo)致控制失靈采取的技術(shù)措施，較舊標(biāo)準(zhǔn)更全面具體。

10.2.2 Markings

舊標(biāo)準(zhǔn)：包含了電源控制裝置的常用規(guī)范符號(hào)；

新標(biāo)準(zhǔn)：更新了電源控制裝置的常用規(guī)范符號(hào)，增加了操作裝置的常用規(guī)范符號(hào)。

符合新標(biāo)準(zhǔn)要求的操作裝置符號(hào) - 電源部分

符合新標(biāo)準(zhǔn)要求的操作裝置符號(hào)-操作部分

12.4 Current-carrying capacity in normal service

舊標(biāo)準(zhǔn)：對(duì)于導(dǎo)線截面低于0.75mm2的控制回路導(dǎo)線的載流能力沒(méi)有明確要求；

新標(biāo)準(zhǔn)：對(duì)于導(dǎo)線截面低于0.75mm2的控制回路導(dǎo)線的電流限值可以供設(shè)計(jì)參考。

13.1.4 AC circuits – Electromagnetic effects (prevention of eddy currents)

舊標(biāo)準(zhǔn)：無(wú)此條款；

新標(biāo)準(zhǔn)：新增條款，直接摘錄自IEC 60364-5-52。主要闡明交流電路中應(yīng)當(dāng)避免覆鋼鎧的單芯電纜的使用。

14.2 Motor enclosures

舊標(biāo)準(zhǔn)：電機(jī)外殼推薦符合IEC 60034-5。最低防護(hù)等級(jí)IP23。

新標(biāo)準(zhǔn)：電機(jī)外殼強(qiáng)制符合IEC 60034-5。不限定最低防護(hù)等級(jí)，防護(hù)措施參考4.4的要求根據(jù)應(yīng)用環(huán)境確定。

15.1 Socket-outlets for accessories

舊標(biāo)準(zhǔn)：包含對(duì)于外部供電插座的技術(shù)要求；

新標(biāo)準(zhǔn)：在舊標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上增加關(guān)于故障電流切斷裝置相應(yīng)時(shí)間的要求，以及小容量供電插座的過(guò)流保護(hù)裝置應(yīng)當(dāng)附帶剩余電流保護(hù)(漏電保護(hù))的要求。

16.2 Warning signs

舊標(biāo)準(zhǔn)：電擊和高溫警示標(biāo)記僅有樣式要求，無(wú)顏色要求；

新標(biāo)準(zhǔn)：更新了電擊警示標(biāo)記和高溫警示標(biāo)記的樣式，采用帶有黃色背景的黑色標(biāo)志。

16.4 Marking of enclosures of electrical equipment

舊標(biāo)準(zhǔn)：設(shè)備應(yīng)掛銘牌并包含關(guān)鍵技術(shù)信息，其中包括:

- 設(shè)備認(rèn)證標(biāo)記；

- 額定短路電流；

- 主文件編號(hào)；

- 額定電氣參數(shù)，其中包含滿載電流最低值的要求；

新標(biāo)準(zhǔn)：標(biāo)識(shí)形式和樣式不再局限于銘牌，技術(shù)要求有以下變化:

- 除了認(rèn)證標(biāo)記，也可使用符合當(dāng)?shù)胤煞ㄒ?guī)要求的其他標(biāo)記

- 取消了需要標(biāo)注額定短路電流值的要求(但要在技術(shù)資料中包含該參數(shù))；

- 增加了標(biāo)注設(shè)備名稱型號(hào)的可選要求；

- 主文件號(hào)的標(biāo)注變?yōu)榭蛇x要求；

- 額定電氣參數(shù)，刪去了滿載電流最低值的要求；

新標(biāo)準(zhǔn)的其他要求與舊標(biāo)準(zhǔn)相同。

17.2 Information related to the electrical equipment

新標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于隨機(jī)資料的內(nèi)容要求和組織方式的要求與舊標(biāo)準(zhǔn)有所區(qū)別，詳見(jiàn)新標(biāo)準(zhǔn)要求。

18.1 General

新標(biāo)準(zhǔn)增加了對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)8.2.6款的驗(yàn)證要求。

18.2.1 General

新標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于測(cè)試流程的要求做了細(xì)化，詳見(jiàn)新標(biāo)準(zhǔn)要求。

18.2.4 Application of the test methods for TN-systems

新標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于通過(guò)計(jì)算替代測(cè)試驗(yàn)證回路阻抗性能的方式做了細(xì)化要求，詳見(jiàn)新標(biāo)準(zhǔn)要求。

2. 新標(biāo)準(zhǔn)與舊標(biāo)準(zhǔn)之間的差異可能導(dǎo)致的設(shè)計(jì)及工藝變動(dòng)。

新標(biāo)準(zhǔn)部分條款相較舊標(biāo)準(zhǔn)的變動(dòng)可能導(dǎo)致電控系統(tǒng)設(shè)計(jì)及工藝的變更。其中常見(jiàn)的會(huì)涉及以下幾項(xiàng)：

8.2.2 Protective conductors

舊標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)于低容量回路的保護(hù)連接導(dǎo)體的最低截面并沒(méi)有明確要求，只是原則性地要求其等于載流導(dǎo)體的截面。而新標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)于保護(hù)連接導(dǎo)體的最低截面有了更明確和具體的要求。其中，對(duì)于采用現(xiàn)場(chǎng)單獨(dú)配線連接的保護(hù)連接導(dǎo)線，在具有機(jī)械防護(hù)的條件下最小截面為2.5mm2銅導(dǎo)體，而沒(méi)有機(jī)械防護(hù)的條件下最小截面為4mm2銅導(dǎo)體。這一要求可能對(duì)一些低容量設(shè)備的控制供電部分，以及驅(qū)動(dòng)回路在電柜內(nèi)的連接部分造成影響，導(dǎo)致設(shè)計(jì)和工藝的變更需求。舉例來(lái)說(shuō)，如果設(shè)備中有一個(gè)額定輸入電壓AC 220V，額定輸出電壓 DC24V，額定輸出電流 10A 的開(kāi)關(guān)電源，且直流負(fù)載端的最大工作電流不超過(guò)5A，則選擇導(dǎo)線截面時(shí)，輸入端及輸出端都選擇常用的1.5mm2導(dǎo)線是足夠的，相應(yīng)地，按照舊標(biāo)準(zhǔn)，輸入及輸出的接地保護(hù)線也應(yīng)該選用1.5mm2導(dǎo)線。但是，按照新標(biāo)準(zhǔn)要求，輸入端的接地保護(hù)導(dǎo)線需要換成截面不低于2.5mm2的導(dǎo)線。至于輸出端的保護(hù)連接導(dǎo)線，可以判定其屬于 Functional bonding，不受到接地保護(hù)導(dǎo)體的最低截面限制，繼續(xù)使用1.5mm2導(dǎo)線。

而不受機(jī)械保護(hù)的保護(hù)接地導(dǎo)體，典型的如電柜門(mén)的接地線，和電柜外面沒(méi)有穿管的接地線等，允許的最小截面是4mm2。

9.1.1 Control circuit supply

使用直流電源作為控制回路供電電源時(shí)，該直流電源的交流輸入應(yīng)當(dāng)來(lái)自隔離變壓器的次級(jí)。但是舊標(biāo)準(zhǔn)中原來(lái)有一條注釋內(nèi)容：

NOTE Switch-mode units fitted with transformers having separate windings in accordance with IEC 61558-2-17 meet this requirement.

根據(jù)這一注釋，滿足相關(guān)結(jié)構(gòu)要求的直流開(kāi)關(guān)電源可以直接接入動(dòng)力電源回路，使用輸出的直流電壓給控制回路供電。而新標(biāo)準(zhǔn)中已經(jīng)刪除了該注釋，因此用于產(chǎn)生直流控制電壓的直流開(kāi)關(guān)電源，必須由隔離變壓器供電。

上述新舊標(biāo)準(zhǔn)的區(qū)別可以通過(guò)以下兩圖的對(duì)比體現(xiàn)出來(lái)。

9.4.3 Protection against malfunction of control circuits

新標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)部分，其內(nèi)容與舊標(biāo)準(zhǔn)差異較大，要求更加詳細(xì)和具體。但在此前長(zhǎng)期的設(shè)備檢查和圖紙審查中，我們發(fā)現(xiàn)很多廠商對(duì)于舊標(biāo)準(zhǔn)的要求也沒(méi)能全面落實(shí)。主要體現(xiàn)在一方面，出于某些顧慮或者技術(shù)慣性，對(duì)于控制回路沒(méi)有做單點(diǎn)接地設(shè)計(jì)，同時(shí)，對(duì)于控制回路的過(guò)流保護(hù)又沒(méi)有按照控制回路不接地的條件做相應(yīng)的合理設(shè)計(jì)，從而導(dǎo)致控制回路的可靠性不足，不能切實(shí)避免發(fā)生絕緣失效的情況下出現(xiàn)控制功能失靈的現(xiàn)象。

作為強(qiáng)調(diào)，我們?cè)诖艘昧诵聵?biāo)準(zhǔn)關(guān)于防止控制功能失效的幾種最常用的原理圖示，以提醒廣大設(shè)計(jì)人員重視此類問(wèn)題。

而在以往的設(shè)備檢查過(guò)程中，我們常?？吹饺缦聢D所示的不當(dāng)設(shè)計(jì)：

如上圖所示，該控制回路既沒(méi)有做單點(diǎn)接地，又沒(méi)有按照標(biāo)準(zhǔn)推薦的幾種方法合理設(shè)置控制回路的過(guò)流保護(hù)以防止故障狀態(tài)下出現(xiàn)控制功能失靈。為切實(shí)滿足標(biāo)準(zhǔn)此條款的要求，針對(duì)類似設(shè)計(jì)，需要參考標(biāo)準(zhǔn)中控制回路單點(diǎn)接地的圖示，改成控制回路單點(diǎn)接地的設(shè)計(jì)，或者參考標(biāo)準(zhǔn)中控制回路不做接地的方法1，2，或3中的一種，改進(jìn)控制回路。

3. 結(jié)語(yǔ)

限于本文篇幅，我們只能針對(duì)上述設(shè)計(jì)的最常見(jiàn)、影響最普遍的環(huán)節(jié)做一般性的討論。應(yīng)用新標(biāo)準(zhǔn)取代舊標(biāo)準(zhǔn)的過(guò)程還需要在電控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和工藝環(huán)節(jié)落實(shí)很多的技術(shù)細(xì)節(jié)。但新標(biāo)準(zhǔn)本身已經(jīng)給出了全面實(shí)施新標(biāo)準(zhǔn)要求的最后期限：2021年9月14日。屆時(shí)與新標(biāo)準(zhǔn)沖突的設(shè)計(jì)，即便原本符合舊標(biāo)準(zhǔn)的要求，也將被判定為不符合。為此，廣大面向歐洲市場(chǎng)供貨的設(shè)備生產(chǎn)廠家，有必要盡快研讀新版 EN 60204-1標(biāo)準(zhǔn)的要求，并協(xié)調(diào)技術(shù)、工藝、采購(gòu)、質(zhì)控等相關(guān)部門(mén)，全面貫徹新標(biāo)準(zhǔn)要求，確保生產(chǎn)的產(chǎn)品切實(shí)符合新標(biāo)準(zhǔn)。

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