GB/T25295-2010
电气设备安全设计导则
Guidelinesonsafetydesignsforelectricequipments
- 中国标准分类号（CCS）K09
- 国际标准分类号（ICS）29.020
- 实施日期2011-05-01
- 文件格式PDF
- 文本页数26页
- 文件大小678.19KB
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电气设备安全设计导则
国家标准 GB/T25295一2010 电气设备安全设计导则 Guidelinesonsafetydesignsforeleetrieequipments 2010-11-10发布 2011-05-01实施 国家质量监督检验检疫总局 发布 国家标准化管理委员会国家标准
GB/T25295一2010 目 次 前言 范围 规范性引用文件 术语和定义 电气安全设计的原则 +++ 概述 基本准则 电气安全设计的基本要素 电气安全设计要求 环境适应性设计要求 电击危险防护的设计要求 电能的间接作用、外界因素危险防护的设计要求 5.4机械危险防护的设计要求 电气连接和机械连接的设计要求 8 运行危险的防护设计要求 19 电能控制和危险防范的设计要求 20 5,8标志和说明书的设计要求 21 参考文献 23
GB/T25295一2010 前 言 本标准依据GB19517《国家电气设备安全技术规范》制定
本标准由全国电气安全标准化技术委员会(SAC/TC25)提出并归口 本标准主要起草单位:机械工业北京电工技术经济研究所、上海电动工具研究所、四方电气(集团 有限公司、正泰电气股份有限公司、上海电器科学研究所集团)有限公司,山东艾诺仪器有限公司
本标准主要起草人;李锋,包革、李邦协,方晓燕,季慧玉,田蕾、曾雁鸿、刘江、赵祷,颜景新、杨之峰
GB/T25295一2010 电气设备安全设计导则 范围 本标准规定了交流1000V以下,直流1500V以下的电气设备安全设计的基本准则要求
本标准适用于电气设备的安全设计
专业的或产品的安全设计应依据相应的标准规定
没有专业的或产品的安全设计方法时,可依据 本标准 注1;电气设备包括输、配、贮存,测量,监督,控制,调节、转换和消费电能的产品及信息技术领域中与其组成一体的 电气装备、电气装置、电气器具
注2:即使设计者按照本标准规定的内容完成了电气设备的设计,也不意味着电气设备符合了安全的要求
电气设 备只有经过了规定的检验或试验,并经过合格评定后,方可认为是安全的
规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款
凡是注日期的引用文件,其随后所有 的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究 是荐可使用这些文件的最新版本
凡是不注目期的引用文件,其最新版本适用于本标准
GB4208外壳防护等级(IP代码)(GB4208一2008,IEc60529;2001,IDT) GB/T4776电气安全术语 GB/T5465.2一2008电气设备用图形符号第2部分;图形符号(IEC6041I7DB,2007,IT) GB/T22696(所有部分)电气设备的安全风险评估和风险降低 术语和定义 GB/T4776确立的术语和定义适用于本标准
电气安全设计的原则 概述 4.1.1国家电气安全的法律法规.包括强制性标准,其内容及所认定的符合性标准是电气设备安全设 计的基本依据,符合性标准会随着技术的发展而不断更新
注:例如GB19517,反映了安全的技术概念与人们行为之间的差别,即“在正常的条件下使用或在其他由制造商预 见到的误用条件下使用,可以合法地要求某些产品、加工过程或服务具有一定程度的风险,但不会危及人员的 健康,环境的质量等"
其附录A所列符合性标准,即各类专业产品的安全标准,是国家强制性技术规范认定的 技术标准
一般情况,符合性标准是遵照国 技术规范中的要求,结合专业产品的特性进行具体 家强制性安全 化、量化要求,并能指导产品在设计阶段就采取必要的预防措施
4.1.2在设计过程中,如果设计者认为存在有新的风险,并且新的风险对安全构成明显的危害,则应 注意 a)分析研究安全与风险的关系
安全与风险总是相伴而存的,安全不能免除全部风险,即绝对的 安全是不可能的
b根据风险评估做出安全的判断,依据GB/T22696的规定
e风险评估和判断安全是十分复杂的过程,往往设计者很难有能力单独完成 4.2基本准则 4.2.1危险因素的区分和安全要求的一般原则 电气设备的危险因素有自身的危险因素和外界的危险因素
自身的危险因素,例如电击危险等
GB/T25295一2010 外界的危险因素,例如环境、过载、振动,冲击,异物、辐射危险等
安全要求的一般原则是在以下条件下电气设备的使用是安全的 a)在整个生命周期; b 在技术标准的规定正常使用条件和单一故障条件下; c 在合理预见的设计目的; d 在正确安装、运行和维护的条件下
或: 如无特殊要求,按一般环境,或运行条件设计制造; -在使用时可采用专门的与电气设备的特性和功能无关的安全技术措施
4.2.2安全水平与经济性 电气设备的安全水平一般由专业的安全技术标准决定,安全的设计实质上是实现专业的安全技术 标准的要求,以达到必要的安全水平 在安全设计时可能会遇到为了安全不得不限制某些技术的应用,而技术的创新又不应该受到制约 此时确定合理的安全是必要的
就设计而言,安全是第一的,即新技术的应用只能促进安全水平的提 高,或者新技术的应用要以保证安全为前提
注;正是因为没有任何产品和活动是绝对安全的
因此,制定绝对安全的标准是不可能的
反过来,消费者或用户 也不会接受一项客观的、始终不变的安全标准
而要取得一项渐进的安全标准,则必须研究有关发生伤害的可 能性或伤害发生率及发生伤害导致严重后果,社会因素、经济成本等之间的平衡因素
但多数情况下,影响安全水平的因素本身往往是非常不明确,因此,完全用量值来表示相应的安全 水平是困难的
因此,设计者应该注意到安全技术标准是为了保证和满足使用的要求,对成功经验进行 的记录,而没有确切地提出达到的安全水平 注:例如爬电距离和电气间隙确定就是典型,安全技术标准中给出的量值应视为经验的数值,供设计时参考
如果在设计上不能将已知的危险排除在可以避免的程度,则应该做出设计的说明,或者给出必要的 文件,例如产品的安装使用说明书,或者标志、标识等,以起到 -防护电气设备的危险,保护面临风险的人员; -针对防护不完全,或无防护的情况,警告面临风险的人员,保持对危险的警觉,或提示应当采取 的适当行动 为面临危险的人员进行培训
4.2.3共性设计原则和个性设计原则 共性安全要求是由各类电气设备的安全特性(要求)加以提炼、概括、综合、提升而成,这些共性的安 全技术要求、指标和检验方法,使各类电气设备的安全控制在可接受的水平上,成为共同应遵守,达到的 准则
设计者应熟悉并掌握共性安全要求的规律,特别要注意研究要求、指标与检验方法之间的关系,即 所有的设计应该针对要求与指标,但必须通过检验才能确定是否达到了要求与指标
注:共性的规定或要求、指标和相应的测量、试验方法并不意味着所有的电气设备都要达到全部要求,而是应根据 不同电气设备的特性,使用的场所进行选择适用的、必须的要求,指标
例如手持式、,可移式、固定式使用的电 气设备的安全要求是不全部相同,达到的项目也是不一样的 个性安全要求是结合产品的特性、要求而具体化、量化的产品的安全技术要求,包括发生危险的控 制指标,考核、检验,指标的测量 考虑到个性设计的检验不确定性(例如介质强 度的检验),因此要求设计者更加关注检验方法,以使设计满足检验的要求
注1;例如介质强度是各类电气设备都应控制的共性要求,但不同种类的电气设备,使用的不同电压等级、使用的场 所不同,有的电气设备仅考核工频耐电压能力,有的还要考核匪间介质强度
对工频耐电压能力,不同用途、 不同电压等级的电气设备,施加的工频试验电压值也不一样 注2:例如防潮性,应用在不同环境条件下电气设备的防潮性的考核是不样的
GB/T25295一2010 4.2.4安全性技术的分类 4.2.4.1电气设备的安全性可分为 设计制造时的安全性,包括设计,加工、装配、运行、运输、拆卸时的安全
a 使用时的安全性,指与电气设备的特性和功能无关的安全技术,往往指电气设备在使用时采 b 取的专门措施,例如在电气设备运行中 限制随便触及电气设备; 只限于专业人员或受过初级训练人员应用电气设备
4.2.4.2电气设备的安全设计技术可分为 a)直接安全技术,即用设计制造技术防止危险,将电气设备制造得没有危险存在
b间接安全技术,即用外设防护措施避免危险,是直接安全技术解决办法不可能或不完全可能 防止危险时所设计的专门的安全技术手段
所谓的专门的安全技术手段是由在电气设备中或 电气设备上不设附加功能就能达到和保证无危险地应用的装置实现
提示性安全技术,即用告知风险、培训,使用人身防护设备等方法防止危险,即在a)和b)的安 全技术不能达到目的或不能完全达到目的情况.说明电气设备无危险应用的条件
例如提供 中文的,通俗易懂的使用和操作说明,或在电气设备的运输、储存,安装,定位,接线或运行的方 式中给以足够的说明
4.2.5电击防护类型 电气设备按电击防护的方法可设计制造成0类电气设备、I类电气设备、I类电气设备、类电气 设备
0类电气设备;防止电击保护依赖基本绝缘,即没有把可触及的导电部分连接到电气设备的固定布 线中保护导体的措施，一旦基本绝缘失效,电击保护则依赖于环境 I类电气设备;防止电击保护不仅依靠基本绝缘,而且它还包含一个附加的安全保护措施,将可触 及的导电部分与电气设备中固定布线的保护接地导线连接起来,使可触及的导电部分在基本绝缘损坏 时不能变成带电体
I类电气设备;防止电击保护不仅依靠基本绝缘,而且还包含附加的安全保护措施,例如双重绝缘 或加强绝缘,不提供保护接地或不依靠电气设备条件
I类电气设备可分为下列类型之 绝缘外壳I类电气设备
电气设备有坚固的、基本上连续的绝缘材料外壳,除了一些小零件 外,例如铭牌、螺钉和铆钉,外壳遮封了所有金属部分,这些小零件由至少相当于加强绝缘与带 电部分隔开
金属外壳】类电气设备
电气设备有基本上连续的金属外壳,除了应用双重绝缘显然是行不 b 通而使用加强绝缘的那些部分外,在这类电气设备中全部使用双重绝缘
组合的l类电气设备
类型a)和b)组合的电气设备
c 业类电气设备;防止电击保护依靠安全特低电压(SELV)供电,电气设备中不产生高于特低电压的 电压
注:罗马字I、I.仅代表电气设备在设计制造时采用的安全技术方法,即I类设备的电击防护采用等电位保护 方法,I类设备采用的绝缘保护方法,类设备采用三重保护原理的方法(基本绝缘、特低电压、与供电电源隔 离)
在理论上,这些方法都是安全的
所以I、l,仅代表采用方法而不是指安全的等级 4.2.6预期寿命 -般情况,电气设备在正确使用和维护情况下,整个使用期间应该能够保证安全
但事实上,电气 绝缘,即使达到最好的性能也会随着时间和正常使用中力学的、热的电的、化学的及其复合的作用下 性能会逐渐下降,材料老化而破坏,造成危险
所以,合理的预期寿命是重要的
4.2.7电压区段的划分 -些装置规则,特别是有关电击防护的措施,取决于所使用的电压值,由于不可能也没有必要考虑
GB/T25295一2010 实际应用中出现的每一具体电压值,因此只需为每一个特定的电压区段制定通用要求
区段I包含了 在某些条件下,依据电压值提供电击防护装置; -由于运行上的原因,电压受到限制的装置(如电信、信号,电铃、控制和报警装置)
区段I包含了 家用、商用和工业用装置的供电电压,这一区段包含了公用配电系统的所有电压 所规定的电压区段主要与装置的一些规则结合使用,但也可在制定电气设备的要求时使用(见表1 和表2). 表1交流电压区段 不接地或非有效接地系统 接地系统 区 段 相对地 相间 相间 U<50V U50v U<50V 50V
GB/T25295一2010 电能直接作用的防护 a b 电能间接作用的防护 电能直接作用的防护技术措施有: a)绝缘技术
b)防直接接触保护
主要的技术措施有:采用安全特低电压、外壳防护,电气隔离等 防间接接触保护
主要的技术措施有:保护接地,双重绝缘结构,故障切断等
4.3.5具备耐热能力 电气设备运行时,由于电流的热效应、铁磁材料损耗、介质损耗、局部放电、机械损耗及设备内部的 功能性发热元件会使电气设备的温度升高,而大于周围的环境温度
固体绝缘在热应力作用下会使绝缘材料或工程塑料软化、变形,脱层
然后在机械应力作用下断 裂,破坏而丧失功能,造成电击危险;支撑带电零件的绝缘过热会引发燃烧而酿成火灾
电气绝缘的耐热能力和绝缘等级选择是电气设备安全设计的必备因素
包括导电部件,支撑带电 零件的电气绝缘的耐热能力是依据其固体绝缘物的耐热等级用温升指标来考核
温升限值的规定对各 类电气设备因使用环境、工作周期,使用寿命的不一样而规定有不同限值
4.3.6具备防直接接触保护的能力 防直接接触保护设计要满足保护人和动物不受与电气设备带电部分直接接触时所造成危险的要 求
设计的防护措施必须在任何情况下,都能使危险的带电部分不会被有意或无意触及,或者将带电部 分的电压值或触及电流值降低到没有危险的程度
在设计上,防直接接触保护一般采用绝缘防护,外壳或遮拦防护,采用安全特低电压等
4.3.7具备防间接接触保护的能力 防间接接触保护设计要满足保护人和动物接触到外露导电部分上危险的接触电压时所造成危险的 要求
在设计上,间接接触保护一般采用接地保护、自动切断保护,双重绝缘保护等
注:外露导电部分是指电气设备的可触及的导电部分,不是带电部分,但在故障情况时能处于危险的接触电压 之下
4.3.8可靠的电气连接和机械连接 设计者应充分考虑电气设备在使用中受到的热、振动及其他机械应力作用,其连接的松动或脱落而 造成电击、机械危险 4.3.9防止静电积聚的措施 必须有防止静电积聚的技术措施
4.3.10规定燃料和工作介质 燃料和工作介质必须满足 a)燃料和工作介质不能对电气设备造成有害影响; b)燃料不能外溢,或外溢量不能造成危险
4.3.11选择适应的材料 材料的选择应满足: 采用的材料在电气设备制造过程中和所有可能的运行状态下都不能对人的健康、生命产生有 a 害影响 b)必须有足够的抗老化能力 c用于有腐蚀危险的部件必须采用抗腐蚀的材料
4.3.12人体工效学的应用 电气设备的外形、结构、尺寸,布局等要与人体尺寸、体力、环境和生理学,解剖学的特点相匹配,即 符合人类工程学
GB/I25295一2010 电气安全设计要求 5.1环境适应性设计要求 5.1.1使用环境温度 设计者应设定电气设备使用的最高环境温度和最低环境温度
也可给出24h的平均温度的要求 对运输、贮存有温度要求时,也应给出适合的温度
-般规定为户内电气设备的周围空气温度不超过40笔而且在24h内平均温度不超过35C
周 围空气温度的下限为 一5C
运输、贮存和安置条件一般为温度范围在一25C55C之间
在短时间内(不超过24h)可达 70C
大气条件 5.1.2 设计者应规定电气设备使用环境的大气条件
-般规定为户内电气设备的大气条件为空气请洁,在最高温度为40C时,其相对湿度不超过 50%,在较低温度时,允许有较大的相对湿度
例如在20C时的相对湿度为90%,但应考虑到由于温 度的变化,有可能会偶尔产生适度的凝露
5.1.3污染等级 污秽对固体绝缘物的爬电距离和空气介质的电气间隙影响很大,设计上必须控制电气设备外界和 运行中产生的污秽,以减少在电气绝缘上的积沉,保证电气绝缘的介质强度
为了确定电气间隙和爬电距离,设计者应按下列四个微观环境的划分,确定电气设备使用环境的污 染等级; 污染等级l;无污染或仅有干燥的、非导电性的污染,该污染无任何影响
污染等级2:一般仅有非导电性污染,然而必须预期到凝露偶然发生短暂的导电性污染
污染等级3;有导电性污染或由于预期的凝露使干燥的非导电性污染变为导电性污染
污染等级4;造成持久的导电性污染,例如由于导电尘埃或雨雪引起的
5.1.4海拔 5.1.4.1一般规定 -般规定为海拔不超过2000m. 5.1.4.2海拔2000m以上时温升的修正 温升的修正方法应参考以下情况 不同海拔高度处的平均环境温度值可参考表3 表3不同海拔高度的平均温度值 海拔高度 1000 2000 3000 4000 5000 平均环境温度 D 20 15 1o 注:海拔升高,空气密度降低,使以空气介质为散热方式的产品散热困难
一般,海拔每升高100m,产品温升增加 约0.4K
但海拔升高的同时,环境温度降低
一股情况下,海拔每升高100m,环境温度降低0.5C
对高发 热电器(如电阻器等),海拔每升高100m,温升增加2K
一般来说,在高海拔地区的户内及局部特定环境如冶金化工,钢铁、发电厂等房内),若环境 温度的降低值不能补偿由于海拔升高而导致的温升增加值,此时不允许对温升限值进行海拔 修正; 在高海拔地区的户外使用及无人值守(如小型配电站等)场所使用的产品,由于环境温度降低 的补偿作用明显,允许对温升极限值按表4进行海拔修正;
GB/T25295一2010 表4温升极限值的海拔修正值 使用或试验地点的海拔高度 H A K m H=2000 2000
GB/T25295一2010 表6固体绝缘材料的耐热等级 相对耐热温度 耐热等级 较早的符号 90 70 90105 90 >105~120 105 >120~130 120 E >130~155 130 B F >l55180 155 H >180一200 180 >200一220 200 220250 220 25o >250 注:耐热等级是电气绝缘材料的最高使用温度
也用于70以下等级 5.2.1.4 .2 绝缘结构 标明某电工产品为某耐热等级,并不说明该产品绝缘结构中的每一种绝缘材料都具有相同的温度 极限
绝缘结构的温度极限与其中各绝缘材料的温度极限可能不直接相关
在绝缘结构中,绝缘材料的温度极限可能因受到其他组成材料的保护而有所提高,也可能因材料间 不相容而使绝缘结构的温度极限低于各个组成材料的温度极限
5.2.1.4.3绝缘的使用期 电气设备的实际使用期取决于运行中的特定条件
这些条件可以随环境、工作周期和产品类型的 不同而有很大的变化
此外,预期使用期还取决于产品尺寸、可靠性、有关设备的预期使用期以及经济 性等方面的要求
对某些电工产品,由于其特定的应用目的,要求其绝缘的使用期低于或高于正常值,或由于运行条 件特殊,规定其温升高于或低于正常值,而使其绝缘的温度极限高于或低于正常值
绝缘的使用期在很大程度上取决于其对氧气、湿度、灰尘和化学物质的隔绝程度
在给定温度下、 受到恰当保护的绝缘的使用期会比自由暴露的大气中的绝缘的使用期长
因而,用化学惰性气体或液 体作冷却或保护介质,可延长绝缘的使用期
5.2.1.5耐电痕化 固体绝缘材料的电痕化是指在电应力和电解杂质对材料表面的联合作用下,固体绝缘材料表面形 成导电通路的过程
固体绝缘材料在放电作用下引起蚀损而造成电气短路、引发燃烧
通常情况下,采用在潮湿条件下相比电痕化指数和耐电痕化指数来表示电气绝缘材料自身的耐湿 绝缘能力
相比电痕化指数(CT)是指材料经受50滴电解液而没有电痕化的以伏特为单位的最大电压值;耐 电痕化指数(PT)是指材料经受50滴电解液而不出现电痕化的以伏特为单位的最大电压值
电痕化影响着电气设备的爬电距离
固体绝缘材料按相比电痕化指数(CTI)分四类,以比较各种 固体绝缘材料在试验条件下的性能 600
GB/T25295一2010 固体绝缘的热老化不应在电气设备预期的寿命期间损坏绝缘配合
设计者可按产品标准的规定是 否有必要进行试验(也可见IEC60085和IEC60216) 5.2.2.5.3机械应力及承受机械应力 在运行、贮存或运输过程中,由于振动或冲击产生的机械应力会造成绝缘材料的脱层、断裂或断 开
设计者可按产品或专业标准规定的详细要求设计
设计者应注意产品或专业标准中所规定的严酷 水平
注:标准严酷水平在IEC60068中规定
5.2.2.5.4湿度及承受湿度的影响 有水燕汽的地方可能会影响绝缘电阻和放电熄灭电压,加剧表面污染,发生腐蚀和外形变化
对于 某些材料,高湿度会大大地降低电气强度
在某些情况下,低湿度也可能是不利的,例如会增大静电电 荷的滞留,且会降低某些材料(如聚酰胺)的机械强度
电气设备在规定的湿度条件下应保持绝缘配合
5.2.2.5.5其他应力及承受能力 许多其他应力均会损坏绝缘,产品标准中一般会做出规定
例如;紫外线辐射和电离辐射、暴露于 溶剂或活性化学剂中造成的应力裂纹或应力断裂,塑化剂迁移作用、细菌、霉毒活菌类的作用、机械塑 性变形等
尽管上述诸项应力的影响不怎么重要或影响较小,但在特定情况下,还是应引起注意
5.2.2.6介电强度 5.2.2.6.1承受瞬时过电压(冲击耐受电压) 基本绝缘和附加绝缘应具有按表对应于电网标称电压和相关过电压类别的冲击耐受电压要求;或 按电路中预期的瞬时过电压规定的设备内部电路的冲击耐受电压
例如GB14048.1-2006中表12.
加强绝缘应具有对应于额定冲击电压但比基本绝缘规定值高一级的冲击耐受电压
如果基本绝缘 要求的冲击耐受电压不是优选值中的数值,则应规定加强绝缘承受基本绝缘要求的冲击耐受电压 的160%
5.2.2.6.2暂时过电压 基本固体绝缘和附加固体绝缘应能承受下列暂时过电压 a) U.+1200V短期暂时过电压时间至5 b)U.250V长期暂时过电压时间大于5s
式中 U 中性点接地的电源系统的标称线对中性点的电压 加强绝缘应能承受2倍的基本绝缘所规定的暂时过电压值 注l:这些数值取自IEC60364-4-44中442,其中U
被称作U
注2;这些值为有效值
5.2.2.6.3耐受再现峰值电压 耐受再现峰值电压一般由产品或专业标雅规定,设计者应按相应的要求设计 5.2. 3 防直接接触保护设计要求 5.2.3. 绝缘防护 绝缘防护即是采用绝缘技术将危险的带电部分与外界全部隔开,防止在正常工作条件下与危险的 带电部分的任何接触,是一种完全的防护 用以覆盖带电部分的绝缘层应该足够牢固,不采用破坏性手段不应被除去
使用的绝缘必须能长期承受在运行中可能受到的机械、化学电气及热应力的影响例如摩擦、碰 撞、拉压、扭曲、高低温及变化、电蚀、大气污秽电解液等产生的应力影响);由于油漆、瓷漆、普通纸、棉 织物、金属氧化膜及类似材料极易在使用中改变(降低)其绝缘性能,因此不能单独用作直接接触防护
用作直接接触防护的绝缘材料应满足绝缘电阻、介质强度、泄漏电流的考核要求
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GB/T25295一2010 5.2.3.2外壳或遮栏的防护的设计要求 采用外壳或遮栏可将危险的带电部分与外部完全隔开,从而避免从任何方向或经常接近的方向直 接触及危险的带电部分,是一种完全的保护 外壳防护除符合GB4208外,且: a)外壳防护的壳体应是封闭的连续体,且固定在规定的位置上,设计制造得让使用者或第三者不 借助于工具就不能拆卸或打开; b)外壳应有足够的机械强度及稳定性,即材料,结构、尺寸具备足够的稳定性和耐久性,能承受 正常使用中可能出现的机械压力、碰撞和不正常操作引起的应力变化 5.2.3.3防止无意地触及带电部分,但不能防止故意绕过阻挡物有意地触及带电部分的阻挡物设计 所谓的阻挡物指可移开的遮栏和外护物如门、覆板等),在接近带电部分进行调试或维修时应设计 的结构
该阻挡物的设计用途是防止身体无意识地接近带电部分,或正常运行中操作带电设备时无意 识地触及带电部分
一般应设计成使用钥匙或工具才能移开阻挡物,也可以设计为不用钥匙或工具移 开阻挡物,此时应适当固定阻挡物,以防止其被无意识地移开 5.2.3.4置于伸臂范围之外防护只用于防止无意识地触及带电部分结构的设计 置于伸臂范围之外防护只用于防止无意识地触及带电部分的结构一般用于防止在伸臂范围以内同 时触及的不同电位的部分(见图1)
如果在通常有人的位置在水平方向用一个防护等级低于IPxxB或IP2x的阻挡物(如栏杆,网) 进行限制,则伸臂范围应从阻挡物算起
在头的上方伸臂范围2.5m是从S面算起,这时不考虑保护 等级低于IPxxB或IP2x的任何中同阻挡物
在正常情况下手持大的或长的导电物的地方,计算上述距离时应计人那些物品的尺寸
单位为米 召 手臂可达到的界限 手臂可达到的界限 可能有人的面 图1伸臂范围 14
GB/I25295一2010 5.2.3.5用剩余电流保护器的附加防护只是用于加强直接接触防护的额外措施的设计 如果提供其他防护措施如5.2.3.1到5.2.3.4规定的保护措施)失效时或使用者疏忽时的附加防 护,则可采用额定剩余电流不超过30mA的剩余电流保护器作为额外的防护措施
使用剩余电流保护器不能认为是唯一的保护手段,并且不能因此而取消所采用的是上述5.2.3. 到5.2.3.4规定的保护措施之一的要求
在通过自动切断电源进行防护的地方,对于额定电流不超过20A的户外插座,和为户外移动式设 备供电的插座,应采用额定剩余动作电流不超过30mA的剩余电流保护器来保护 5.2.3.6安全特低电压的保护 采用安全特低电压保护必须满足: a)呈现出的电压由一个电源产生,且不超过相应使用时视为危险的数值,即使在出现故障时,电 流也不允许在其电路中超过该极限值 电源必须与电网进行电气隔离,防止供电网络的危险电压进人 b e直接接触时,只能有一个频率、作用时间和能量大小限制在一个无危险的电流流过
防间接接触保护的设计要求 5.2.4.1接地保护 在设计上采取的接地保护是指为防止发生电击危险而与下列部件进行电气连接的一种措施: a)裸露导电部件 主接地端子; b 外部导电部件 c) d 接地电极， e)电源的接地点或人为的中性点 注;用保护接地来防止电击的原理是;当电气设备发生故障而使外露可导电的部分带电时,为流人大地故障电流提 供一个低阻抗的通路,以降低变成带电体的外露可导电部分的电位,是一种以等电位原理来防止电击的技术 即使接触故障而带电的外露可导电部分的人体与大地处于同一电位
人体触及的故障电压大小取决于保护接 地回路的总阻抗.包括电气设备的接地,电网的接地和大地的流散电阻,构成一个接地系统
只有接地系统各 个环节的完好才能达到防护的目的
5.2.4.1.2电气设备的接地装置设计应满足 接地端子必须用螺纹紧固件连接,接地端子附近壳体处应清晰、永久地标志保护接地符号,接 a 地符号不能设置在可拆卸的零件上; b)仅用手不能将接地端子的夹紧导体松开,并且采用弹簧垫圈等防松措施来防止接地导线从端 子脱落; 接地装置不允许连接除绿/黄双色芯线的接地保护线外的其他导线 C d)接地端子上所有金属零件不会因这些零件与保护接地导线或其金属相接触而产生电腐蚀; 电气设备自身的接地系统电阻应尽可能低
e 防止电击的保护接地方法一般应用于I类电气设备
注，I类电气设备的电击保护不仅取决于电气设备,而且还依赖于供电线路和环境条件
实质上,从电气设备的可 触及的金属部分到供电线的保护接地之间至少有8个以上连接点,并分处于制造厂,供电部门,使用者及环境 条件,只要其中某一环节发生问题,则电气设备就处于无保护的不安全运行状态
因此,特别是I类电气器具 电动工具,电动器具等)在设计上不仅采用接地保护的措施防护电击的危险
例如,国际上有的机构认为I类 工具的可触及金属零件通过旋转的轴承与接地的机壳连接不是永久、可靠的连接
因此I类工具的转子必须 制成双重绝缘或加强绝缘
5.2.4.2接地电阻 接地电路的阻抗是复数阻抗,包含电阻分量、电容分量和电感分量,所有这些分量都影响接地电路 的载流能力
由于接地网的接地电抗相对于接地电阻来说通常可忽略不计,因此其接地阻抗通常用接 15
GB/T25295一2010 地电阻表示
测量接地电阻的目的是: a)验证新装接地系统 b检查现有接地系统的变化情况 测定危险的跨步电压和接触电压等
c 5.2.4.3自动切断保护设计要求 自动切断保护是指自动切断供电的防护,指当I类电气设备的基本绝缘损坏,使外露可导电的部分 带电时,由附加的自动切断保护在可能对人产生有害的生理病理效应前自动切断供电
由于电击的危害程度取决于故障情况下的电气设备的可触及的可导电部分上出现的预期接触电压 值和持续时间
在一般环境下,只要作用于人体的交流电压值不超过50V方均根值),通常不会对人 体造成有害的病理反应
因此,自动切断供电防护的设计原则为 将单故障条件下的预期接触电压限制在交流50V(方均根值)以内;或 a b)在预期接触电压及其持续时间对人体造成有害的或危及生命的病理反应之前自动切断供电; e)供电的切断 供电切断应考虑预期接触电压和保护电气设备的最长切断时间的配合,交流预期接触电压与最长 切断时间的配合关系,见表7
表71kV及以下的预期接触电压一最长动作时间的配合 预期接触电压 50 >50 100 150 230 300 400 500 (方均根值)/ /V 最长动作时间 0.60 0.40 0.17 0.17 0.12 0.08 0.04 d 接地
对于I类设备,应满足以下要求 a)确保保护电路的连续性,即外露的可导电部分与接地点之间确保导电连续性; 任意外露的可导电部分与接地点之间的电阻不大于0.1Q:; b 保护导体的截面积应满足表8的要求 表8保护导体的截面积 单位为平方毫米 序 号 电路上的导线截面积 相应的保护导体的最小截面积 <16 635 16 >35 S/2 注:接人多个电路的保护导体的截面积应按这些电路分别计算后再相加
接地回路和电气设备的外露可导电部分应当按其配电系统的接地型式与保护导体相连接,并通过 保护导体与大地连接,可同时触及的外露可导电部分应单独地,成组地或共同接至同一个接地极
注:前者要求用以保证在故障情况下建立一个故障电流回路.从而为执行自动切断供电功能的保护电器提供一个 故障信号,为此必须保证接地系统的电气连续性
后者要求用以保证在故障条件下,人体同时触及的外露可导 电部分之间的预期接触电压尽可能地低,从而使危险程度尽可能降低,对保护电器参数要求也可适当放宽 5.2.4.4双重绝缘保护 所谓双重绝缘是指当基本绝缘损坏时,以附加绝缘形式将人体与带电部件实行有效的隔离
双重绝缘电气设备不必另设附加保护装置而能安全地使用
双重绝缘一般设置基本绝缘、附加绝缘、加强绝缘等几种形式的绝缘
注:双重绝缘是I类电气设备的主要绝缘形式,除了结构、尺寸和技术合理性等使双重绝缘难以实施的特定部位和 零件外,I类电气设备的带电部分均应由双重绝缘与易触及的金属零件或易触及表面隔开
16
GB/T25295一2010 双重绝缘结构中各零件之间的关系必须满足 a)带电零件与不易触及金属零件之间必须用基本绝缘隔开; b不易触及的金属零件与易触及金属零件或易触及表面应用附加绝缘隔开 带电零件与易触及的金属零件或易触表面之间必须用双重绝缘或加强绝缘隔开
其他绝缘设计的形式有: 基本绝缘，即带电部分上对防止电击起基本保护作用的绝缘 a 附加绝缘,在基本绝缘损坏的情况下,为防止电击而在基本绝缘之外使用的独立绝缘
b 注，所谓“独立”是附加绝缘在结构上相对于基本绝缘而言,在其自身组成部分不破坏的情况下两者能分开,即在附 与基本绝缘之间具有不连续的表面,从而使发生在一种绝缘上的故障不影响和扩散到另一种绝缘中,真 正构成两 ,加强绝缘是相当于双重绝缘保护程度的单独的绝缘结构
加强绝缘在结构上置于带电部分 在设计 和易触及的金属零件之间或其易触及的表面之间
注:加强绝缘可以由同材质的单 绝缘物构成,亦可由几种不同材料的绝缘组合而成
由几种不同材料组成的绝 缘,在电击保护上达到相当于双重绝缘的程度,但如果在各组成部分之间不能按基本绝缘和附加绝缘单独进行 试验,即使在机械结构上能分开的亦应视作加强绝缘 由于加强绝缘不能像双重绝缘那样提供两种独立的保护措施,在保护程度上还只能相当于双重绝 缘而不能完全等同于双重绝缘
因此在类电气设备中的应用上要受到限制,只能在提供单独的基本 绝缘及附加绝缘明显不切实际时才使用,一般使用在换向器与转轴间、转子绕组端部与转轴间、定子绕 组端部与机壳间和刷握与机壳上的安装 附加绝缘、加强绝缘的材质,结构,尺寸及介质强度、绝缘电阻等均应优于基本绝缘,且进行单独考 核
在结构上,基本绝缘置于带电部分上并直接与带电部分接触;附加绝缘靠近易触及的金属零件或是 使用者易触及的
按基本绝缘和附绝缘的构成原则,处于同一劣化环境中,在同一部位上的由两种不同 材料组成的不可分的绝缘,不能构成双重绝缘
对基本绝缘、附加绝缘,加强绝缘的要求并不意味着带 电部分必须用固体绝缘物进行完全包封或隔开,也可以用空气隙来代替固体绝缘以达到绝缘目的
5.3电能的间接作用、外界因素危险防护的设计要求 电能间接作用危险防护 5.3.1 电气设备应能承受电能间接作用时因自身过载、短路而产生的过热、蒸汽、有害气体、爆炸,噪声、 振动,旁邻设备的过热等
在设计上应考虑影响因素程度以及可能造成危险不同而采取不同的对应设 计措施 5.3.2外界因素危险防护 电气设备应能承受外界诸如冲击、压力、潮湿、异物侵人等因素的作用
设计者应该仔细研究产品 标准相关的要求
5.4机械危险防护的设计要求 5.4.1外壳防护 电气设备应设计有一个坚固,连续,封闭的外壳或罩壳,以将带电零件,机械结构部分包封起来,防 止异物进人和人体直接触及带电部分和运动部件
外壳上允许有规定尺寸的开口,但其遮挡物不允许 能被任意拆卸
注:所谓不允许被任意拆卸,指的是用于防护的部件只能使用工具或钥匙才能将其移除
-般情况下,外壳防护包括以下两种形式的防护 防止人体触及或接近外壳内部的带电部分和触及运动部件(光滑的旋转轴和类似部件除外)， a 防止固体异物进人外壳内部
b 防止水进人外壳内部达到有害程度
外壳防护的分类分级系统的代号由特征字母IP和两个特征数字组成,见GB4028
一般情况,只 17
GB/T25295一2010 有按规定完成相应的试验,并检验合格后,才能在产品上标注IP的标识
5.4.2机械危险防护 电气设备在防止机械危险保护的结构设计应满足 a)外部不应有锐边、尖角和锋利凸出部分; 除作业工具外,外部运动零件应具有光滑表面; b 旋转方向的改变会造成伤害的电气设备应标有永久的旋转方向标志; D 外形和重心位置应使电气设备有足够稳定性,放置在地面,支架、托架,台座等上时不会受振 动或其他外界的作用力而倾倒或跌落 旋转速度超过规定值会造成危害的电气设备应设置限速机构或器件 手持操作的电气设备要设置限制向操作者承受反作用力矩的机构,或在外形,结构尺寸上能 使操作者受到的反作用力矩限制在安全的数值范围内; 通断电源的开关位置和操作方法应使电气设备在不正常运行时能方便,及时切断电源,对无 意误动作开启电气设备的电源会引起伤害事故的电源开关必须设计制造被接通前开关应有的 两个单独的和不同的动作(例如某一开关,在它横向移去闭合触头以便开启电源之前,它必须 先被按下) h)外露运动部件,除工作需要必须暴露的部件外,都应设计可靠的保护,以防止操作者意外 触及
为适应运输在结构上应设置 凡不能用手移动或搬运的电气设备应装置符合安全要求吊装装置; a) 运行时可拆卸的部件,如工具、,夹具等由于质量太大而不能用手搬运时,则应标出质量数据， b 并指出是部件质量还是整机质量
5.4.3机械强度 电气设备的外部结构应有足够的机械强度,以保证电气设备在使用中不会由于操作疏忽而造成外 壳破坏,或爬电距离、电气间隙减小到不允许的程度,甚至触及到带电零件
5.5电气连接和机械连接的设计要求 5.51I类电气设备 设计应使当任何导线、螺钉、螺母,垫圈、弹簧及类似零件松动或从原来位置脱落时,不能造成易触 及的金属零部件带电
5.5.2I类电气设备 设计应使当任何导线、螺钉,螺母、垫圈、弹簧及类似零件松动或从原来位置脱落时,不能造成附加 绝缘或加强绝缘上的爬电距离和电气间隙减小到专业安全标准的规定的50%以下
5.5.3机械连接 设计上可采取的有效措施有 a)采用弹簧垫圈、弹性垫片或止动垫圈等方法锁定螺钉、螺母; b 采用粘结剂锁定不由使用者拧动的螺钉、螺母
.5.4电气连接 5 55 .5.4.1为接通电路而进行的连接仅用弹簧垫圈进行锁定是不够的,设计时应注意导线可能从其连接 处脱落的以下情况 没有专门器件将导线在接线端子,焊接处附近固定; a b用于连接导线在连接零件如螺钉、螺母、接插件、弹性类等无充分锁定的措施 采用接线片,接插件或类似连接件的导线接头,连接件未将导线绝缘一起夹紧; c d)仅靠弹性件来连接的接头
5.5.4.2在满足下述情况的设计时,导线不会从其连接处脱落 18
GB/T25295一2010 导线在连接处已被专门器件固定,固定器件可用弹簧垫圈防松; a b)导线被固定在接线端子上,而接线端子的连接件(螺钉、螺母等)松动等仍能留在原来位置,例 如接线端子螺钉在连接后由其他零件压住进行锁定的方法; 短而硬的导线(单芯硬线)在接线端子连接件(螺钉、螺母等)松动时仍能在原来位置; d)导线在焊接前已相互“钩住” 5.5.4.3对电气连接的螺钉材料、衬垫系统的设计应 传递电气接触压力的螺钉应旋人金属中 a b 自切螺钉、自攻螺钉不采取特殊措施不宜用作电气连接;绝缘材料制成的螺钉不应用作任何 电气连接; 接触压力不能通过易收缩减易变形的绝缘材料传递,对机械连接应能承受正常使用中的机械 应力; 螺钉不应用诸如锌、铝等软的或易蠕变的金属制造 D 用绝缘材料制成的螺钉,其公称直径必须在3mm以上
e 电气连接的连接形式,插头和连接器、内部布线槽,电源线和接地芯线的颜色等连接要素设 5.5.4.4 计应 连接装置,例如配有插头的电源线,应具有防水保护的电源进线座,或具有防水保护的电缆耦 a 合器及配套电源线,以及一组外接电源的接线端子等; 电源线不应低于普通橡胶护层或聚氯乙稀护层软线,电源插销不应连接多于一根的软线; b e)电源线中的绿/黄组合色芯线只能用作保护接地 d 布线槽、金属件上供绝缘导线穿过的孔应光滑,无锐棱、应有效防止布线与运动件接触
5.6运行危险的防护设计要求 5.6.1外露运动件危险防护 外露运动件是指外壳防护不能包容且在作业时必须使用的部件(例如刀具、刃具及其夹具等),以及 工作时产生的金属屑、粉尘在离心力作用下形成的飞逸物
外露的运动件危险防护设计的目的是防止电气设备运行时的危险控制在安全水平内
在设计时可 采取专门的安全措施进行防护,使外露运动件发生意外的飞逸时,也不会危害人体
外露运动件危险防护的手段主要有 a)专用的防护罩壳 b 排尘埃的装置; e)防反弹保险; 超速自动保护,或限速系统; d) 过转矩保护 e 设计者应注意研究一些专业安全标准的更细致的防护措施要求
例如防护罩(壳)的材料及厚 度等
5.6.2噪声,振动和抗震 5.6.2.1噪声 降低噪声对人员的影响,特别是对操作人员的影响是安全设计的重要目标 噪声设计要依据规定的噪声限值和测量方法的规定进行
降低噪声的设计往往会明显增加制造的成本,因此应优先考虑有针对性的设计
5.6.2.2振动 电气设备中旋转体的不平衡质量在运行时会产生振动和噪声,人们处于有振动介质的环境,或接 触,或处在振动着的电气设备附近,振动通过立姿人的脚,坐姿人的臀部或斜靠姿人的手撑面,甚至直接 手持或操作电气设备将振动传递施加于人体,前者使人在振动环境下会影响舒适性和工作效率
后者 19
GB/T25295一2010 将直接危及人的健康和安全
在设计上,要从以下几个主要方面限制振动对人的影响 》振动强度;以加速度来描述,计量单位为m/ b)振动频率范围为8Hz10000Hz
振动可能是周期性的,也可能是具有分布频谱的随机或 非周期性,还可能为某频带范围内的连续冲击型激振; 振动方向:以心脏为原点,直角坐标系相应方向(X、Y,Z)上进行 d) 振动持续时间:指人体在振动环境中的连续暴露时间,它的限值与振动强度值有关
其中振动强度限值的规定应遵循 保持舒适性; a 提高工作效率 b c保障安全和健康
设计者应该注意研究诸如以下内容 舒适性降低限: a) 疲劳-工效降低限; b 暴露限度
c 5.6.2.3抗震 抗震设计的目的是降低地震条件下对电气设备的影响,以及这种影响进而对人体的危害
抗震设计要依据设计对象使用环境的地震情况和对地震破坏影响的估计
5.6.3防止过热和低温 电气设备外壳温度过高(过热)或过低(低温)易灼伤人体的皮肤,外壳的热辐射还会影响周围设备 的安全运行,对此应有设计措施加以防护
设计者应该研究电气设备外壳表面的功能状况,例如区分功能性热表面及其相邻的表面,过冷表面 极其相邻的表面等,以针对不同的表面对人体伤害的影响大小提出设计上的措施
设计者应该注意专业的标准对电气设备允许温升的规定,在设计上应避免过热对电气设备的损害 或降低安全防护的水平
5.6.4防止运行时液体溢出 液体的溢出会使电气设备 a)绝缘受潮而使绝缘电阻急剧下降,甚至击穿造成电击危险; b 周围的环境变成良好的导电面,易造成周围操作人员受到电击危险， e内部或外部的金属零部件腐蚀,生锈
人体触及带腐蚀性的液体会危害健康和安全
因此,在设计上应使电气设备正常工作时的液体会溢出,尤其对手持操作,或可移动操作的电气设 备应特别地注意
5.6.5防止粉尘、蒸汽和气体危害 电气设备工作的介质以及在工作时产生的粉尘,燕汽和气体的排放对环境有害,设计上应采取措施 进行处理,变成无害后排放
电气设备的工作介质应采用密封设计,防止泄漏而影响环境
5 电能控制和危险防范的设计要求 5.7.1电能的开,关和控制 5.7.1.1电能的开,关和控制的设计应: a 对手动,应保证开关的通、断位置清晰,采用图形、符号标记; b)对自动或半自动开关和功能的过程控制,不允许有危险过程的重叠或交叉,必须设有联锁或 限位装置,控制器即使损坏也不能危及过程控制和电能的开,关; 调节装置不能造成电气设备的运行或工作过程的无意误动作或跳闸
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GB/T25295一2010 5.7.1.2在电气设备中如果装置有下述强制功能的专门技术手段的离合器或联锁机构,则可认为上述 要求已能满足 a)安全技术手段与工作或运行过程的起动一起动作; b) 工作或运行过程的起动,在安全技术手段生效后才动作 e)在受到危害的时间内,接近危险区域时,工作和运行过程被强制切断
自动切断电源 5.7.2 下列情况下,电气设备必须设计自动切断电源的开关或系统 在危险情况下,操作开关不能快速和无危险地切断造成危险的运行 b有多个能造成危险的运动单元,且又不能通过一个共同的、快速和无危险的开关来切断电源; e)切断某一个单元,会出现连带的危险; 从控制台上不能全面监视的电气设备
d) 5.7.3紧急切断电源的开关或系统 紧急切断电源的开关或系统应设计为红色标志,且应分布在可能出现危险处
操作紧急切断电源 的开关或系统的动作不允许危及电气设备的安全,且动作后必须手动将连接部分复位后电气设备才能 进行起动 5.7.4专门安全措施 专门安全措施指电气设备在安装、检验、维修和保养时,察看危险区域或人体部分(例如手)伸进危 险区域,电气设备不能发生误起动而采取的技术措施
可设计的措施主要有 a)采取危险区域的机械保险和强制切断电气设备的控制或电能输人 在“断开”位置用带屏蔽锁的多重锁闭的总开关; b c)控制或联锁元件直接位于危险位置,并且只能由此处封锁或开启运行 可拔出的点火钥匙
d 5.8标志和说明书的设计要求 5.8.1制造商提供的资料 作为安全信息的一部分,设计者应该将相关的、不能作为标准内容的设计信息和有关数据整理成随 制造商供货的资料
这些资料(连同产品的样本)将成为视同供货合同的一部分,除非制造商和用户有 专门的协议
资料的内容可以是产品使用说明书的内容,也可以是产品样本内容,其一部分应在标志中给出
注:产品样本的内容是设计和制造者的承诺,因此也视同供货合同的一部分
涉及到电气设备安全的资料内容应包括 制造商的名称或商标 a b 产品的设计型号或系列号; 符合的产品标准号; 安装、操作和维修条件; 正确使用的条件; 环境要求; 设备的额定值; h 合格标记或认证标志; 接线端子的识别和标志; P代号 k 对安全标志的说明; 用户对确保安全的责任的声明,例如对确保设备的保护接地连续性的声明
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GB/T25295一2010 5.8.2标志 电气设备应以类型、批号、编号或其他信息加以区分,以使产品可供识别并可追溯到制造商
该识 别信息应设计为可读且无法去除的标志标注在设备上
设计者应满足用户尽可能从制造商获得全部资料,因此制造商的名称和商标及产品的设计型号或 系列号必须标在产品上,最好是在铭牌上
标志的设计必须采用中文,字体应持久、易识清晰,符号、代号必须符合国家标准,且必须标出下列 信息: 额定数据; a b)防电击类型I、l、川类); 外壳防护等级IP标志》 c d)接线图(如果有) e 型号,制造商名称和地址
如果上述标注方法不可行,识别信息应设计在随产品的使用说明书中 有关安金的标识符号见GBS," 2008
5.8.3使用说明书 随电气设备的使用说明书的设计应包含 运行条件 a) b) 安装说明 e) 操作说明 d 功能描述 e)安全事项， 维护保养; f g)运输与贮存
使用说明书还应包括对存在不明显的潜在风险提出适当的警告
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GB/T25295一2010 参 考 文 献 1]GB/T1408.1一2006绝缘材料电气强度试验方达第1部分工顺下试验 [2 GB14048.1一2006低压开关设备和控制设备第1部分;总则 [3幻]GB19517国家电气设备安全技术规范 [打IBCc60068环境试验 叮] EC60085电气绝缘的耐热性评定和分级 [们]IEc60216确定电气绝缘材料耐热性的指南 [刀 IEC606644低压系统内设备的绝缘配合第4部分;高频电压应力的考虑
