GB5959.11-2000 電熱設備的安全 第十一部分：對液態(tài)金屬電磁攪拌、輸送或澆注設備的特殊要求

目次

前言

前言

引言

概述

范圍

引用標準

定義

感應器

電容器

工頻電源

電動發(fā)電機式變頻機組

電子變頻裝置

鐵磁倍頻器

開關裝置

電纜電線和母線

液體冷卻見的

銘牌見第章

電氣間隙和爬電距離

觸電防護見第章

無線電干擾

運行細則

附錄標準的附錄對電磁澆注裝置的特殊要求

附錄標準的附錄對帶爐襯的電磁裝置的特殊要求

前言

本標準等同采用電熱設備的安全第十一部分對液態(tài)金屬電磁攪拌輸送

或澆注設備的特殊要求

本標準應與電熱設備的安全第一部分通用要求配合使用

本標準從年月日起實施年月日起有關產品均應符合本標準要求

本標準附錄和附錄是標準的附錄

本標準由國家機械工業(yè)局提出

本標準由全國工業(yè)電熱設備標準化技術委員會歸口

本標準起草單位國家機械工業(yè)局西安電爐研究所

本標準主要起草人葛華山

本標準委托全國工業(yè)電熱設備標準化技術委員會秘書處負責解釋

前言

國際電工委員會是一個由各國家電工委員會國家委員會組成的世界性標準化組

織的目標是促進所有有關電工和電子領域中的標準化問題的國際合作為該目標和其他的作用

出版國際標準標準委托各技術委員會制定對所涉及項目感興趣的任何國家委員會都可以

參加該項目的制定工作與有聯(lián)系的國際的政府的和非政府的各種組織也可以參加制定工作

和國際標準化組織遵照該兩組織商定的規(guī)則緊密合作

由所有對有關技術問題特別關切的國家委員會參加的技術委員會制定的關于該問題的正

式決議或協(xié)議盡可能地表達了對所涉及問題的在國際上的一致意見

這些決議或協(xié)議以推薦性的標準技術報告或導則的形式出版供國際使用并在此意義上為各

國家委員會所承認

為了促進國際上的統(tǒng)一各國家委員會明確地允諾在其國家和地區(qū)標準中盡可能采用

國際標準標準與相應的國家或地區(qū)標準間如有不一致處應在國家或地區(qū)標準中明確指出

對任何聲稱符合某標準的設備不提供任何明確的程序表明它同意也不承擔任何責

任

請注意本國際標準的某些部分可能會涉及專利權對鑒別任何或所有這種專利權不承擔

責任

國際標準由第技術委員會工業(yè)電熱設備制定

本標準的內容以下列文件為基礎

最終的國際標準草案表決報告

關于本標準表決通過的詳細情況可參閱上表所列的表決報告

的這部分應與下列標準配合使用

電熱設備的安全第一部分通用要求

電熱設備的安全第三部分對感應和導電加熱設備以及感應熔煉設備的特

殊要求

附錄和附錄構成本標準的一部分

引言

液態(tài)金屬的電磁攪拌輸送或澆注設備在很大程度上具有與在所涉及的感應加熱或

感應熔煉裝置相同的技術特性本標準各章的編號與的一致在正常的運行條件下這些

設備含有高溫液態(tài)或部分凝固的材料所以它們需要類似于電熱設備的安全規(guī)則因此對電熱設備制

定的安全規(guī)則即使對那些不以加熱為目的的設備也是適用的

本標準由下列部分組成

對液態(tài)金屬電磁攪拌輸送或澆注設備的通用要求

附錄和附錄分別給出了對電磁澆注裝置和帶爐襯的電磁裝置的特殊要求

中華人民共和國國家標準

電熱設備的安全

第十一部分對液態(tài)金屬電磁攪拌

輸送或澆注設備的特殊要求

國家質量技術監(jiān)督局批準實施

概述

范圍

本標準適用于

液態(tài)金屬的低頻電磁感應攪拌或輸送設備

以電磁場影響澆注過程的設備

直接受電磁攪拌輸送或澆注設備影響的部件

應用舉例

連續(xù)澆注機的電磁攪拌裝置該裝置與電弧爐鋼包爐等相鄰接或作為它們的一部分

液態(tài)金屬的輸送用于爐子流槽或鑄模的液態(tài)金屬的排空和注入

液態(tài)金屬的定量輸送裝置例如用于壓鑄機的注入

在連鑄期間利用電磁場影響鑄坯表面或澆注流以強化結晶過程

本標準應與配合使用

注當配合本標準使用時術語電熱設備或電熱裝置應由術語液態(tài)金屬電磁攪拌輸送或

澆注設備替代

引用標準

下列標準所包含的條文通過在本標準中引用而構成為本標準的條文本標準出版時所示版本均

為有效所有標準都會被修訂使用本標準的各方應探討使用下列標準最新版本的可能性

電工術語工業(yè)電熱設備

電熱設備的安全第一部分通用要求

電熱設備的安全第三部分對感應和導電加熱設備以及感應熔煉設備的特

殊要求

建筑物的電氣裝置電擊防護

定義

在中給出的定義以及下列定義適用

于本標準

液態(tài)金屬電磁攪拌輸送或澆注設備

由感應器以及電氣和機械裝置所組成用于液態(tài)金屬電磁攪拌輸送或澆注的設備

液態(tài)金屬的電磁攪拌

采用行進的旋轉的或任何其他運動方式的電磁場在液態(tài)金屬中實現(xiàn)攪拌運動的過程

液態(tài)金屬的電磁輸送

利用運動的電磁場使液態(tài)金屬朝某一規(guī)定方向運動的過程

液態(tài)金屬的電磁鑄造

在澆注后利用電磁場使液態(tài)金屬流成型或影響其表面質量的過程

電磁場內液態(tài)金屬的強化結晶

在電磁場中金屬晶粒成形和構成的過程

感應器

液態(tài)金屬電磁攪拌輸送或澆注設備的一個部件用來產生電磁場以提供所需的電動力

感應器

當感應器或其部件由于損壞要替換或為滿足新的生產要求需更換時應遵照制造廠的說明

如果感應器的冷卻效果變差危及工作人員的安全或對裝置的關鍵部件產生損害時則應給出報

警信號并自動切斷加熱電源

應避免把感應器冷卻到露點以下因為這會在感應器的線圈及其引出端子上產生結露并可能導致

短路

對具有強迫冷卻感應器的電磁攪拌輸送和澆注設備且該感應器含有高熱容量的爐料和或爐襯

外殼建議設置備用冷卻源用以冷卻線圈和傳送裝置若有的話直至熱爐料已被移走和爐襯外殼

已被冷卻到安全溫度

根據(jù)所用的電路設計和頻率感應器的電流和電壓應不超過制造廠所給的最大值

感應器的設計應考慮由線圈中的低頻大電流所產生的能引起振動的集中電磁力以及局部的電磁

場集中

電源線連接的設計應能在通常的環(huán)境和工作條件下如潮濕金屬塵灰高溫和振動的情況下確保

安全連接

感應器的設計和制造應能滿足惡劣的運行條件和環(huán)境要求如要考慮水的噴濺蒸汽和熱輻射

感應器的影響范圍

設計位于感應器附近的部件時應考慮電磁場的影響除了采用合適的材料和形狀外還可采取其

他措施如屏蔽絕緣強迫冷卻和避免形成閉合的金屬環(huán)路以使電磁和熱影響限制在允許的范圍內

注用于攪拌或輸送的移動式電磁場可采用多相或幾個單相感應器來實現(xiàn)這兩種類型的感應器可由多相或具有

不同相位的幾個單相電源供電

電容器

應采取一切必要措施對在斷開后接觸仍有危險的電容器進行快速放電

應在醒目位置設置警告牌接觸電容器前必須進行放電

對與感應器線圈或變壓器固定并聯(lián)連接的電容器可省去放電裝置

對與感應器或變壓器并聯(lián)連接且僅在去負載狀態(tài)下斷開的電容器若在切斷電源和打開電容器開

關間有足夠的放電時間則也可省去放電裝置

注若有直流充電的危險則放電裝置不可省

帶負荷操作或通過外部熔斷器連接的電容器應有放電設施

放電裝置不能替代接觸電容器端子前的短路或接地

注甚至在放電裝置已工作后由于熔斷器燒斷內部連接斷開電容值的差異或由先前充電的直流分量所造成的

介質重充電現(xiàn)象有時在串聯(lián)電容器的內連接頭上會有殘余電荷

低頻電容器應通過保護裝置連接當采用內部保護裝置如熔斷器時則可省去外部的保護措施中

頻電容器的連接可不設保護裝置

對液冷電容器其溫度應由具有自動報警功能的裝置監(jiān)視如果幾個電容器的冷卻系統(tǒng)為串聯(lián)連

接則只要監(jiān)視出口處那臺電容器的溫度就行了當電容器組為一個個單獨切換時冷卻回路串聯(lián)連接

的最后一個電容器組應固定連接在電路上或最后一個斷開

也可監(jiān)視出口處冷卻液的溫度每個冷卻回路的流量或每個電容器殼內的壓力以替代電容器溫

度的監(jiān)視

工頻電源

按第章的要求

電動發(fā)電機式變頻機組

按第章的要求

電子變頻裝置

電子變頻裝置應在其輸入端加以保護防止在供電側開關操作時可能產生過壓以確保安全

電子變頻裝置應設有快速作用的過壓和過流保護裝置

應采取附加措施以免產生由于負載功率的迅速變化所造成的危險的瞬態(tài)電壓

鐵磁倍頻器

按第章的要求

開關裝置

按中的要求

無載操作開關裝置的設計應考慮由變頻裝置或變頻機組變壓器電抗器和電容器等所組成的系

統(tǒng)的放電特性

開關裝置的設計應考慮由變頻裝置或變頻機組變壓器電抗器和電容器等所組成的系統(tǒng)的放電

特性

當帶負載切換電容器時在選擇切換裝置或切換方式時尤其應考慮下列各點

接通時會產生高頻大電流峰值

斷開時應避免由于開關裝置再起弧引起的危險過壓

電纜電線和母線

電纜電線和母線的截面尺寸應考慮所載電流的大小和頻率避免過度發(fā)熱

注電纜的工頻載流值通常不適用于工作頻率較高的設備

在并聯(lián)連接的情況下應注意避免由于電流分配不均所造成的個別導體的過熱

對強迫冷卻的電纜電線和母線應按的和的要求

對變頻裝置或變頻機組變壓器電容器開關裝置和感應器這些部件間的內部連接采用防短路

和防對地漏電結構時則可省去各自的過流保護裝置

注當電纜或硬導體的布置留有足夠的間隙或使用定位架或絕緣墊片或把導體鋪設在各自的由絕緣材料制成的

管道中或使用其設計能防短路的電纜或電線時則其相互間的接觸也包括與接地件的接觸就可避免就屬

上述這種情況

對中頻設備若變頻裝置如電子變頻裝置的設計能提供足夠的短路保護功能則可省去上述防止短路的措

施

位于加熱區(qū)的電纜和電線通常含有抗高機械應力和熱應力的絕緣材料在大多數(shù)情況下這種絕

緣材料對電擊防護是不夠的因此在接觸電壓超過允許值見的情況下應采取措施防止在運

行期間無意中與這些電纜和電線接觸

在選擇給感應器供電的電纜或引入導體時應考慮熱輻射的影響以及水或水蒸汽的存在為保護

它們有可能需要采取特殊的措施如采用屏蔽強迫冷卻或設置外罩

液體冷卻見的

中的要求不適用

按中的要求

某些水冷元件如帶水冷套的感應器對壓力十分敏感與中的要求不

同這些水冷元件只需按它們的額定壓力設計而它們的水管接頭應允許倍的額定壓力

用于冷卻帶電件和磁心的水應具有特別高的質量應不含雜質和或鐵磁粒子

當打開冷卻回路如當更換感應器時應注意避免由水產生的任何污染

當采用水冷來帶去電損耗所生熱和保護感應器和或電纜或引出線免受爐料熱輻射的影響時甚

至在切斷電源后仍應保持水流直到不再有發(fā)熱的危險時為止

銘牌見第章

電磁攪拌輸送和澆注設備的主要部件如感應器應有單獨的銘牌

電氣間隙和爬電距離

用于中頻設備的電氣間隙和爬電距離不必與工頻的相同

當采用較小的電氣間隙和爬電距離時例如對中頻變頻裝置或變頻機組應采取措施防止產生危害

安全的飛弧

觸電防護見第章

對直接接觸的防護見第章

允許接觸的電壓與頻率的關系

允許接觸的電壓極限是頻率的函數(shù)該極限電壓隨頻率的增加而增加其推薦值正在考慮中可按

現(xiàn)有的國家標準

注應注意較高頻率的電壓被某一低頻調制的情況

電磁攪拌輸送和澆注設備的所有電氣裝置如電容器電抗器變壓器感應器線圈開關裝

置電纜和母線的連接頭應設置在罩殼內否則應有足夠的對直接接觸的防護措施不使用工具如扳手

或鑰匙就不可能打開柜門或移去蓋板去接觸屬于第和第電壓帶的這些電氣裝置只有特許人員才

能打開柜門和移去蓋板

第和第電壓帶的帶電導體應不可接近但滿足下列條件者除外

對第電壓帶僅特許人員才可接近對第電壓帶其設計應能防止從事故障尋找試驗和維修工

作的特許人員的無意接觸這可通過采用一個或多個下列方法來實現(xiàn)

使用上螺釘?shù)纳w板

只有切斷電源才能接近

使用帶鉸鏈的可鎖的門或帶鉸鏈的內屏蔽

應采用操作可靠的不可復位的安全開關以保證恢復供電前門是關閉的并應提供能將合適規(guī)格

的引出線引到在外部連接試驗儀器的設施

內部屏蔽和絕緣

應用固定的屏蔽或絕緣物來覆蓋電壓試驗點的部位該屏蔽或絕緣物應有其尺寸可插入試驗探頭

的孔或槽

用于直流低頻或中頻交流電壓高于的可接近的插頭和插座等應不可互換并應在設

備使用前或在設備使用時自動斷開以免發(fā)生人身安全事故這可采用機械聯(lián)鎖來實現(xiàn)

對間接接觸的防護見第章

允許的接觸電壓與接觸持續(xù)時間和頻率之間的關系

如所述允許的接觸電壓隨著頻率的增加而增加在的的

表和圖中給出了工頻直流和第電壓帶的允許接觸電壓的極限值當采用這些數(shù)值時應考

慮頻率的因素

連續(xù)接觸時與頻率有關的允許接觸電壓與直接接觸時的允許接觸電壓相同見

對第電壓帶和非工頻的情況其允許接觸電壓的極限值正在考慮中

由于溫度的變化在整個工藝周期中電磁攪拌輸送和澆注設備的部件的電氣絕緣電阻都在變

化電氣絕緣材料爐襯和電氣元件如電容器和水冷繞組的絕緣電阻取決于所用水的溫度和質量

電氣絕緣電阻的最小值通常是不給出的因此當設定保護裝置的動作值時如在設備交付生產時設

定對地漏電流檢測裝置時有必要考慮這些變化

電磁攪拌輸送和澆注設備的漏電流通常很大這可能需要考慮與供電網(wǎng)的電氣隔離

應采用星點接地或保護接地的保護措施

特殊要求

在低頻和中頻強磁場附近如在感應器附近不應戴金屬戒指和手鐲

如果感應器的電磁場泄漏區(qū)域的電磁場強度或暴露時間超過允許的極限值則工作人員不應

進入該區(qū)域

具有電子或金屬植入物如起搏器或金屬脊柱連接器的人員在設備運行期間不應進入感應器附

近并應有警告牌出示

接地預防措施見的

如果在與電網(wǎng)電氣隔離的設備中帶電件通過電阻阻抗或放電器接地則接地連接的尺寸應

根據(jù)發(fā)生事故時的最大電流從發(fā)熱和電動力方面來確定應對在這些接地連接中流動的電流進行監(jiān)測

如超過最高允許值則應發(fā)出報警并自動切斷設備的供電

當該接地連接用于釋放靜電荷時則可不必對其進行監(jiān)測

當使用保護接地時應考慮由電流源帶電導體和接地系統(tǒng)所組成回路的阻抗與頻率的關系

有時有可能要在不接地的情況下操作直接受電磁場影響的金屬件為了避免形成金屬閉環(huán)回

路和使電磁和熱的影響以及接觸電壓保持在允許值內應提供其他的保護措施見

的

當這些金屬件所受電壓超過允許的接觸電壓見時則操作人員不得接近它們如果由于

空間窄小或設備操作方式的緣故而不能做到這點則應由在操作說明中給出的其他措施來保障工作人

員的安全

所有的金屬鎧裝電纜導管或管道在通過內含屬第電壓帶的高壓電路的外殼時應在它們

通過該外殼處接地

保護線

對低頻裝置保護接地線允許的材質為銅鋁或鍍鋅鋼帶對中頻裝置應為銅或鋁

在確定導線的截面尺寸時也應適當考慮電容器的放電電流

在確定保護線的截面尺寸時應考慮電流透入深度隨頻率的增加而減小這一因素

由于運行方式不同感應器可能要經常調換因此應特別考慮感應器金屬外殼部件間及其與保

護線的