GB T 28568-2012 电工电子设备机柜.安全设计要求.pdf

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1、ICS 3 1. 240 K 05 道雪和国国家标准11: ./、中华人民GB/T 28568-2012 电工电子设备机柜安全设计要求Cabinets for electrotechnical and electronic equipment一Safety design requirements 2012-06-29发布中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会2012-11-01实施发布G/T 28568-2012 前言本标准按照GB/T1. 1-2009给出的规则起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。本标准由全国电工电子设备

2、结构综合标准化技术委员会(SACjTC34)提出并归口。本标准起草单位:万控集团有限公司、东莞市迪迈工业装备有限公司、张家港市天翼电气成套结构件有限公司、中煤电气有限公司、北京四方继保自动化股份有限公司、中兴通讯股份有限公司、华为技术有限公司、国网电力科学研究院、国电南京自动化股份有限公司、慈溪奇国电器有限公司、江苏天港箱柜有限公司、许继电气股份有限公司、张家港市天越电气有限公司、天津市正本电气有限公司、武汉通源电气结构有限公司、许昌智能电网装备试验研究院、天津电气传动设计研究所、广东省东莞市质量监督检测中心。本标准主要起草人z木信德、杨博、马桂昌、曾伟、黎慧、朱亚斌、王亚智、张开国、田蕾、王

3、蔚、陈爱军、张实、张缸、吴蓓、江国庆、高忠曦、黄平、赵建明、申随章、宋宗翔、刘文、蔡维。I 电工电子设备机柜安全设计要求1 范围本标准规定了电工电子设备机柜安全设计的总则、基本要素和设计要求。本标准适用于电工电子设备机柜(以下简称机柜勺。2 规范性引用文件G/T 28568一2012下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T 4025-2010 人机界面标志标识的基本和安全规则指示器和操作器件的编码规则GB/T 4026-2010 人机界面标志标识的基本和安全规则设备端子和

4、导体终端的标识GB/T 4205-2010人机界面标志标识的基本和安全规则操作规则GB 4208-2008 外壳防护等级CIP代码)GB/T 4776-2008 电气安全术语GB/T 5465. 2-2008 电气设备用图形符号第2部分:图形符号GB 7947-2010 人机界面标志标识的基本和安全规则导体颜色或字母数字标识GB/T 8582-2008 电工电子设备机械结构术语GB/T 12113一2003接触电流和保护导体电流的测量方法GB 14598.27一2008量度继电器和保护装置第27部分:产品安全要求GB/T 18663.1-2008 电子设备机械结构公制系列和英制系列的试验第1部

5、分z机柜、机架、插箱和机箱的气候、机械试验及安全要求GB/T 18663.2-2007 电子设备机械结构公制系列和英制系列的试验第2部分z机柜和机架的地震试验GB/T 18663. 3一2007电子设备机械结构公制系列和英制系列的试验第3部分z机柜、机架和插箱的电磁屏蔽性能试验GB/T 19183. 5-2003 电子设备机械结构户外机壳第3部分:机柜和箱体的气候、机械试验及安全要求GB 19517-2009 国家电气设备安全技术规范GB/T 25295-2010 电气设备安全设计导则3 术语和定义GB/T 8582一2008和GB/T4776-2008界定的术语和定义适用于本文件。4 总则4

6、. 1 机柜是电工电子设备机械结构产品属性的表现形态之一，其安全设计要求源于电工电子设备机械结构的相关标准，而电工电子设备机械结构的安全设计则源于GB19517-2009、GB/T2529-2010、GB/T 28568-2012 GB/T 18663.1-2008、GB/T18663. 2二2007、GB/T18663. 3-20070本标准是将这些基础标准中的相关要求综合对机柜产品属性这一对象的进一步描述。4.2 所谓机柜产品属性，即机柜可以作为商品由制造商提供给用户。注2户外机柜应注意GB/T19183.5-2003的相关要求。4.3 本标准指出了机柜的安全设计基本要素和设计要求。不排除

7、可以达到要求的任何不同于本标准所述的要求，只要这些方法经过试验或评估可以满足安全水平的要求。4.4 机柜一般用金属材料制造，但其中的结构件可能会用其他非金属材料制造。在涉及安全设计时，认为金属材料具备导电的特性，而非金属材料则应满足对绝缘材料的要求。5 基本要素5. 1 概述机柜的安全设计的基本要素会因产品的特点的不同而会有差异，应注意了解产品标准更为细致的规定。5.2 使用期限内的安全(预期寿命)安全水平应在产品使用期限内保持不变，即保证在规定使用期限内机柜应保持规定的安全水平，即使在超过适当使用期限，也不允许造成危险。5.3 承受预见危险的能力机柜应能承受预见会出现、且能引起危险的物理和化

8、学作用(如静态或动态、液体或气体、热或特殊气候等)时不会造成危险。并且za) 一且出现危险(过载)，采用安全的技术手段中断技术过程(例如可立即切断电源); b) 能截获或处置由于材料缺陷、磨损或过载、跌落造成危险的部件。5.4 电击危险防护的能力对电击危险，其主要特征表现为za) 人体构成闭合电路的一个组成部分，使人体的部分相当于电路中的负载阻抗;b) 在一个相当长的持续时间间隔内，有一个足以危及人身安全的电流通过人体;c) 在人身的某两个部分之间施加一个足以危及人身安全的接触电压。设计上，针对上述特征应采取相应的技术手段，实现对电击危险的防护zu 电能直接作用的防护;b) 电能间接作用的防护

9、。电能直接作用的防护技术措施有EU 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;c) 防间接接触保护。主要的技术措施有z保护接地、双重绝缘结构、故障切断等。5.5 耐热能力由于电流的热效应、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机柜的温度升高，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。GB/T 28568-2012 电气绝缘的耐热能力和绝缘等级选择是机柜安全设计的必备因素。包

10、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温度特性和固体绝缘物的耐热等级用温升指标来考核。温升限值的规定对机柜因使用环境、工作周期、使用寿命的不样而规定有不同限值。5.6 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机柜带电部分直接接触时所造成危险的要求。设计的防护措施应在任何情况下，都能使危险的带电部分不会被有意或元意触及，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。5. 7 防间接接触保护的能力外露可导电部分是指机柜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

11、的接触电压之下。防间接接触保护设计要满足保护人和动物接触到机柜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。5.8 可靠的电气联接和机械联接应充分考虑机柜在使用中受到的热、振动及其他机械应力作用，其联接的松动或脱落而造成电击、机械危险。5.9 防止静电积累的措施应有防止静电积聚的技术措施。5.10 选择适应的材料材料的选择应满足za) 采用的材料在产品制造过程中和所有可能的运行状态下都不能对人的健康、生命产生有害影响;b) 应有足够的抗老化能力;c) 用于有腐蚀危险的部件应采用抗腐蚀的材料。5. 11 人体工效学的应用机柜的外形、结构、尺寸、布局等要与

12、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。相应的设计要求见GB/T4205-2010、GB/T4025-2010、GB/T40262010和GB7947-2010。6 设计要求6.1 环境适应性6. 1. 1 使用环境温度应设定机柜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。-90-105 90 105-120 105 120-130 120 130-155 130 155-180 155 180-200 180 200-220 200 220-250 220 250 250 注:耐热等级是电气绝缘材

13、料的最高使用温度。a也用于70C以下等级。6.2. 1.4.2 绝缘结构较早的符号飞fA E B F H 标明某绝缘制品(产品)为某耐热等级，并不说明该制品(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。6.2. 1.4.3 绝缘的使用期机柜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

14、预期使用期以及经济性等方面的要求。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，但机柜一般不会采取这样的措施保护绝缘的使用。6.2.1.5 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CCTl)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F耐6

15、GB/T 28568-2012 电痕化指数(PTI)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:a) 绝缘材料组别I600CTI; b) 绝缘材料组别E400运CTI35 5;2 注2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。GB/T 28568-2012 6.3 机械危险防护6.3. 1 外壳防护机柜应设计有一个坚固、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，防止异物进入和人体直接触及带电部分和运动部件。外壳上允许有

16、规定尺寸的开口，但其遮挡物不允许能被任意拆卸。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。一般情况，外壳防护包括以下两种形式的防护za) 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), 防止固体异物进入外壳内部;b) 防止水进入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GB42082008。一般情况，只有按规定完成相应的试验，并检验合格后，才能在机柜或机柜的某个部分上标注IP的标识。6.3.2 机械危险防护机柜在防止机械危险保护的结构设计应满足za) 外部不应有锐边、尖角和锋利凸出部分

17、;b) 外形和重心位置应使机柜有足够稳定性，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;c) 凡不能用于移动或搬运的机柜应装置符合安全要求吊装装置;d) 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，并指出是部件质量还是整机质量。6.3.3 机械强度机柜的外部结构应有足够的机械强度，以保证机柜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。6.4 电气联接和机械联接6.4. 1 1类电气设备应使当任何导线、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

18、的金属零部件带电。6.4.2 1I类电气设备应使当任何导线、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产品安全标准的规定的50%以下。6.4.3 机械联接可采取的有效措施有za) 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。=可t一命9 G/T 28568-2012 6.4.4 电气联接6.4.4. 1 为接通电路而进行的联接仅用弹簧垫圈进行锁定是不够的，应注意导线可能从其联接处脱落的以下情况:a) 没有专门器件将导线在接线端子或焊接处附近固定;b) 用于联接导线在联接

19、零件如螺钉、螺母、接插件、弹性类等无充分锁定的措施;c) 采用接线片、接插件或类似联接件的导线接头，联接件未将导线绝缘一起夹紧pd) 仅靠弹性件来联接的接头。6.4.4.2 在满足下述情况的设计时，导线不会从其联接处脱落za) 导线在联接处已被专门器件固定，固定器件可用弹簧垫圈防松;b) 导线被固定在接线端子上，而接线端子的联接件(螺钉、蝶、母等)松动等仍能留在原来位置，例如接线端子螺钉在联接后由其他零件压住进行锁定的方法;c) 短而硬的导线(单芯硬线)在接线端子联接件(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。6.4.4.3 对电气联接的螺钉材料、衬垫系统的设计应za

20、) 传递电气接触压力的螺钉应旋入金属中;b) 自切蝶、钉、自攻螺钉不采取特殊措施不宜用作电气联接;绝缘材料制成的螺钉不应用作任何电气联接;c) 接触压力不能通过易收缩减易变形的绝缘材料传递。对机械联接应能承受正常使用中的机械应力;d) 螺钉不应用诸如辑、铝等软的或易蠕变的金属制造;巳)用绝缘材料制成的螺钉，其公称直径应在3mm以上。6.4.4.4 电气联接的联接形式，插头和联接器、内部布线槽、电源线和接地芯线的颜色等连接要素设计应:a) 联接装置，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捐合器及配套电源线，以及一组外接电糠的接线端子等;b) 电源线不应低于普通橡胶

21、护层或聚氯乙稀护层软线，电源插销不应联接多于一根的软线;c) 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。6.5 噪声、振动和抗震6.5.1 躁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。6.5.2 振动在设计上，要从以下几个主要方面限制振动对人的影响za) 振动强度:以加速度来描述，计量单位为m/s2; b) 振动频率:范围为8Hz 10 000 Hzo振动可能是周期

22、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;c) 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;c:,t) 振动持续时间z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。G/T 28568一2012其中振动强度限值的规定应遵循za) 保持舒适性;b) 提高工作效率;c) 保障安全和健康。应该注意研究诸如以下内容za) 舒适性降低限;b) 疲劳一工效降低限;c) 暴露限度。6.5.3 抗震抗震设计的目的是降低地震条件下对机柜的影响，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。6.

23、6 防止过热和低温机柜外壳温度过高(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。应研究机柜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、过冷表面及其相邻的表面等，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。6.7 标志和说明书6.7.1 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

24、给出。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。涉及机柜安全的资料内容应包括za) 制造商的名称或商标;b) 产品的设计型号或系列号;c) 符合的产品标准号Ed) 安装、操作和维修条件FU 正确使用的条件;f) 环境要求pg) 设备的额定值;h) 合格标记或认证标志;i) 接线端子的识别和标志;j) IP代号Pk) 对安全标志的说明;1) 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。6.7.2 标志应以类型、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。该识别信息应巳设计为可读且无法去除的标志标注在设备上。11 GB/T 28568

25、-2012 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应标在产品上，最好是在铭牌上。标志的设计应采用中文、持久、易识、清晰的字体，符号、代号应符合国家标准，且应标出下列信息:a) 额定数据zb) 防电击类型(1类、E类、E类); c) 外壳防护等级CIP标志); 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。有关安全的标识符号见GB/T5465. 22008 0 6.7.3 使用说明书使用说明书的设计应包含za) 运行条件;b) 安装说明zc) 操作说明pd) 功能描述pd 安全事

26、项;f) 维护保养;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。12 GB/T 28568-2012 附录A(资料性附录)电气安全一一电压、电流、电窑的限值表A.1电气安全一一电压、电流、电窑的限值电压/v电流/mA电容放电序号条件交流交流交流交流有效值峰值直流有效值峰值直流电荷/C能量/m正常干燥33 46. 7 70 1 0.5 o. 7 2 45 350 条件潮湿25 35 37.5 单一故干燥55 78 140 GB 14598.27-2008 2 3.5 5 15 障条件潮湿33 46. 7 70 中图1.1和图1.2注1:超过本表中限值时即认为是危险带

27、电。注2:正常运行和单故障条件下，只有当电压超过本表中的值时，才采用本表中的电流和电容限值。注3:采用的试验电路z干燥条件采用GB/T12113-2003中图4，潮湿条件采用该标准的图3.注4:单故障状态下短时可持续接近的电压的最长时间见GB14598.27-2008的图1.1.注5:正常和单故障条件下的带电电容水平(最大可接受电压)见GB14598. 27-2008的图1.2. 13 NFON|NH团。华人民共和国家标准电工电子设备机柜安全设计要求GB/T 28568-2012 国中4峰中国标准出版社出版发行北京市朝阳区和平里西街甲2号(100013)北京市西城区三里河北街16号(100045)网址总编室:(010)64275323发行中心:(010)51780235读者服务部:(010)68523946中国标准出版社秦皇岛印刷厂印刷各地新华书店经销峰印张1.25 字数26千字2012年11月第一次印刷开本880X 1230 1/16 2012年11月第一版降书号:155066. 1-45763定价21. 00元如有印装差错由本社发行中心调换版权专有侵权必究举报电话;(010)68510107GB/T 28568-2012 打印日期;2012年12月18日F008AOO