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機械設(shè)備電氣安全歐洲標(biāo)準(zhǔn)的更新要求解析
發(fā)表時間:2020-10-04 14:35:44
前言

最新版的機械設(shè)備電氣安全歐洲標(biāo)準(zhǔn) EN 60204-1: 2018(以下簡稱：新標(biāo)準(zhǔn)) 已經(jīng)于2019年3月頒布實施，正式取代了此前于2006 年頒布，且于2009年實施過重大修訂的EN 60204-1: 2006+A1: 2009(以下簡稱：舊標(biāo)準(zhǔn))。與之相應(yīng)的國家標(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日起正式實施了。本文對比最新標(biāo)準(zhǔn)與其所取代標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容的區(qū)別，供廣大機械電氣設(shè)備設(shè)計相關(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)計的變更和電裝工藝的改進(jìn)?，F(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，以及增強對外界傳導(dǎo)和輻射的電磁騷擾的抵抗能力；
新標(biāo)準(zhǔn)：強調(diào)電氣設(shè)備原則上應(yīng)當(dāng)通過測試驗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)計和電裝工藝的參考。

5.3.2 Type(主電源切斷開關(guān)的類型)

舊標(biāo)準(zhǔn)：主電源開關(guān)類型b) - 符合IEC 60947-3 帶有輔助觸點的隔離器；
新標(biāo)準(zhǔn)：主電源開關(guān)類型b) - 符合 IEC 60947-6-2的控制及保護(hù)開關(guān)裝置。

5.3.4 Operating means of the supply disconnecting device

舊標(biāo)準(zhǔn)：只對安裝高度有要求；

新標(biāo)準(zhǔn)：增加了關(guān)于帶有其他控制裝置的帶有動力源的主電源開關(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功能外部操作手柄置于能隨時隨手打開的防護(hù)罩內(nèi)部。內(nèi)有主開關(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)：把原來舊標(biāo)準(zhǔn)中晦澀難懂的改成了語義更明確的“基本防護(hù)”和“故障防護(hù)”，具體的條款修訂也著重于語義更明確，指導(dǎo)意義更強。

7.10 Short-circuit current rating

舊標(biāo)準(zhǔn)：無此條款。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。同時在16.4 已經(jīng)刪除了額定短路電流一項，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)備說明書及其他技術(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)：對于對地泄露電流超過10mA的設(shè)備的保護(hù)連接有相關(guān)要求;
新標(biāo)準(zhǔn)：對比舊標(biāo)準(zhǔn)增加了關(guān)于保護(hù)連接線必須完全受到機械防護(hù)的要求。機械防護(hù)的具體方法，見于標(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；
新標(biāo)準(zhǔn)：更新了電源控制裝置的常用規(guī)范符號，增加了操作裝置的常用規(guī)范符號。

符合新標(biāo)準(zhǔn)要求的操作裝置符號 - 電源部分

符合新標(biāo)準(zhǔn)要求的操作裝置符號-操作部分

12.4 Current-carrying capacity in normal service

舊標(biāo)準(zhǔn)：對于導(dǎo)線截面低于0.75mm2的控制回路導(dǎo)線的載流能力沒有明確要求；
新標(biāo)準(zhǔn)：對于導(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)計參考。

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

舊標(biāo)準(zhǔn)：無此條款；
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)：電機外殼推薦符合IEC 60034-5。最低防護(hù)等級IP23。
新標(biāo)準(zhǔn)：電機外殼強制符合IEC 60034-5。不限定最低防護(hù)等級，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)時間的要求，以及小容量供電插座的過流保護(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；

         - 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)備名稱型號的可選要求；

         - 主文件號的標(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)對于隨機資料的內(nèi)容要求和組織方式的要求與舊標(biāo)準(zhǔn)有所區(qū)別，詳見新標(biāo)準(zhǔn)要求。

18.1 General

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

18.2.1 General

新標(biāo)準(zhǔn)對于測試流程的要求做了細(xì)化，詳見新標(biāo)準(zhǔn)要求。

18.2.4 Application of the test methods for TN-systems

新標(biāo)準(zhǔn)對于通過計算替代測試驗證回路阻抗性能的方式做了細(xì)化要求，詳見新標(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)計及工藝變動。

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

8.2.2 Protective conductors

舊標(biāo)準(zhǔn)中對于低容量回路的保護(hù)連接導(dǎo)體的最低截面并沒有明確要求，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，對于采用現(xiàn)場單獨配線連接的保護(hù)連接導(dǎo)線，在具有機械防護(hù)的條件下最小截面為2.5mm2銅導(dǎo)體，而沒有機械防護(hù)的條件下最小截面為4mm2銅導(dǎo)體。這一要求可能對一些低容量設(shè)備的控制供電部分，以及驅(qū)動回路在電柜內(nèi)的連接部分造成影響，導(dǎo)致設(shè)計和工藝的變更需求。舉例來說，如果設(shè)備中有一個額定輸入電壓AC 220V，額定輸出電壓 DC24V，額定輸出電流 10A 的開關(guān)電源，且直流負(fù)載端的最大工作電流不超過5A，則選擇導(dǎo)線截面時，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。

而不受機械保護(hù)的保護(hù)接地導(dǎo)體，典型的如電柜門的接地線，和電柜外面沒有穿管的接地線等，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，該直流電源的交流輸入應(yīng)當(dāng)來自隔離變壓器的次級。但是舊標(biāo)準(zhǔn)中原來有一條注釋內(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)要求的直流開關(guān)電源可以直接接入動力電源回路，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)別可以通過以下兩圖的對比體現(xiàn)出來。


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。但在此前長期的設(shè)備檢查和圖紙審查中，我們發(fā)現(xiàn)很多廠商對于舊標(biāo)準(zhǔn)的要求也沒能全面落實。主要體現(xiàn)在一方面，出于某些顧慮或者技術(shù)慣性，對于控制回路沒有做單點接地設(shè)計，同時，對于控制回路的過流保護(hù)又沒有按照控制回路不接地的條件做相應(yīng)的合理設(shè)計，從而導(dǎo)致控制回路的可靠性不足，不能切實避免發(fā)生絕緣失效的情況下出現(xiàn)控制功能失靈的現(xiàn)象。

作為強調(diào)，我們在此引用了新標(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)計人員重視此類問題。


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


如上圖所示，該控制回路既沒有做單點接地，又沒有按照標(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。為切實滿足標(biāo)準(zhǔn)此條款的要求，針對類似設(shè)計，需要參考標(biāo)準(zhǔn)中控制回路單點接地的圖示，改成控制回路單點接地的設(shè)計，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

限于本文篇幅，我們只能針對上述設(shè)計的最常見、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)的過程還需要在電控系統(tǒng)的設(shè)計和工藝環(huán)節(jié)落實很多的技術(shù)細(xì)節(jié)。但新標(biāo)準(zhǔn)本身已經(jīng)給出了全面實施新標(biāo)準(zhǔn)要求的最后期限：2021年9月14日。屆時與新標(biāo)準(zhǔn)沖突的設(shè)計，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、質(zhì)控等相關(guān)部門，全面貫徹新標(biāo)準(zhǔn)要求，確保生產(chǎn)的產(chǎn)品切實符合新標(biāo)準(zhǔn)。