标准编号:	GB 5959.5-2014
中文名称:	电热装置的安全 第5部分：对等离子体装置的特殊要求
英文名称:	Safety in electroheat installations―Part 5: Particular requirements for plasma installations
中标分类:	K61    工业电热设备
行业分类:	GB    国家标准
ICS分类:	25.180.10 25.180.10    电炉 25.180.10
发布机构:	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
发布日期:	2014-12-05
实施日期:	2015-11-5
标准状态:	valid
替代旧标准:	GB 5959.5-1991 电热设备的安全 第五部分 等离子设备的安全规程
翻译语言:	英文
文件格式:	PDF
中文字符数:	15000 字
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Foreword Codeofchina.com is in charge of this English translation. In case of any doubt about the English translation, the Chinese original shall be considered authoritative. All technical contents of this part are compulsory. GB 5959 consists of the following 13 parts under the general title Safety in electroheat installations: ——Part 1: General requirements; ——Part 2: Particular requirements for arc furnace installations; ——Part 3: Particular requirements for induction and conduction heating and induction melting installations; ——Part 4: Particular requirements for safety resistance heating installations ——Part 41: Particular requirements for resistance heating equipment - Heating and melting glass equipment; ——Part 5: Particular requirements for plasma installations; ——Part 6: Specifications for safety in industrial microwave heating equipment; ——Part 7: Particular requirements for installations with electron guns; ——Part 8: Particular requirements for electroslag remelting furnaces; ——Part 9: Particular requirements for high-frequency dielectric heating installations; ——Part 10: Particular requirements for electrical resistance trace heating systems for industrial and commercial applications; ——Part 11: Particular requirements for installations for electromagnetic stirring, transport or pouring of metal liquids; ——Part 13: Particular requirements for electroheat installation with explosive atmosphere.   This part replaces GB 5959.5-1991 Safety in electroheat installations - Part 5: Specifications for safety in plasma installations. The main changes with respect to the latter are as follows: ——“this standard” is replaced by “this part”; ——"plasma gun" is replaced by "plasma torch"; ——This part no longer applies to welding, cutting and surfacing equipment (see the last paragraph of Clause 1 hereof); ——The relevant references on arc welding equipment are deleted; ——The structure of the standard is changed: the equipment composed of plasma torch, power supply, working gas, cooling assembly and control unit is taken as a whole to form the plasma torch system, and then the plasma torch system and the equipment with such a system are classified according to the ignition mode and the availability of furnace chamber (reactor), and the applicable tests and measurements are specified respectively for them; ——the safety requirements for the circuit are added (see 4.1.2 and 4.2.2 hereof); ——the safety requirements for the power supply are added (see 4.1.3 and 4.2.3 hereof); ——the safety requirements for the ignition device are added (see 4.1.8 and 4.2.8 hereof); ——the safety requirements for plasma system control are added (see 4.1.9 and 4.2.9 hereof); ——“Radio interference” is deleted (see 4.8 of Edition 1991); ——Noise, electromagnetic radiation, particles, ultraviolet radiation safeguard and fire protection requirements are added (see 6.6 to 6.10 hereof); ——The clause on safety requirements for plasma furnace equipment is deleted (see Clause 6 of Edition 1991); ——“Maintenance of plasma system and installations" is added (see Clause 7 hereof); ——Annex A “Measurement of insulation resistance and dielectric strength test” in the previous edition is deleted; ——The new Annex A “Threshold of electromagnetic radiation around the torch system in operation” is added; ——The bibliography is added. This part was proposed by China Electrical Equipment Industrial Association. This part is under the jurisdiction of National Technical Committee 121 on Industrial Electroheat Equipment of Standardization Administration of China (SAC/TC 121). The previous edition of this part is as follows: ——GB 5959.5-1991. Safety in electroheat installations - Part 5: Particular requirements for plasma installations 1 Scope The safety requirements specified in this part of GB 5959 apply to: a) Thermal plasma torch systems: ——Arc plasma systems; ——Induction plasma systems. b) Installations with a plasma torch system: ——Spraying equipment; ——Solid, liquid and gaseous furnace charge heating and chemical heat treatment equipment. This part specifies the safety requirements for all components of plasma torch systems and installations with a plasma torch system, including electrical equipment, cooling line, gas supply line, furnace or reactor, and all other equipment related to the use of the furnace or the reactor. See GB/T 15579.7-2005 for safety and structural requirements for plasma torches used in welding, cutting and related processes. 2 Normative references The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies. GB/T 2900.23-2008 Electrotechnical terminology - Industrial electroheat (IEC 60050-841: 2004, IDT) GB 4824-200 Industrial, scientific and medical (ISM) radio-frequency equipment - Electromagnetic disturbance properties - Limits and methods of measurement (CISPR 11: 2003, IDT) GB 5959.1-2005 Safety in electroheat installations - Part 1: General requirements (IEC 60519-1: 2003, IDT) GB/T 10066.5-2014 Test methods for electroheat installations - Part 5: Plasma equipment for electroheat and electrochemical applications (IEC/TS 60680: 2008, IDT) 3 Terms and definitions For the purposes of this document, the terms and definitions given in GB/T 2900.23-2008, GB 5959.1-2005 and GB/T 10066.5-2014 apply. 4 Safety requirements for thermal plasma systems - design and installation properties 4.1 Arc plasma torch system 4.1.1 General requirements See GB 5959.1-2005. 4.1.2 Circuit See GB 5959.1-2005, Clause 6. In addition, GB 5959.1-2005, 6.4.1 applies to the entire installation. 4.1.3 DC arc power supply The following specific requirements apply to systems with a DC arc power supply. 4.1.3.1 Grounding of power supply The pole (either positive or negative, depending on polarity of the torch) on the DC side of the arc power supply shall be grounded with a grounding conductor independent of the main grounding conductor of the system to prevent possible leakage current from flowing to the circuits, e.g. the circuit for torch control. 4.1.3.2 Connection between the power supply and the torch When the torch is disconnected, the cable on the DC side shall be grounded through the grounding switch to ensure safe operation of the torch. Prior to arc ignition, operations shall be conducted according to the prescribed procedures, which may be realized by manual locking/unlocking device (usually by a safety key), and it shall be specially confirmed that the main circuit breaker is online and the grounding switch is switched off. In addition, the ignition procedures may be started by the operator with the clear button. This procedure shall comply with the current regulations of the country where the equipment is installed.

Foreword i 1 Scope 2 Normative references 3 Terms and definitions 4 Safety requirements for thermal plasma systems - design and installation properties 4.1 Arc plasma torch system 4.1.1 General requirements 4.1.2 Circuit 4.1.3 DC arc power supply 4.1.4 Torch socket, plug and connecting cable 4.1.5 Torch 4.1.6 Cooling line 4.1.7 Gas line 4.1.8 Ignition device 4.1.9 Control of the arc plasma system 4.2 Induction plasma system 4.2.1 General requirements 4.2.2 Circuit 4.2.3 Power supply 4.2.4 Torch sockets, plugs and connecting cables 4.2.5 Torch 4.2.6 Cooling line 4.2.7 Gas line 4.2.8 Ignition device 4.2.9 Control of the induction plasma system 5 Safety requirements for device with a plasma torch - design and device properties 5.1 General requirements 5.2 Spraying equipment 5.3 Heating and chemical heat treatment equipment 6 Operation of plasma systems and installations 6.1 General requirements 6.2 Protective tools for operators 6.3 Start and shut down 6.4 Protection against toxic substances easily generated during torch operation 6.5 Overheating protection 6.6 Noise protection 6.7 Electromagnetic radiation protection 6.8 Particle protection 6.9 Ultraviolet radiation protection 6.10 Fire protection 6.11 Damage prevention for cables, liquid cooling and hydraulic lines 7 Maintenance of the plasma systems and installations 7.1 General requirements 7.2 Special requirements 8 Nameplates, markings and technical documentation Annex A (Informative) Threshold of electromagnetic radiation around the torch system in operation Bibliography

ICS 25.180.10 K 61 GB 中华人民共和国国家标准 GB 5959.5—2014 代替GB 5959.5—1991 电热装置的安全 第5部分：对等离子体装置的特殊要求 Safety in electroheat installations—Part 5：Particular requirements for plasma installations 2014-12-05发布 2015-11-05实施 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 发布 前言 本部分的全部技术内容为强制性的。 GB 5959《电热装置的安全》有如下13个部分： ——第1部分：通用要求； ——第2部分：对电弧炉装置的特殊要求； ——第3部分：对感应和导电加热装置以及感应熔炼装置的特殊要求； ——第4部分：对电阻加热装置的特殊要求； ——第41部分：对电阻加热装置 玻璃加热和熔化装置的特殊要求； ——第5部分：对等离子体装置的特殊要求； ——第6部分：工业微波加热设备的安全规范； ——第7部分：对具有电子枪的装置的特殊要求； ——第8部分：对电渣重熔炉的特殊要求； ——第9部分：对高频介质加热装置的特殊要求； ——第10部分：对工商业用电阻仿形加热系统的特殊要求； ——第11部分：对液态金属电磁搅拌、输送或浇注设备的特殊要求； ——第13部分：对具有爆炸性气氛的电热装置的特殊要求。 本部分代替GB 5959.5—1991《电热设备的安全 第五部分：等离子设备的安全规程)，与后者相比主要变化如下： ——全文“本标准”改为“本部分”； ——将“等离子枪”更改为“等离子体炬”； ——本部分不再适用于焊接、切割和堆焊设备(见第1章最后一段)； ——删除了弧焊设备的相关的引用文件； 标准的结构发生变化：将等离子体炬、电源、工作气体和冷却组件及控制单元组成的设备作为一个整体成为等离子体炬系统，再分别依据点火方式及有无炉室(反应器)，对等离子体炬系统和使用系统的设备进行分类，并分别规定它们适用的试验和测量； ——增加对电路的安全要求(见4.1.2和4.2.2)； ——增加了对电源的安全要求(见4.1.3和4.2.3)； ——增加对点火装置的安全要求(见4.1.8和4.2.8)； ——增加对等离子体系统控制的安全要求(见4.1.9和4.2.9)； ——删除“无线电干扰”(见1991版的4.8)； ——增加噪声、电磁辐射、粒子、紫外线辐射防护和防火要求(见6.6～6.10)； ——删除等离子体炉设备的安全要求一章(见1991版第6章)； ——增加“等离子体系统和装置的维护”(见第7章)； ——删除原附录A“绝缘电阻的测量和介电强度试验”； ——增加新附录A“炬系统运行时周围的电磁辐射阈值”； ——增加参考文献。 本部分由中国电器工业协会提出。 本部分由全国工业电热设备标准化技术委员会(SAC/TC 121)归口。 本部分所代替标准的历次版本发布情况： ——GB 5959.5—1991。 电热装置的安全 第5部分：对等离子体装置的特殊要求 1 范围 GB 5959的本部分规定的安全要求适用于： a)热等离子体炬系统： ——弧等离子体系统； ——感应等离子体系统。 b)使用等离子体炬系统的装置： ——喷涂设备； ——固态、液态和气态炉料加热和化学热处理设备。 本部分规定了等离子体炬系统和使用等离子体炬系统的装置的所有部件的安全要求，包括电气设备、冷却管路、供气管路、炉子或反应器以及与炉子或反应器的使用相关的所有其他设备。 对用于焊接、切割和相关工艺的等离子体炬的安全和结构要求在GB/T 15579.7—2005中规定。 2 规范性引用文件 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 2900.23—2008 电工术语 工业电热装置(IEC 60050-841：2004，IDT) GB 4824—2004 工业、科学和医疗(ISM)射频设备 电磁骚扰特性 限值和测量方法(CISPR 11：2003，IDT) GB 5959.1—2005 电热装置的安全 第1部分：通用要求(IEC 60519-1：2003，IDT) GB/T 10066.5—2014 电热装置的试验方法 第5部分：电热和电化学用等离子体设备(IEC/TS 60680：2008，IDT) 3 术语和定义 GB/T 2900.23—2008、GB 5959.1—2005和GB/T 10066.5—2014界定的术语和定义适用于本文件。 4 热等离子体系统的安全要求——设计和装置特性 4.1 弧等离子体炬系统 4.1.1 通用要求 见GB 5959.1—2005。 4.1.2 电路 见GB 5959.1—2005第6章。另外，GB 5959.1—2005的6.4.1适用于整个装置。 4.1.3 直流弧电源 下列特定要求适用于具有直流弧电源的系统。 4.1.3.1 电源接地 弧电源直流侧的一极(正极或负极，取决于炬的极性)，应使用独立于系统主接地线的接地线接地，以避免可能的漏电流流向电路，例如用作炬控制的电路。 4.1.3.2 电源与炬的连接 当炬断开时，直流侧的电缆应通过接地开关接地，以便安全地操作炬。 在电弧点火之前应按规定程序操作，可通过手动锁定/解锁装置实现(通常由安全钥匙操作)并要特别确认主断路器已联机且接地开关已断开。此外，可由操作者用最终清除键来启动点火程序。此程序应符合设备安装国的现行规程。 4.1.4 炬插座、插头和连接电缆 见GB 5959.1—2005第8章。 4.1.5 炬 任何一种设计的弧等离子体炬都有下列显著的特征：高温气体、高压(通常是)和液体冷却(一般是水)。因此，为了安全操作，炬的设计和结构应满足下列准则： a)电气特性： ——设计为同一电压的部分之间，在运行中应有固定的电气连接，包括电极夹头和接地部件，以免过热； ——对高电压炬，如果流过炬体的漏电流超过10mA，则炬应自动关闭； ——不同电压的部件之间(特别在电极之间)应有固定的电气绝缘，以便在正常运行条件下不会发生意想不到的电击穿。 b)冷却液体特性： ——冷却液的电阻率和炬冷却管路的设计要使不同电压的部件之间特别是电极之间在运行中保持所要求的绝缘； ——如果出现电极折损(意外的或者正常磨损)，应首先通过电极材料和/或电极的设计，其次利用电极检测信号来关闭炬，使这种现象处于控制之中。 4.1.6 冷却管路 下列特定要求适用于冷却设备： a)机械特性： ——固定或手动操作炬的冷却液软管应有足够的长度、柔性和合适的曲率半径(若有的话)，以承受由冷却液高压产生的各种应力并允许操作特殊的手动炬； ——考虑到为在软管中获得规定流量所需的高压，软管的机械强度不应因偶尔或长期暴露于热粒子(来自炉子的热材料)中，以及受到炬自身或工艺中的热料的加热而明显地受到影响； ——如果冷却液的流动方向很重要，则应在炬和软管的连接配件上用箭头和/或彩色标记标出。应使用不可互换的连接器； ——在按规定流量使用时，即使出现液流冲击或管路堵塞，炬的冷却液软管、管子和配件也应保持不漏液，同时还应考虑到软管受热以及可能的辐射和紫外线辐射的影响。 ——炬体上冷却液进出口与炬连接处的弯曲角应尽可能小，接头处至少应采取基本的绝缘措施，以减少炬体内发生电击穿的可能性。 b)电气特性： ——高压炬的软管应由绝缘材料制成，其长度应将漏电流限制在10mA以下； ——当冷却管路断开或流量低于规定值时，应自动切断炬的电源； ——操作人员应能接近冷却管路的控制和监测装置，以读取它们的示数并在需要时采取必要措施。 4.1.7 气路 下列特定要求适用于气路设备： a)一般特性： ——应遵守高压容器工业气体的安全使用规则，并考虑设备安装国的现行工作规程； b)机械特性： ——固定或手动操作装置的气体软管应有足够的长度、柔性和合适的曲率半径(若有的话)，以承受高压气体产生的某些制约并允许操作手动炬； ——进气软管的设计应能承受达到规定流量所需的压力，其强度不应因偶尔或长期暴露于热粒子或热材料中而明显下降。它们的抗热和抗紫外线辐射应满足正常运行条件下的要求； ——气体软管和管道与连接配件的固定应能承受在管路阻塞时所产生的气体压力。 c)电气特性： ——高压炬的软管应由绝缘材料制成，其长度应能将漏电流限制在10mA以下； ——当气路关闭或气流量未达到炬制造商规定的最小值时，安全装置应能防止炬点火； ——操作人员应能接近气体管路控制和监测装置，以便在需要时读取它们的示数。 d)其他特性： ——对等离子体炬使用地附近安装的压缩气体容器应加以保护以防可能的过热、放电和炽热材料的溅射。对便携式压缩气体容器也应采取类似的预防措施。 4.1.8 点火装置 下列特定的要求适用于点火装置： a)高频点火装置： ——高压防护应与设备安装国的现行规程保持一致。 b)短路点火装置： ——通常使用高压液压缸移动该装置。对冷却管路规定的要求同样适用于该装置； ——应采用不可燃和可生物降解的液压介质。 注：点火装置可能是电磁辐射的主要来源。 4.1.9 弧等离子体系统控制 为安全起见，应有多个紧急按钮通过布线电路来切断等离子体系统。 4.2 感应等离子体系统 4.2.1 通用要求 见GB 5959.1—2005。 4.2.2 电路 见GB 5959.1—2005第6章。此外，GB 5959.1—2005的6.4.1适用于整个装置。 4.2.3 电源 4.2.3.1 电源接地 电源应使用独立于系统主接地线的接地线接地，以避免可能的漏电流通路，如由炬控制电路形成的通路。 4.2.3.2 电源与炬的连接 应考虑下列要求： a)炬应封闭在法拉第罩内以减少电磁辐射和防止操作人员触及高压端子。如果炬外罩被打开，联锁信号应切断高压； b)高压端子应接地以释放当炬外罩或法拉第罩打开时或射频发生器关断时可能储存在电容器里的残余电荷(见GB 5959.1—2005中6.2.4)。 4.2.4 炬插座、插头和连接电缆 应考虑下列要求： ——电气端子引线间以及它们与接地端子间应有足够的距离以免起弧； ——如需使用水冷导体，则GB 5959.1—2005的6.6适用； ——应避免导体承受拉应力和过小的弯曲半径。 4.2.5 炬 任何一种设计的感应等离子体炬都具有下列显著特征：高温气体、高压(通常是)和液体冷却(通常是水)。因此，为了安全操作，炬的设计和结构应满足下列准则： a)电气特性： ——设计为同一电压的部件之间，在运行中应有固定的电气连接； ——在炬的结构中或法拉第罩内不应使用铁磁性金属； ——感应线圈应与炬体或法拉第罩充分绝缘。 b)冷却液特性： ——冷却管路的设计和冷却液的电阻率应保证运行时所需的绝缘； ——应防止炬路冷却液进入炬腔。如果运行中漏液进入炬腔(意外或者正常磨损)，应使这种事故保持在控制之中； ——GB 5959.1—2005的6.6适用。 4.2.6 冷却管路 下列特定要求适用于冷却设备： a)机械特性： ——连接至炬的冷却软管应由非导电和非铁磁材料制成。 ——如果冷却液的流动方向很重要，则应在炬和软管的连接配件上用箭头和/或彩色标记标出。应使用不可互换的连接器。 ——在按规定流量使用时，即使出现液流冲击或管路堵塞，炬的冷却液软管、管子和配件也应保持不漏液，同时还应考虑到软管受热及可能的辐射和紫外线辐射的影响。 b)电气特性： ——GB 5959.1—2005的6.6适用； ——软管应有合适的长度以限制漏电流； ——当炬冷却流量低于规定的安全等级且/或温度超出规定的安全等级时，应自动切断炬的电源； ——操作人员应能接近冷却管路的控制和监测装置，以读取它们的示数并在需要时采取必要的措施。 4.2.7 气路 下列特定要求适用于气路设备： a)一般特性： ——应遵守高压容器工业气体的安全使用规则，并考虑设备安装国的现行工作规程。 b)机械特性： ——装置的气体软管应有足够的长度、柔性和合适的曲率半径(若有的话)，以承受高压气体产生的某些制约； ——进气软管的设计应能承受达到规定流量所需的压力，其强度不应因偶尔或长期暴露于热粒子或热材料中而明显地下降。它们的抗热和抗紫外线辐射应满足正常运行条件下的要求； ——气体软管和管道与连接配件的固定应能承受在管路阻塞时所产生的气体压力。 c)电气特性： ——软管应由绝缘材料制成并有合适的长度以限制漏电流； ——软管应由非铁磁材料制成以防止电磁耦合； ——当气路关闭或气流量未达到炬制造商规定的最小值时，安全装置应能防止炬点火； ——操作人员应能接近气路的控制和监测装置，以便需要时读取它们的示数。 d)其他特性： ——对等离子体炬使用地附近安装的压缩气体容器应加以保护以防可能的过热、放电和炽热材料的溅射。对便携式压缩气体容器也应采取类似的预防措施。 4.2.8 点火装置 下列特定要求适用于点火装置： a)高频点火装置： ——高压防护应与设备安装国的现行规程保持一致； ——应严防直接接触带电部件。装置应只通过具有良好电气绝缘的遥控装置来操作。 b)放电棒点火器： ——应严防直接接触带电部件。装置应只通过具有良好电气绝缘的遥控装置来操作； c)真空点火： ——炬和容器的设计应能承受低于大气压1巴的压力。设计应考虑到外部过压时增加的压力负载。 注：点火装置可能是电磁辐射的主要来源。 4.2.9 感应等离子体系统控制 应有多个紧急按钮通过布线电路来切断等离子体系统。