標準編號:	GB 5959.5-2014
中文名稱:	電熱裝置的安全 第5部分：對等離子體裝置的特殊要求
英文名稱:	Safety in electroheat installations―Part 5: Particular requirements for plasma installations
中標分類:	K61    工業電熱設備
行業分類:	GB    國家標準
ICS分類:	25.180.10 25.180.10    電爐 25.180.10
發布機構:	中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局 中國國家標準化管理委員會
發布日期:	2014-12-05
實施日期:	2015-11-5
標準狀態:	valid
替代舊標準:	GB 5959.5-1991 電熱設備的安全 第五部分 等離子設備的安全規程
翻譯語言:	英文
文件格式:	PDF
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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 中華人民共和國國家標準 GB 5959.5—2014 代替GB 5959.5—1991 電熱裝置的安全 第5部分：對等離子體裝置的特殊要求 Safety in electroheat installations—Part 5：Particular requirements for plasma installations 2014-12-05發布 2015-11-05實施 中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局 中國國家標準化管理委員會 發布 前言 本部分的全部技術內容為強制性的。 GB 5959《電熱裝置的安全》有如下13個部分： ——第1部分：通用要求； ——第2部分：對電弧爐裝置的特殊要求； ——第3部分：對感應和導電加熱裝置以及感應熔煉裝置的特殊要求； ——第4部分：對電阻加熱裝置的特殊要求； ——第41部分：對電阻加熱裝置 玻璃加熱和熔化裝置的特殊要求； ——第5部分：對等離子體裝置的特殊要求； ——第6部分：工業微波加熱設備的安全規范； ——第7部分：對具有電子槍的裝置的特殊要求； ——第8部分：對電渣重熔爐的特殊要求； ——第9部分：對高頻介質加熱裝置的特殊要求； ——第10部分：對工商業用電阻仿形加熱系統的特殊要求； ——第11部分：對液態金屬電磁攪拌、輸送或澆注設備的特殊要求； ——第13部分：對具有爆炸性氣氛的電熱裝置的特殊要求。 本部分代替GB 5959.5—1991《電熱設備的安全 第五部分：等離子設備的安全規程)，與后者相比主要變化如下： ——全文“本標準”改為“本部分”； ——將“等離子槍”更改為“等離子體炬”； ——本部分不再適用于焊接、切割和堆焊設備(見第1章最后一段)； ——刪除了弧焊設備的相關的引用文件； 標準的結構發生變化：將等離子體炬、電源、工作氣體和冷卻組件及控制單元組成的設備作為一個整體成為等離子體炬系統，再分別依據點火方式及有無爐室(反應器)，對等離子體炬系統和使用系統的設備進行分類，并分別規定它們適用的試驗和測量； ——增加對電路的安全要求(見4.1.2和4.2.2)； ——增加了對電源的安全要求(見4.1.3和4.2.3)； ——增加對點火裝置的安全要求(見4.1.8和4.2.8)； ——增加對等離子體系統控制的安全要求(見4.1.9和4.2.9)； ——刪除“無線電干擾”(見1991版的4.8)； ——增加噪聲、電磁輻射、粒子、紫外線輻射防護和防火要求(見6.6～6.10)； ——刪除等離子體爐設備的安全要求一章(見1991版第6章)； ——增加“等離子體系統和裝置的維護”(見第7章)； ——刪除原附錄A“絕緣電阻的測量和介電強度試驗”； ——增加新附錄A“炬系統運行時周圍的電磁輻射閾值”； ——增加參考文獻。 本部分由中國電器工業協會提出。 本部分由全國工業電熱設備標準化技術委員會(SAC/TC 121)歸口。 本部分所代替標準的歷次版本發布情況： ——GB 5959.5—1991。 電熱裝置的安全 第5部分：對等離子體裝置的特殊要求 1 范圍 GB 5959的本部分規定的安全要求適用于： a)熱等離子體炬系統： ——弧等離子體系統； ——感應等離子體系統。 b)使用等離子體炬系統的裝置： ——噴涂設備； ——固態、液態和氣態爐料加熱和化學熱處理設備。 本部分規定了等離子體炬系統和使用等離子體炬系統的裝置的所有部件的安全要求，包括電氣設備、冷卻管路、供氣管路、爐子或反應器以及與爐子或反應器的使用相關的所有其他設備。 對用于焊接、切割和相關工藝的等離子體炬的安全和結構要求在GB/T 15579.7—2005中規定。 2 規范性引用文件 下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。 GB/T 2900.23—2008 電工術語 工業電熱裝置(IEC 60050-841：2004，IDT) GB 4824—2004 工業、科學和醫療(ISM)射頻設備 電磁騷擾特性 限值和測量方法(CISPR 11：2003，IDT) GB 5959.1—2005 電熱裝置的安全 第1部分：通用要求(IEC 60519-1：2003，IDT) GB/T 10066.5—2014 電熱裝置的試驗方法 第5部分：電熱和電化學用等離子體設備(IEC/TS 60680：2008，IDT) 3 術語和定義 GB/T 2900.23—2008、GB 5959.1—2005和GB/T 10066.5—2014界定的術語和定義適用于本文件。 4 熱等離子體系統的安全要求——設計和裝置特性 4.1 弧等離子體炬系統 4.1.1 通用要求 見GB 5959.1—2005。 4.1.2 電路 見GB 5959.1—2005第6章。另外，GB 5959.1—2005的6.4.1適用于整個裝置。 4.1.3 直流弧電源 下列特定要求適用于具有直流弧電源的系統。 4.1.3.1 電源接地 弧電源直流側的一極(正極或負極，取決于炬的極性)，應使用獨立于系統主接地線的接地線接地，以避免可能的漏電流流向電路，例如用作炬控制的電路。 4.1.3.2 電源與炬的連接 當炬斷開時，直流側的電纜應通過接地開關接地，以便安全地操作炬。 在電弧點火之前應按規定程序操作，可通過手動鎖定/解鎖裝置實現(通常由安全鑰匙操作)并要特別確認主斷路器已聯機且接地開關已斷開。此外，可由操作者用最終清除鍵來啟動點火程序。此程序應符合設備安裝國的現行規程。 4.1.4 炬插座、插頭和連接電纜 見GB 5959.1—2005第8章。 4.1.5 炬 任何一種設計的弧等離子體炬都有下列顯著的特征：高溫氣體、高壓(通常是)和液體冷卻(一般是水)。因此，為了安全操作，炬的設計和結構應滿足下列準則： a)電氣特性： ——設計為同一電壓的部分之間，在運行中應有固定的電氣連接，包括電極夾頭和接地部件，以免過熱； ——對高電壓炬，如果流過炬體的漏電流超過10mA，則炬應自動關閉； ——不同電壓的部件之間(特別在電極之間)應有固定的電氣絕緣，以便在正常運行條件下不會發生意想不到的電擊穿。 b)冷卻液體特性： ——冷卻液的電阻率和炬冷卻管路的設計要使不同電壓的部件之間特別是電極之間在運行中保持所要求的絕緣； ——如果出現電極折損(意外的或者正常磨損)，應首先通過電極材料和/或電極的設計，其次利用電極檢測信號來關閉炬，使這種現象處于控制之中。 4.1.6 冷卻管路 下列特定要求適用于冷卻設備： a)機械特性： ——固定或手動操作炬的冷卻液軟管應有足夠的長度、柔性和合適的曲率半徑(若有的話)，以承受由冷卻液高壓產生的各種應力并允許操作特殊的手動炬； ——考慮到為在軟管中獲得規定流量所需的高壓，軟管的機械強度不應因偶爾或長期暴露于熱粒子(來自爐子的熱材料)中，以及受到炬自身或工藝中的熱料的加熱而明顯地受到影響； ——如果冷卻液的流動方向很重要，則應在炬和軟管的連接配件上用箭頭和/或彩色標記標出。應使用不可互換的連接器； ——在按規定流量使用時，即使出現液流沖擊或管路堵塞，炬的冷卻液軟管、管子和配件也應保持不漏液，同時還應考慮到軟管受熱以及可能的輻射和紫外線輻射的影響。 ——炬體上冷卻液進出口與炬連接處的彎曲角應盡可能小，接頭處至少應采取基本的絕緣措施，以減少炬體內發生電擊穿的可能性。 b)電氣特性： ——高壓炬的軟管應由絕緣材料制成，其長度應將漏電流限制在10mA以下； ——當冷卻管路斷開或流量低于規定值時，應自動切斷炬的電源； ——操作人員應能接近冷卻管路的控制和監測裝置，以讀取它們的示數并在需要時采取必要措施。 4.1.7 氣路 下列特定要求適用于氣路設備： a)一般特性： ——應遵守高壓容器工業氣體的安全使用規則，并考慮設備安裝國的現行工作規程； b)機械特性： ——固定或手動操作裝置的氣體軟管應有足夠的長度、柔性和合適的曲率半徑(若有的話)，以承受高壓氣體產生的某些制約并允許操作手動炬； ——進氣軟管的設計應能承受達到規定流量所需的壓力，其強度不應因偶爾或長期暴露于熱粒子或熱材料中而明顯下降。它們的抗熱和抗紫外線輻射應滿足正常運行條件下的要求； ——氣體軟管和管道與連接配件的固定應能承受在管路阻塞時所產生的氣體壓力。 c)電氣特性： ——高壓炬的軟管應由絕緣材料制成，其長度應能將漏電流限制在10mA以下； ——當氣路關閉或氣流量未達到炬制造商規定的最小值時，安全裝置應能防止炬點火； ——操作人員應能接近氣體管路控制和監測裝置，以便在需要時讀取它們的示數。 d)其他特性： ——對等離子體炬使用地附近安裝的壓縮氣體容器應加以保護以防可能的過熱、放電和熾熱材料的濺射。對便攜式壓縮氣體容器也應采取類似的預防措施。 4.1.8 點火裝置 下列特定的要求適用于點火裝置： a)高頻點火裝置： ——高壓防護應與設備安裝國的現行規程保持一致。 b)短路點火裝置： ——通常使用高壓液壓缸移動該裝置。對冷卻管路規定的要求同樣適用于該裝置； ——應采用不可燃和可生物降解的液壓介質。 注：點火裝置可能是電磁輻射的主要來源。 4.1.9 弧等離子體系統控制 為安全起見，應有多個緊急按鈕通過布線電路來切斷等離子體系統。 4.2 感應等離子體系統 4.2.1 通用要求 見GB 5959.1—2005。 4.2.2 電路 見GB 5959.1—2005第6章。此外，GB 5959.1—2005的6.4.1適用于整個裝置。 4.2.3 電源 4.2.3.1 電源接地 電源應使用獨立于系統主接地線的接地線接地，以避免可能的漏電流通路，如由炬控制電路形成的通路。 4.2.3.2 電源與炬的連接 應考慮下列要求： a)炬應封閉在法拉第罩內以減少電磁輻射和防止操作人員觸及高壓端子。如果炬外罩被打開，聯鎖信號應切斷高壓； b)高壓端子應接地以釋放當炬外罩或法拉第罩打開時或射頻發生器關斷時可能儲存在電容器里的殘余電荷(見GB 5959.1—2005中6.2.4)。 4.2.4 炬插座、插頭和連接電纜 應考慮下列要求： ——電氣端子引線間以及它們與接地端子間應有足夠的距離以免起弧； ——如需使用水冷導體，則GB 5959.1—2005的6.6適用； ——應避免導體承受拉應力和過小的彎曲半徑。 4.2.5 炬 任何一種設計的感應等離子體炬都具有下列顯著特征：高溫氣體、高壓(通常是)和液體冷卻(通常是水)。因此，為了安全操作，炬的設計和結構應滿足下列準則： a)電氣特性： ——設計為同一電壓的部件之間，在運行中應有固定的電氣連接； ——在炬的結構中或法拉第罩內不應使用鐵磁性金屬； ——感應線圈應與炬體或法拉第罩充分絕緣。 b)冷卻液特性： ——冷卻管路的設計和冷卻液的電阻率應保證運行時所需的絕緣； ——應防止炬路冷卻液進入炬腔。如果運行中漏液進入炬腔(意外或者正常磨損)，應使這種事故保持在控制之中； ——GB 5959.1—2005的6.6適用。 4.2.6 冷卻管路 下列特定要求適用于冷卻設備： a)機械特性： ——連接至炬的冷卻軟管應由非導電和非鐵磁材料制成。 ——如果冷卻液的流動方向很重要，則應在炬和軟管的連接配件上用箭頭和/或彩色標記標出。應使用不可互換的連接器。 ——在按規定流量使用時，即使出現液流沖擊或管路堵塞，炬的冷卻液軟管、管子和配件也應保持不漏液，同時還應考慮到軟管受熱及可能的輻射和紫外線輻射的影響。 b)電氣特性： ——GB 5959.1—2005的6.6適用； ——軟管應有合適的長度以限制漏電流； ——當炬冷卻流量低于規定的安全等級且/或溫度超出規定的安全等級時，應自動切斷炬的電源； ——操作人員應能接近冷卻管路的控制和監測裝置，以讀取它們的示數并在需要時采取必要的措施。 4.2.7 氣路 下列特定要求適用于氣路設備： a)一般特性： ——應遵守高壓容器工業氣體的安全使用規則，并考慮設備安裝國的現行工作規程。 b)機械特性： ——裝置的氣體軟管應有足夠的長度、柔性和合適的曲率半徑(若有的話)，以承受高壓氣體產生的某些制約； ——進氣軟管的設計應能承受達到規定流量所需的壓力，其強度不應因偶爾或長期暴露于熱粒子或熱材料中而明顯地下降。它們的抗熱和抗紫外線輻射應滿足正常運行條件下的要求； ——氣體軟管和管道與連接配件的固定應能承受在管路阻塞時所產生的氣體壓力。 c)電氣特性： ——軟管應由絕緣材料制成并有合適的長度以限制漏電流； ——軟管應由非鐵磁材料制成以防止電磁耦合； ——當氣路關閉或氣流量未達到炬制造商規定的最小值時，安全裝置應能防止炬點火； ——操作人員應能接近氣路的控制和監測裝置，以便需要時讀取它們的示數。 d)其他特性： ——對等離子體炬使用地附近安裝的壓縮氣體容器應加以保護以防可能的過熱、放電和熾熱材料的濺射。對便攜式壓縮氣體容器也應采取類似的預防措施。 4.2.8 點火裝置 下列特定要求適用于點火裝置： a)高頻點火裝置： ——高壓防護應與設備安裝國的現行規程保持一致； ——應嚴防直接接觸帶電部件。裝置應只通過具有良好電氣絕緣的遙控裝置來操作。 b)放電棒點火器： ——應嚴防直接接觸帶電部件。裝置應只通過具有良好電氣絕緣的遙控裝置來操作； c)真空點火： ——炬和容器的設計應能承受低于大氣壓1巴的壓力。設計應考慮到外部過壓時增加的壓力負載。 注：點火裝置可能是電磁輻射的主要來源。 4.2.9 感應等離子體系統控制 應有多個緊急按鈕通過布線電路來切斷等離子體系統。