弧焊设备稳弧和引弧装置.docx

弧焊设备稳弧和引弧装置.docx

《弧焊设备稳弧和引弧装置.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《弧焊设备稳弧和引弧装置.docx（15页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

弧焊设备稳弧和引弧装置

弧焊设备第3部分：

引弧和稳弧装置

1范围

本部分规定了弧焊和类似工艺中使用的专业或工业用的引弧和稳弧装置的安全要求。

本部分适用于独立的引弧和稳弧装置。

该引弧和稳弧装置可设置在焊接电源的内部或外部。

注1：

典型的类似工艺如等离子弧切割和喷涂。

注2：

本部分不包括电磁兼容性（EMC）要求。

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。

GB15579.1弧焊设备第1部分：

焊接电源

GB15579.7弧焊设备第7部分：

焊炬

3定义和术语

GB15579.1和GB15579.7界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

3.1

引弧arcstrikingdevice

在焊接回路添加电压以引燃电弧的装置。

3.2

稳弧arcstabilizingdevice

在焊接回路添加电压以维持电弧的装置。

3.3

引弧电压arcstrikingvoltage

叠加在空载电压上的电压以引燃电弧。

3.4

稳弧电压arcstabilizingvoltage

叠加在电弧电压上的电压以维持电弧。

3.5

引弧周期arcstrikingperiod

叠加在空载电压上的引弧电压的持续时间

4环境条件

按GB15579.1的第4章要求。

5试验

5.1试验条件

按GB15579.1的5.1相关要求。

5.2测量仪器

测量仪器的准确度或精度要求：

a）电气测量仪表：

0.5级（满量程的±0.5%），绝缘电阻和介电强度测量时例外，对于测量绝缘电阻和介电强度的仪器的精度没有规定，但测量时应考虑精度问题；

b）温度计：

±2K；

c）高压探头：

±5%

5.3组件的符合性

按GB15579.1的5.3相关要求。

5.4型式检验

按GB15579.1的5.4相关要求，此外，增加下列要求。

额定引弧和稳弧峰值电压应按11.1规定的方法进行，试验顺序为型式检验项目中机械要求检验项目前的任何方便的顺序。

本部分中的其他型式检验项目可按任何方便的顺序进行。

5.5例行检验

5.5.1外置式引弧和稳弧装置

每台外置式引弧和稳弧装置都应依次通过下列例行检验：

a）一般目测检验（见GB15579.1的3.7）；

b）保护性线路的连通性（见第10章，以及适用时见GB15579.1的10.4.2）；

c）介电强度（见GB15579.1的6.1.5）；

d）高压回路试验：

在高压回路施加工作电压以确认绝缘的完整性；

注：

空载电压和回路电缆的连接，无论接地或绝缘，都会影响工作电压。

e）一般目测检验（见GB15579.1的3.7）。

5.5.2内置式引弧和稳弧装置

每台内置式引弧和稳弧装置都应依次通过下列例行检验：

a）高压回路试验：

在高压回路施加工作电压以确认绝缘的完整性；

注：

空载电压和回路电缆的连接，无论接地或绝缘，都会影响工作电压。

6防触电保护

6.1概述

6.1.1总则

按GB15579.1的6.1.1相关要求。

6.1.2电气间隙

按GB15579.1的6.1.2相关规定，并增加下列要求。

高压部件的最小电气间隙应符合表1规定。

通过目测和测量检测其合格与否。

6.1.3爬电距离

按GB15579.1的6.1.3相关规定，并增加下列要求。

引弧和稳弧回路的最小爬电距离应符合表1规定。

通过目测和测量检测其合格与否。

表1引弧和稳弧回路的最小电气间隙和爬电距离

额定峰值电压a

kV

电气距离b

mm

爬电距离b

mm

3

3

6.3

6

5.5

10

8

8

12.5

10

11

16

12

14

20

15

18

25

18

25

30

20

30

35

注：

施加于回路的这些数值是根据11.3确定的。

a应根据11.1测量额定峰值电压。

b允许采用插入法。

6.1.4绝缘电阻

按GB15579.1的6.1.4相关要求。

6.1.5介电强度

引弧和稳弧装置的输出回路及耦合器件的绝缘（例如：

耦合变压器或耦合电容器）应能承受高于装置在额定最大脉冲频段下的引弧电压额定峰值120％的电压。

替换试验：

可用具有相同峰值的、频率为50Hz或60Hz的近似正弦波的交流试验电压进行试验，但仅限耦合器件。

通过下列试验检查其合格与否。

引弧和稳弧电压中使用的耦合器件应承受引弧试验电压或交流试验电压60s。

注：

干扰抑制电容器不是耦合器件。

应在输出回路施加引弧试验电压60s，施加电压的部位为焊接电极的连接点与：

a）外露导电部件之间；

b）其他隔离回路之间。

应无闪烙或击穿现象。

不伴随电压降低的任何瞬时放电可以忽略不计。

注：

干扰抑制电容器应承受输出回路的试验。

6.2正常使用中的防触电保护（直接接触）

按GB15579.1的6.2相关要求。

6.3发生事故时的防触电保护（非直接接触）

按GB15579.1的6.3规定，并增加下列要求。

根据额定最大输入电压，采用双重绝缘或加强绝缘将输出回路与公共供电系统电气隔离。

图A.1为引弧和稳弧装置的耦合系统的示例。

通过目测检查其合格与否。

7热性能要求

装在引弧和稳弧装置内的载流器件，应能传输制造商规定的额定焊接电流而不会:

a）超过载流器件的额定温度；

b）超过GB15579.1的中表7规定的表面温度。

对于采用液体冷却的引弧和稳弧装置，试验应在制造商推荐的冷却液的最小流量和最高温度下进行。

按GB15579.1的7.2规定进行测量，检查其合格与否。

8非常规运行

按GB15579.1的第8章规定，并增加下列要求。

如适用，外置式引弧和稳弧装置应经受非常规运行试验。

如果引弧和稳弧装置是设计成与特定的焊接电源一起使用的，非常规运行试验时引弧和稳弧装置应与特定的电源连接。

如果稳弧装置既不与焊炬相连，也不与回路电缆相连，则试验时应在输出端将其短路，直到达到热平衡。

带有内部保护装置的引弧和稳弧装置，在出现危险因素之前自动断电，则认为其满足本项试验的要求。

9热保护

按GB15579.1的第9章相关要求（如适用）。

10供电电源的连接

按GB15579.1的第10章规定，并增加下列要求。

如果引弧和稳弧装置的额定输入电压不高于安全特低电压（SELV）或输入电压由焊接回路提供，则不要求外露导电部件接地。

11输出

11.1额定峰值电压

引弧和稳弧装置的额定峰值电压不应超过表2规定的最大值。

引弧和稳弧电压是通过减去GB15579.1中表13给出的空载电压值而得到的（见图1）。

图1额定峰值电压

表2最大额定峰值电压

焊炬型号

额定峰值电压

手工

15kV

机械导向或等离子切割

20kV

用示波器和具有足够带宽的高压探头进行测量，检验其合格与否。

额定峰值电压应通过跨接一个既不与焊炬相连，也不与回路电缆相连的220pF的电容器进行测量。

11.2脉冲电流

11.2.1充电量

脉冲电流在半个周期（不考虑极性）的最大充电量不应超过（见表2）：

——与手工焊炬使用的引弧和稳弧装置8μC；和

——与机械导向和等离子切割使用的引弧和稳弧装置15μC。

脉冲电流的最大充电量脉冲电流的最大充电量

a）交流脉冲b）直流脉冲

图2脉冲电流充电量的测量

图3引弧和稳弧电压

11.2.2触电危险

根据引弧和稳弧装置的设计，由于脉冲电流而导致的触电危险会在下列情况下发生：

——人体与引弧和稳弧装置的输出端直接接触（见11.2.3）；

——人体与作为焊接回路组成部分的电弧串联接触（见11.2.4）。

选择最大充电量的脉冲电流并进行试验。

11.2.3.直接接触

按图4所示的电路，用一台示波器和具有足够带宽的高压探头，在既不与焊炬相连也不与回路电缆连接的情况下测量电压，检查其合格与否。

1焊接或切割电源4高压探头

2引弧和稳弧装置5尽可能紧凑的负载

3示波器a尽可能短的连接线

图4直接接触的测量线路

为模拟焊炬所具有的电容特性，CT的值应为：

——用于连接焊炬或回路电缆长度最长为10m的设备，220pF；或

——用于连接焊炬或回路电缆长度超过10m的设备，1000pF。

为模拟人体电阻，无感电阻RB应为：

——对于用在触电危险性不大的环境或采用机械导向的焊炬的设备，1kΩ；或

——对于用在触电危险性较大的环境的设备，500Ω。

用测得的电压值除以电阻值RB得到脉冲电流值。

11.2.4串联接触

按图5所示的电路，用一台示波器和具有足够带宽的高压探头，在既不与焊炬相连也不与回路电缆连接的情况下测量电压，检查其合格与否。

将电弧间隙（6）（见图5）调至能保持不断飞弧的最大距离。

为模拟焊炬所具有的电容特性，CT的值应为：

——用于连接焊炬或回路电缆长度最长为10m的设备，220pF；或

——用于连接焊炬或回路电缆长度超过10m的设备，1000pF。

为模拟人体电阻，无感电阻RB应为：

——对于用在触电危险性不大的环境或采用机械导向的焊炬的设备，1kΩ；或

——对于用在触电危险性较大的环境的设备，500Ω。

用测得的电压值除以电阻值RB得到脉冲电流值。

1焊接或切割电源5尽可能紧凑的负载

2引弧和稳弧装置6电弧间距

3示波器a.尽可能短的连接线

4高压探头

图5串联接触的测量线路

11.3平均能量

模拟人体电阻，引弧和稳弧装置在无感电阻上产生的平均能量在1s的周期内不应超过：

——用于连接手工焊炬的设备4J；和

——用于连接机械导向的焊炬和等离子割炬的设备20J。

按11.2的规定进行试验以检验其合格与否。

平均能量低于4J的引弧和稳弧装置被可认为满足能量限值，适用于GB15579的所有部分。

减去GB15579.1的表13中的空载电压值得到引弧和稳弧电压（见图3）。

11.4输出回路的电容器放电

引弧和稳弧装置的输出被切断1s后，输出电压不应超过直流113V。

按图6所示的电路，用示波器和具有足够带宽的高压探头测量电压，检查其合格与否。

1焊接或切割电源4高压探头

2引弧和稳弧装置5尽可能紧凑的负载

3示波器a尽可能短的连接线

图6电容器放电的测试线路

为模拟焊炬所具有的电容特性，CT的值应为：

——用于连接焊炬或回路电缆长度最长为10m的设备，220pF；或

——用于连接焊炬或回路电缆长度超过10m的设备，1000pF。

12控制回路

按GB15579.1的第12章相关要求。

13防触电装置

不适用。

14机械要求

只适用于外置式装置，按GB15579.1的第14章相关要求。

15铭牌

每台外置式引弧和稳弧装置上都应可靠地安装或印制标记清晰且不易擦掉的铭牌，其内容至少应包括：

编号1）制造商名称和地址，如有必要，给出销售商、进口商、商标和原产国名

编号2）制造商给出的型号（标记）

编号3）设计和制造信息（如：

出厂编号）

编号4）本部分的标准编号，以证实引弧和稳弧装置符合本要求

编号5）Up额定峰值电压

编号6）X...%负载持续率，如适用

编号7）I2额定焊接电流，如适用

编号8）U1额定输入电压和频率

编号9）I1最大负载时的额定输入电流

编号10）IP...防护等级，如IP21或IP23

编号11）

Ⅱ类保护符号，如适用

通过目测检查其合格与否。

如果是内部引弧和稳弧装置，应将编号5）加入焊接电源的铭牌中（见GB15579.1的第15章）。

a）标志

1）

2）

3）

4）

b）输出

5）

6）X

6a）

6b）

6c）

7）I2

7a）

7b）

7c）

c）能量输入

8）

9）

10）可选择

11）如适用

16调节输出

按GB15579.1的第16章相关要求。

17使用说明书和标识

17.1说明书

按GB15579.1的17.1规定，并增加下列要求。

制造商应在说明书中给出：

——额定峰值电压；

——引弧和稳弧装置是设计用于手工焊炬还是机械导向焊炬。

由于脉冲电流会在使用具有较长电缆线的焊炬或回路电缆时增加触电危险（见第11章），制造商应规定电缆线的最大长度（m）和焊炬类型，并给出下列警示：

警告：

焊炬电缆线或回路电缆线的长度超过制造商规定的最大长度时会增加触电危险。

17.1标识

只适用于独立的引弧和稳弧装置，按GB15579.1的17.2规定。

附录A

（资料性附录）

引弧和稳弧装置的耦合系统示例

1焊接或切割电源5电压源

2引弧和稳弧装置6扼流装置

3输出7输入耦合绕组

4电源馈入8隔离二极管

图A.1引弧和稳弧装置的耦合系统示例

附录B

（资料性附录）

铭牌示例

a）标志

1）制造商

2）型号

3）出厂编号

4）GB15579.3

b）输出

5）UP=8.5kV

6）X

6a）35％

6b）60％

6c）100％

7）I2

7a）300A

7b）220A

7c）180A

c）能量输入

8）U1=230V

9）I1＝0.5A

10）IP23

11）

图B.1独立式引弧和稳弧装置的铭牌示例