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电焊机标准--焊接电源
中华人民共和国国家标准
弧焊设备 第1部分:焊接电源(摘要)
GB15579.1-2004(代替GB15579-1995)

    5.1型式检验

    焊接电源应同与其配套的、可能影响试验结果的辅助设备一起进行试验。
    除非有特殊规定,否则所有型式检验都应在同一台焊接电源上进行。
    应按下列顺序进行型式检验,在i)项、j)项与k)项试验
  a)一般外观检验 (参见3.7条)
b)绝缘电阻(初步检验) (参见6.1.3条)
c)热性能要求 (参见7条)
d)热保护 (参见9条)
e)外壳 (参见14.1条)
f)耐冲击性 (参见14.2条)
g)提升装置 (参见14.3条)
h)跌落试验 (参见14.4条)
i)外壳防护等级 (参见6.2.1条)
j)绝缘电阻 (参见6.1.3条)
k)介电强度 (参见6.1.4条)
l)一般外观检验 (参见3.7条)
    本部分中上述未提及的其它试验可按任何方便的顺序进行。

    5.2例行检验

    每台焊接电源都应依次通过下述例行检验:
 
  a)一般外观检验 (参见3.7条)
b)保护性线路的连续性 (参见10.4.2条)
c)介电强度 (参见6.1.4条)
d)额定空载电压 (参见11.1条)
e)额定最小和最大焊接电流 (参见15.3b条和15.3c条)
f)一般外观检验 (参见3.7条)
    6.1.3绝缘电阻

    绝缘电阻不应低于表3给出的数值。
    表3  绝缘电阻
 
输入回路(包括与之相连的控制回路)对焊接回路(包括与之相连的控制回路) 5MΩ
控制回路和外露导电部件对所有回路 2.5MΩ
    6.1.4介电强度

    绝缘应能承受下述试验电压而无闪络或击穿现象发生。

    a)焊接电源的初次试验:用表4所列试验电压;
    b)同一台焊接电源的重复试验:用表4所列试验电压的80%。

    表4  介电强度试验电压
 
最大额定电压1)Vr.m.s. 交流介电强度试验电压Vr.m.s.
所有回路 所有回路对外露导电部件,输入回路对除焊接回路以外的所有回路 除输入回路以外的所有回路对焊接回路 输入回路对焊接回路
Ⅰ类保护 Ⅱ类保护
≤50 250 500 500 -
200 1000 2000 1000 2000
450 1875 3750 1875 3750
700 2500 5000 2500 5000
1000 2750 5500 - 5500
注1:最大额定电压对接地和未接地的系统都有效。
注2:在本部分中控制回路的介电强度试验是指对除输入回路和焊接回路以外的进出机壳的任何回路。
1)除200V至450V之外,允许用插入法确定试验电压。( 焊接网 www.Hanjie.com
    试验用的交流电压频率为50Hz或60Hz,波形为近似正弦波,峰值不超过有效值的1.45倍。
    过载断路的最大值有设定在100mA。高压变压器断路前应能提供规定的电压,过流检测断路装置的动作应视为闪络或击穿。
    替换试验:也可以用数值为交流有效值1.4倍的直流电压进行试验。
    试验电压可以按制造厂要求随意缓慢上升至满值。
    试验电压应同时施加在输入回路、外露导电部件和焊接回路之间,见附录B的例子。
    带整流器的焊接电源,应在整流器与变压器或交流发电机的输出回路保持正常的连接,并在焊接电源整机装配完成之后进行试验。试验时,整流器及其保护装置和其它固态电子组件或电容器可以短路。
    机械驱动的焊接电源应经受同样的试验。
    对于那些按有关标准规定低于本部分试验电压的元件可予以短路保护。
    仅与输入回路相连或仅与焊接回路相连的组件,在介电强度试验中可以断开或短路,但这种断开不应使被试电路隔断。
    输入回路与焊接回路之间的组件或输入回路和焊接回路与外露导电部件之间的组件不能断开。
    连接到保护性导体接线端的控制回路在试验过程中不能断开,应按外露导电部件进行试验。
    输入回路或焊接回路与外露导电部件之间的干扰抑制或保护性电容器如符合有关标准,则可断开。
    注:经适当清理的旧的焊接电源(例如经维修但未更换绕组的情况),其输入和输出回路之间的绝缘应能承受表4所列试验电压的30%或不低于交流1500V有效值。

    应施加试验电压检验其合格与否,试验电压的持续时间为:

    a) 60S(型式检验);
    b) 5S(例行试验)或
    c) 1S(例行试验时试验电压增加20%)。

    6.2 正常使用中的防触电保护(直接接触)

    6.2.1 外壳防护

    室内使用的焊接电源的最低防护等级应是GB4208规定的IP21S。
    专门为户外使用而设计的焊接电源的最低防护等级应是IP23。
    此外,输入回路带电部件应具有IP2XC防护。
    焊接输出端应按11.4条规定予以防护。
    按GB4208的规定检查其合格与否。
    如果这项试验后立即进行的绝缘电阻和介电强度试验合格,则认为达到防水登记。

    6.2.2 电容器

    电容器作为焊接电源的一个部件,如跨接在供电电源线上或并在提供焊接电流的变压器线圈上,应当:
    a)即使其损坏时也不能使焊接电源出现电气击穿穿或着火的危险;
    b)易燃液体量不超过1升;
    c)在正常使用条件下,不出现液体泄漏先;
    d)电容器应放置在焊接电源的壳体内或其它符合本部分的相关要求的壳体内。
    通过目测和下列试验检查其合格与否。

    焊接电源在额定输入电压下空载运行。试验时,供电电源应装额定电流小于或等于200%额定最大输入电流的熔断器或断路器。将所有电容器或任意一个电容器短路,直至:
    a)焊接电源的任一熔断器或过电流装置动作;或
    b)供电电源熔断器或短路器断开;或
    c)焊接电源的输入部分达到稳定温度,但不超过7.3条的规定值。
    如果出现明显的过热或融化现象,焊接电源应符合8a)、8b)、8c)条要求。
    在本部分规定的型式检验的任何阶段,电容器不应出现液体泄漏现象。
    对于干扰抑制电容器或具有内部熔断或断流器的电容器,不必进行此项试验。

    6.2.3 输入电容器的自动放电

    每个电容器均应设置放电回路,以保证在可能接近与电容器相连的带电部件所需的时间内,电容器的端电压降至60V或更低,对因电容器而带电的插头而言,该接近时间可定为1S。
    额定容量不超过0.1μF的电容器,可看作不会引起触电危险。
    通过目测和下列试验检查其合格与否;
    焊接电源在最高额定输入电压下运行,然后切断焊接电源与电网的联系,使用对测量值没有显著影响的仪表测量电压。

    7.3 温升限值

    7.3.1 绕组、换向器和滑环

    不管采用何种测量方法进行测量,绕组、换向器和滑环的温升不应超过表6规定限值,但测量线圈和绕组温升限值时尽量采用电阻法或埋入式温度传感器法。

    任何部件都不应达到损坏其他部件的温度,尽管该部件的温升符合表6要求。
    试验时若不采用100%负载持续率,则任何周期的峰值温度不应超过表6规定值。
    热保护应以温度极限值为设定的最高温度。
    按7.2条测量,检查其合格与否。

    表6 绕组、换向器和滑环的温升限值
 
绝缘等级℃ 峰值温度(按GB/T17211)℃ 温升限值K
绕组  
表面温度传感器法 电阻法 埋入式温度传感器法 换向器和滑环
105(A) 140 55 60 65 60
120(E) 155 70 75 80 70
130(B) 165 75 80 90 80
155(F) 190 95 105 115 90
180(H) 220 115 125 140 100
200 235 130 145 160 未定
220(C) 250 150 160 180
注1:表面温度传感器法系指用非埋入式传感器在绕组外表面可达到的最热点测温。
注2:一般来说,表面温度是最低的,用电阻法测得的温度是绕组内各处温度的平均值,用埋入式热电偶可以测出绕组内的最高温度(热点)。
注3:可以选用温度限值高于本表的绝缘等级的材料(见GB/T 11021)。
    7.3.2 外表面

    外表面温升不应超过表7限值。

    表7 外表面温升限值
 
 
外表面 温升限值 K
裸金属外壳 25
喷漆金属外壳 35
非金属外壳 45
金属手柄 10
非金属手柄 30
    内燃机部件如排气件、消声器、火花消除器或汽缸盖等,如果在正常运行条件下所放置的位置加了防护能放置人体意外触及,则这些部件的温升允许超过表7规定的温升限值。

    按7.2条测量,检查其合格与否。

    7.4 负载试验

    焊接单元应能承受循环负载而不出现损坏或功能故障。
    通过下述试验以及检查试验过程种焊接电源是否出现损坏或功能性故障来判断其合格与否。
    焊接电源从冷态启动,在额定最大焊接电流下负载运行,直到下述某一种情况发生:

    a)热保护装置动作;
    b)达到绕组温度极限;
    c)达到10min。

    在a)项热保护装置复位后或b)项或c)项试验后立即进行下属试验中的一项试验:

    1)对于下降特性的焊接电源,将其调节到额定最大焊接电流位置,在外接短路电阻为8mΩ~10 mΩ的情况下加载60次,每次短路2S,停止3S。 ( 焊接网 www.Hanjie.com

    2)对于平特性焊接电源,以1.5倍的额定最大焊接电流负载运行一次,持续时间15S。对于装有保护装置的焊接电源,使焊接电流限定载低于额定最大焊接电流1.5倍,用可以达到的最大焊接电流作此项试验。
 
    8 非常规运行

    焊接电源在8.1~8.3条的运行条件下不应出现电击穿或着火的危险。做这些试验时不考虑任何部分所达到的温度,以及焊接电源是否能连续正常地工作。唯一的要求是不出现危险因素。这些试验也可以在其它焊接电源上进行。

    对于带有保护装置(如断路器和热保护装置)的焊接电源,如果其保护装置在焊接电源出现危险因素之前动作,应看作是达到此项要求。

    通过下述试验检查其合格与否:

    a)在焊接电源的底部放一层干脱脂棉,脱脂棉伸出电源各边150mm。
    b)焊接电源从冷态开始启动,按8.1~8.3条要求运行。
    c)试验过程中焊接电源不能出现火苗、金属或其它材料熔化引燃脱脂棉的现象。
    d)试验后,在5min内焊接电源应能承受6.1.4b)中的介电强度试验。

    8.1 风扇堵转

    通过风扇冷却来达到第7条要求的风冷式焊接电源,在7.1条产生最大发热的输出条件下将风扇堵转,使焊接电源在额定输入电压或额定负载转速下运行4H。

    如果风扇堵转后,机器自动切断整机工作电源,堵转试验合格。
    任何风扇都需按本标准试验,无特殊。若机器本身具有短路过载保护,则当危险因素出现之前保护装置动作,即此项试验合格。

    8.2 短路

    焊接电源用制造厂配套的焊柜(焊钳)和焊接电缆短路,或用长度为1.2m、截面积符合表8规定的导体断路。

    将焊接电源调节至最大输出位置,在额定最大焊接电流的额定输入电压下产生最大额定输入电流。供电电源用外部熔断器或断路器加以保护,其规格和类型由制造厂确定。

    焊接电源在下述短路条件下不应使供电电源的熔断器或断路器断开:

    a)下降特性的焊接电源短路15S;
    b)平特性的焊接电源在1min内,短路三次,每次1S。

    然后将焊接电源短路2min,或直至输入保护装置动作。
    试验过程中,输入电压的降低不能超过额定值的10%。
    将机械驱动的焊接电源调节在最大输出值,在额定负载转速下短路2min。

    表8 输出端短路导体的截面
 
 
额定最大焊接电流(A) 短路导体最小截面1)(Mm2)
≤199 25
200~299 35
300~499 50
≥500 70
1)美国线规。
    8.3 过载

    焊接电源按7.1b)条要求且负载持续率为响应负载持续率1.5倍的条件下运行4小时。
    如果焊接电源的相应负载持续率超过67%,则本项试验在100%负载持续率下进行。
    如果焊接电源以抽头的方式作输出调节,则在试验时应该用能产生最大输入电流的抽头档。
    如果额定最大焊接电流时所对应的负载持续率是100%,焊接电源不需要做本项试验。

    9 热保护

    由电网供电的焊接电源在额定最大焊接电流下,其负载持续率低于下列数值,应配备热保护装置:

    a)对于下降特性    35%
    或
    b)对于平特性      60%(但非正常运行8条要求装热保护装置)
    注:下降特性一般用于药皮焊条手工电弧焊和TIG焊,平特性一般用于MIG/MAG焊。

    其它焊接电源如果装有热保护装置也应满足9~9.6条要求。
    通过目测,检查其合格与否。

    9.1 结构

    热保护装置的结构应在对其未造成明显的机械损坏时,不会改变其温度整定值或改变其动作。
    通过目测,检查其合格与否。

    9.2 安装

    热保护装置应永久性地安装在焊接电源内部,其安装方式应保证可靠的热传递。
    通过目测,检查其合格与否。

    9.3 动作

    a)热保护装置应能防止焊接电源绕组温度超过表6规定的峰值温度。
    b)焊接电源在额定最大焊接电流和相应负载持续率下运行时,热保护装置应不动作。

    焊接电源按7.1b)项试验期间,在最高环境温度为40℃时热保护装置应不动作。随后使焊接电源过载,使其达到热保护装置动作所需温度。通过这些试验检验其合格与否。

    9.4 复位

    在温度尚未降至表6给定的温度值以下时,热保护装置应不能自动或手动复位。
    通过动作和温度测量,检验其合格与否。

    9.5 动作能力

    热保护装置应能在额定最大焊接电流下连续地运行而不失效,即:

    a)负载持续率在35%或35%以上,100次。
    b)负载持续率低于35%,200次。

    试验后,应符合9.3和9.4条的要求。
    用适当的过载方式,使一个与热保护装置所在电路具有相同电特性(尤其是电流和电抗)的电路持续通断所要求的次数,检验其合格与否。

    9.6 指示装置

    装有热保护的焊接电源用有热保护装置已经降低或切断焊接电源输出的指示装置。当热保护装置自动复位时,用黄色指示灯或开孔内的黄色标记显示,也可用使用说明书中规定的字符或符号显示。

    注:可用另一白色指示灯表示焊接电源与电网接通。
    通过目测,检查其合格与否。

    10.4.2 保护电路的连通

    内部保护电路应能承受故障时产生的电流。
    I类保护的焊接电源在相线接线端子旁应有一个符合附录E和表E.1要求的合适规格的接线端用以连接外部保护性导体。这个接线端不得用于其它目的(例如用来夹紧外壳上的两个零件)。

    如果焊接电源上面或其内有中性导体接线端,则该接线端不应与保护性导体接线端有电的接触。
    外部保护性导体的接线端上用标有图示符号“”(GB/T 5465.2)。
    可附加选用下述形式:

    a)字母:PE
    或
    b)双色:绿和黄
    焊接电源内部与外部带绝缘的保护性导体一样应是绿、黄双色。如果焊接电源用多芯的柔性电缆供电,则该电缆内应含有绿—黄双色保护性导线。

    有些国家采用单绿色标记保护性导体和保护性导体的接线端。
    如果焊接电源配备有保护性导线,其连接方法应保证在电缆拉离接线端时,相线比保护性导线先拉脱。通过木测和下述试验检验其合格与否。

    注:在目视检查中应注意检查导电部件与保护电路的紧固方式,如锯齿垫圈、锯齿螺钉或未喷漆表面等。

    1)型式检验
    在可能会带电的外壳部件与外部保护性导体接线端通以200%铭牌规定的额定最大有效值输入电流,持续时间见表9,同时应按GB/T 5226.1规定使用最消规格的外部保护性导线。

    表9  保护性电路的电流和时间要求

 
电流A 时间Min
≤30 2
31~60 4
61~100 6
101~200 8
>200 10
    试验过程中不应出现任何金属熔化、与焊接电源的连接处损坏或发热引起着火的文献,外壳部件与接线端之间的电压降不应超过4V。

    2)例性检验
    除试验时间未1S,其余应按GB/T 5226.1中20.2条要求进行试验。
 
    11.1 额定空载电压(U0)
    各位置的额定空载电压都不得超过11.1.1至11.1.4条规定的数值(表11)。

    表11  允许的额定空载电压值一览表
 
 
条款 工作条件 额定空载电压值
11.1.1 触电危险性较大的环境 直流113V峰值
交流68V峰值和48V有效值
11.1.2 触电危险性不大的环境 直流113V峰值
交流113V峰值和80V有效值
11.1.3 对操作人员加强保护的机械夹持焊炬 直流141V峰值
交流141V峰值和100V有效值
11.1.4 等离子切割 直流500V峰值
    电子控制的焊接电源应:
    a)保证电路出现任何故障时,输出电压不超过表11的规定值,或
    b)装一个保护系统,在0.3s内的切断输出端的电压,并且不自动复位。

    如果空在电压高于相应限值,焊接电源应按第13条规定安装防触电装置。
    这些限值不适用于可能叠加的引弧和稳弧电压。
    通过测试、线路分析和/或故障模拟检查其合格与否。

    a)有效值
    用一个真有效值表并联一个5kΩ(最大允差±5%)电阻进行测量。

    b)峰值
    为了测得具有重现性的峰值,可忽略无危险性的脉冲,而采用图2所示线路。
    电压表应指示平均值,选用表的量程应尽可能接近实际的空载电压值。电压表的内阻至少1MΩ。
    测量回路中元件参数值的允差不得超过±5%。
    测量时,电位器应载0至5kΩ之间变化,以测得在200Ω~5.2 kΩ负载下的最高峰值电压。用极性转换装置的两种接法进行反复测量。

    11.1.1 在触电危险性较大的环境中使用的额定空载电压

    额定空载电压应不超过:

    a)直流113V峰值;
    b)交流68V峰值和48V有效值。

    对于整流式直流焊接电源的结构,要求在整流器损坏(例如开路、短路或一相有故障)时,空载电压仍不超过上述限值。
    这类焊接电源可标以符号  。
    按11.1条进行测试及通过故障模拟,检查其合格与否。

    11.1.2 在触电危险性不大的环境中使用的额定空载电压

    额定空载电压应不超过:

    a)直流113V峰值;
    b)交流113V峰值和80V有效值。
    按11.1条进行测试,检查其合格与否。

    11.1.3 对操作人员加强保护的机械夹持焊炬情况下使用的额定空载电压

    额定空载电压应不超过:

    a)直流141V峰值;
    b)交流141V峰值和100V有效值。
    上述数值仅适用于满足下述要求的情况:

    a)焊炬不用手持;
    b)焊接停止时空载电压应能自动切断;
    和
    c)防直接接触带电部件应具有:
    ——最低防护等级IP2X,或
    ——有防触电装置(参见13条)。
    按11.1条进行测量,操作和目测检查其合格与否。

    11.1.4 特殊工艺如等离子切割使用的额定空载电压

    额定空载电压应不超过500V直流峰值。
    如果完全满足下属要求,可以使用超过113V直流峰值的额定空载电压:

    a)如果与等离子切割电源配套的割炬从焊接电源拆除或未安装割炬,则安全装置应能防止空载电压的输出。
    b)控制电路(例如:起动开关)切断后的2S内空载电压降至68V峰值以下;
    c)当导弧和主电弧熄灭而使得电弧电流中断时,喷嘴与工件或地之间的电冶不超过68V峰值。

    应在使用说明书中给除符合这些要求的条件。
    这类电源可标以符号。
    按11.1条进行测试,操作和目测检查其合格与否,此外,可用5kΩ的固定电阻替代图2中200Ω固定电阻与5kΩ可变电阻的串联组合。

    15.3 允差

    焊接电源的实测值对额定值的允差应满足:

    a)U0               按11.1条测量,额定空载电压(V)±5%,但不得超过表11限值;

    b)I2min            额定最小焊接电流(A)
      U2min          最小约定负载电压(V)
    b)的数值不能大于铭牌规定的数据。

    c)I2max            额定最大焊接电流(A)
      U2max          最大约定负载电压(V)
    c)的数值不能小于铭牌规定的数据。

    d)n0               额定空载转速(min-1)±5%
    e)P1max           最大功耗(KW)+10  0%
    f)I1max            额定最大输入电流(A)±10%
    在约定焊接条件下通过测量检查其合格与否。 ( 焊接网 www.Hanjie.com
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