探析工業通信設備的電氣安全要求范文
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【摘要】：工業通信設備包括工業交換機、工業路由器和工業網關，廣泛應用于石油、化工、機械、煤炭、交通、核電等領域，是國家關鍵基礎設施的重要組成部分。本文分析了我國工業自動化設備（包括工業通信設備）安全標準現狀的基礎上，提出了工業通信設備的安全要求標準主要內容。
【關鍵詞】：安全要求；工業自動化設備；工業通信設備
工業通信設備包括工業交換機、工業路由器和工業網關，廣泛應用于石油、化工、機械、煤炭、交通、核電等領域，是國家關鍵基礎設施的重要組成部分。近年來，由于工業通信設備的安全問題日益被全社會普遍關注，工業通信設備的安全要求已經成為當今控制系統發展的重點。在國內，由于工業通信設備設備的電氣安全測試沒有專門的測試規范，導致我國工業通信設備在出廠時沒有進行必要的電氣安全測試，給使用者的人身安全帶來了很大的危險，同時也影響了我國工業通信設備的出口銷售。而國外產品進入我國市場通常不受限制，給我國用戶帶來很多安全隱患，甚至會造成嚴重損失。國家標準化管理委員會于2007年國家標準制修訂計劃中下達了《工業自動化產品安全要求》30項計劃項目，后來調整為18項。目前該18項標準已經制定完成。目前，第1～10部分已經。《工業自動化產品安全要求》標準涵蓋的產品有壓力/差壓變送器、溫度變送器、控制閥、流量計、電磁閥、回路調節器、電動執行機構、數字顯示儀表、記錄儀表、控制設備、回波測距（TOF）式物位計、磁致伸縮液位計、儀表電源、工業過程測量和控制用信號配電、隔離、轉換、報警處理單元、差壓流量計、超聲流量計、壓力儀表輔助裝置。但是工業通信設備的國家標準還沒有制定。
2工業通信設備電氣安全國際標準現狀
在國際上，工業通信設備的國際標準主要針對的是工業通信設備的性能，在電氣安全方面沒有專門的國際標準。工業通信設備的電氣安全測試一般采用IEC61010《測量、控制和實驗室用電氣設備的安全要求》。2007年10月22日～10月26日，IEC/TC66（測量、控制和試驗室設備的安全）年會在法國巴黎召開，中國代表提出應在IEC61010框架下，制定針對工業自動化設備的特殊安全要求。與會的TC66專家對該建議表示贊同，但對以何種形式增加新標準仍有不同意見。最后參會專家決定將與TC65專家召開會議，討論針對自動化設備的具體要求，并決定制定該標準的方式。2008年5月12日～5月23日，IEC/TC65（工業過程測量、控制和自動化技術委員會）年會在日本東京召開。應中國代表提議，TC65決定成立IEC/TC65/WG13（工業自動化設備的安全）工作組，在其工作范圍內制定一系列工業自動化設備的安全標準。2008年10月20日～10月24日，IEC/TC65/WG13（工業自動化設備的安全）工作組首次會議在法國巴黎召開。會議決定了工業自動化設備安全系列國際標準名稱，包括控制設備、獨立電源、控制閥和執行器、通信設備、射頻識別設備、可視系統/條形碼掃描器等。會議啟動了控制設備的特殊要求國際標準制定工作。經過10年的努力，IEC/TC65/WG13工作組完成了IEC61010-2-201（控制設備）和IEC61010-2-202（電動執行器和控制閥）標準的制定工作。接下來工作組計劃開展IEC61010-2-203（工業通信設備）標準的研制工作。為實現由中國主導制定工業通信設備安全國際標準，應加快工業通信設備安全國際標準的研究工作。
3工業通信設備的安全要求
工業通信設備的安全要求應符合IEC61010-1（通用要求）的要求。在此基礎上，應研究適用于工業通信設備的特殊安全要求。工業通信設備的特殊安全要求主要包括防電擊、防機械危險、耐機械應力、防火焰蔓延等要求。工業通信設備有機柜安裝的和非機柜安裝的，非機柜安裝的設備屬于開放式設備，機柜安裝的設備屬于封閉式設備。開放式設備有自己獨立的外殼，安全要求需要考慮維護人員。封閉式設備安裝在機柜中，沒有自己獨立的外殼，安全要求僅考慮操作人員。在可觸及零部件的判定、保護接地阻抗、防機械危險、耐機械應力、防火焰蔓延等方面，封閉式設備和開放式設備的要求都不同。這些方面的要求可以作為工業通信設備的安全特殊要求。例如對于機柜安裝的工業通信設備的端子均為不可觸及零部件，因此無安全限值要求。機柜安裝的工業通信設備的防機械危險要求低，機柜內的部分不考慮防機械危險要求，僅考慮機柜外的部分。同樣，對于機柜安裝的工業通信設備，機柜內的部分不考慮耐機械應力、防火焰蔓延的要求，僅考慮機柜外的部分。工業通信設備的可觸及端子絕大部分都是帶弱電的，沒有防止可觸及的要求。但告警端子在某些情況下是可以帶強電的，因此如果設備有告警端子，告警端子應標符號14（小心觸電）。告警端子屬于設備的關鍵零部件，其性能必須可靠。
告警端子的性能雖然不屬于安全要求范疇，但如果告警端子的性能不可靠，由于告警端子的功能失效將直接帶來安全隱患。應對告警端子規定過載要求和耐久性要求，以考核告警端子的安全性能。告警端子通1.5倍的額定電流工作50次，告警端子應工作正常。告警端子通額定電流工作6000次，告警端子應工作正常。有的工業通信設備的電源電路會有防反接電路，其作用是當電源反接時不會引起安全故障。應考慮在防反接電路失效的情況下，是否會引起安全故障。光纖模塊分長距離傳輸模塊和短距離傳輸模塊，要區分應用場景。對于應用于傳輸距離大于60km的場景，如果用傳輸距離小于20km的短光纖模塊代替長距離光纖模塊，在使用過程中有可能會發生炸裂引起安全故障，因此要考慮這種有可能發生的情景，看在用錯光纖模塊種類的情況下，是否會發生安全故障。如果光纖電纜預定用于傳輸激光信號，設備應滿足應滿足IEC60825-1的要求。應在文件中給出警告描述，告誡使用者在設備運行時不要直視光纖端子。
4小節
本文分析了我國工業通信設備電氣安全國家標準現狀和工業通信設備電氣安全國際標準現狀，在此基礎上，提出了工業通信設備的安全要求標準主要內容，有助于實現由我國主導制定工業通信設備電氣安全IEC國際標準。
參考文獻
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[3]GB30439（所有部分）工業自動化產品安全要求
[4]IEC60825-1激光產品的安全要求第1部分：設備分類和要求
[5]IEC61010-1:2012測量、控制和實驗室電氣設備的安全第1部分：通用要求
[6]IEC61010-2-201:2013測量、控制和實驗室用電氣設備的安全第2-201部分控制設備的特殊要求
[7]IEC61010-2-202:2017測量、控制和實驗室用電氣設備的安全第2-202部分電動控制閥和執行器的特殊要求
作者:柳曉菁 施奇維 尚羽佳 單位:機械工業儀器儀表綜合技術經濟研究所