探析工业通信设备的电气安全要求范文
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【摘要】：工业通信设备包括工业交换机、工业路由器和工业网关，广泛应用于石油、化工、机械、煤炭、交通、核电等领域，是国家关键基础设施的重要组成部分。本文分析了我国工业自动化设备（包括工业通信设备）安全标准现状的基础上，提出了工业通信设备的安全要求标准主要内容。
【关键词】：安全要求；工业自动化设备；工业通信设备
工业通信设备包括工业交换机、工业路由器和工业网关，广泛应用于石油、化工、机械、煤炭、交通、核电等领域，是国家关键基础设施的重要组成部分。近年来，由于工业通信设备的安全问题日益被全社会普遍关注，工业通信设备的安全要求已经成为当今控制系统发展的重点。在国内，由于工业通信设备设备的电气安全测试没有专门的测试规范，导致我国工业通信设备在出厂时没有进行必要的电气安全测试，给使用者的人身安全带来了很大的危险，同时也影响了我国工业通信设备的出口销售。而国外产品进入我国市场通常不受限制，给我国用户带来很多安全隐患，甚至会造成严重损失。国家标准化管理委员会于2007年国家标准制修订计划中下达了《工业自动化产品安全要求》30项计划项目，后来调整为18项。目前该18项标准已经制定完成。目前，第1～10部分已经。《工业自动化产品安全要求》标准涵盖的产品有压力/差压变送器、温度变送器、控制阀、流量计、电磁阀、回路调节器、电动执行机构、数字显示仪表、记录仪表、控制设备、回波测距（TOF）式物位计、磁致伸缩液位计、仪表电源、工业过程测量和控制用信号配电、隔离、转换、报警处理单元、差压流量计、超声流量计、压力仪表辅助装置。但是工业通信设备的国家标准还没有制定。
2工业通信设备电气安全国际标准现状
在国际上，工业通信设备的国际标准主要针对的是工业通信设备的性能，在电气安全方面没有专门的国际标准。工业通信设备的电气安全测试一般采用IEC61010《测量、控制和实验室用电气设备的安全要求》。2007年10月22日～10月26日，IEC/TC66（测量、控制和试验室设备的安全）年会在法国巴黎召开，中国代表提出应在IEC61010框架下，制定针对工业自动化设备的特殊安全要求。与会的TC66专家对该建议表示赞同，但对以何种形式增加新标准仍有不同意见。最后参会专家决定将与TC65专家召开会议，讨论针对自动化设备的具体要求，并决定制定该标准的方式。2008年5月12日～5月23日，IEC/TC65（工业过程测量、控制和自动化技术委员会）年会在日本东京召开。应中国代表提议，TC65决定成立IEC/TC65/WG13（工业自动化设备的安全）工作组，在其工作范围内制定一系列工业自动化设备的安全标准。2008年10月20日～10月24日，IEC/TC65/WG13（工业自动化设备的安全）工作组首次会议在法国巴黎召开。会议决定了工业自动化设备安全系列国际标准名称，包括控制设备、独立电源、控制阀和执行器、通信设备、射频识别设备、可视系统/条形码扫描器等。会议启动了控制设备的特殊要求国际标准制定工作。经过10年的努力，IEC/TC65/WG13工作组完成了IEC61010-2-201（控制设备）和IEC61010-2-202（电动执行器和控制阀）标准的制定工作。接下来工作组计划开展IEC61010-2-203（工业通信设备）标准的研制工作。为实现由中国主导制定工业通信设备安全国际标准，应加快工业通信设备安全国际标准的研究工作。
3工业通信设备的安全要求
工业通信设备的安全要求应符合IEC61010-1（通用要求）的要求。在此基础上，应研究适用于工业通信设备的特殊安全要求。工业通信设备的特殊安全要求主要包括防电击、防机械危险、耐机械应力、防火焰蔓延等要求。工业通信设备有机柜安装的和非机柜安装的，非机柜安装的设备属于开放式设备，机柜安装的设备属于封闭式设备。开放式设备有自己独立的外壳，安全要求需要考虑维护人员。封闭式设备安装在机柜中，没有自己独立的外壳，安全要求仅考虑操作人员。在可触及零部件的判定、保护接地阻抗、防机械危险、耐机械应力、防火焰蔓延等方面，封闭式设备和开放式设备的要求都不同。这些方面的要求可以作为工业通信设备的安全特殊要求。例如对于机柜安装的工业通信设备的端子均为不可触及零部件，因此无安全限值要求。机柜安装的工业通信设备的防机械危险要求低，机柜内的部分不考虑防机械危险要求，仅考虑机柜外的部分。同样，对于机柜安装的工业通信设备，机柜内的部分不考虑耐机械应力、防火焰蔓延的要求，仅考虑机柜外的部分。工业通信设备的可触及端子绝大部分都是带弱电的，没有防止可触及的要求。但告警端子在某些情况下是可以带强电的，因此如果设备有告警端子，告警端子应标符号14（小心触电）。告警端子属于设备的关键零部件，其性能必须可靠。
告警端子的性能虽然不属于安全要求范畴，但如果告警端子的性能不可靠，由于告警端子的功能失效将直接带来安全隐患。应对告警端子规定过载要求和耐久性要求，以考核告警端子的安全性能。告警端子通1.5倍的额定电流工作50次，告警端子应工作正常。告警端子通额定电流工作6000次，告警端子应工作正常。有的工业通信设备的电源电路会有防反接电路，其作用是当电源反接时不会引起安全故障。应考虑在防反接电路失效的情况下，是否会引起安全故障。光纤模块分长距离传输模块和短距离传输模块，要区分应用场景。对于应用于传输距离大于60km的场景，如果用传输距离小于20km的短光纤模块代替长距离光纤模块，在使用过程中有可能会发生炸裂引起安全故障，因此要考虑这种有可能发生的情景，看在用错光纤模块种类的情况下，是否会发生安全故障。如果光纤电缆预定用于传输激光信号，设备应满足应满足IEC60825-1的要求。应在文件中给出警告描述，告诫使用者在设备运行时不要直视光纤端子。
4小节
本文分析了我国工业通信设备电气安全国家标准现状和工业通信设备电气安全国际标准现状，在此基础上，提出了工业通信设备的安全要求标准主要内容，有助于实现由我国主导制定工业通信设备电气安全IEC国际标准。
参考文献
[1]《浅析工业自动化产品的电气安全要求》，2010，第6期，仪器仪表标准化与计量，梅恪、张桂玲
[2]GB4793.1-2007测量、控制和实验室电气设备的安全第1部分：通用要求
[3]GB30439（所有部分）工业自动化产品安全要求
[4]IEC60825-1激光产品的安全要求第1部分：设备分类和要求
[5]IEC61010-1:2012测量、控制和实验室电气设备的安全第1部分：通用要求
[6]IEC61010-2-201:2013测量、控制和实验室用电气设备的安全第2-201部分控制设备的特殊要求
[7]IEC61010-2-202:2017测量、控制和实验室用电气设备的安全第2-202部分电动控制阀和执行器的特殊要求
作者:柳晓菁 施奇维 尚羽佳 单位:机械工业仪器仪表综合技术经济研究所