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    关于电绝缘鞋,你了解多少?(二)

    国内外标准制修订情况

    1.1 国内标准情况

    1986年,我国开始起草电绝缘鞋类相关标准。1989年12月27日,GB 12011—1989《绝缘皮鞋》、GB 12015—1989《低压绝缘胶鞋》和GB 12016—1989《绝缘鞋(靴)绝缘性能试验方法》三项标准批准发布,1990年7月1日起同时实施。后又发布了行业标准LD 63—1994《高压绝缘胶鞋(靴)》。这些标准制定时,主要参照前苏联标准ΓΟСΤ 13385—1978《聚合物材料制成的专用绝缘鞋(靴)》和IEC 497.1(1984)《电流通过人体的效应》。

    2000年10月17日,GB 12011—2000《电绝缘鞋通用技术》修订发布,并于2001年6月1日起实施。新修订的国家标准替代了GB 12011—1989、GB 12015—1989和GB 12016—1989三个国家标准,同时,行业标准LD 63—1994自行废止。GB 12011—2000在起草过程中参考了ISO/DIS 8782:1994《安全防护鞋类要求和试验方法》、ANSI Z41.4—1983《防电伤害鞋》和ΓΟСΤ 13385—1984《聚合物材料制的电气绝缘工作鞋技术规范》。修订后的标准在编排和技术内容方面有较大的修改,特别是其电性能要求和测试方法主要参考了美国标准。

    1.2 国外标准情况

    1993年1月,国际标准化组织第94技术委员会第3专业分委员会(足保护)即ISO/TC94/SC3秘书处向各成员国发出ISO/CD 8782四部分防护鞋类标准草案征求意见,该草案分别以欧洲标准EN 344-1992、EN 345-1992、EN 346-1992、EN 347-1992为基础。1998年12月15日,ISO 8782第一、二、三、四部分标准内容正式发布。此时EN标准已由4个修订为8个,因而到2000年3月1日,ISO/TC94/SC3又发布了ISO 8782第五、六、七、八部分。在技术内容上ISO 8782与EN相对应的标准内容是完全一致的,但此时的国际标准并没有对电绝缘鞋提出要求。

    2000年12月,由英国标准协会(BSI)掌管的CEN/TC161秘书处发布了新的安全、防护和职业鞋欧洲标准草案,按照ISO和CEN之间的技术合作协议(维也纳协议),国际标准草案也以相同的编号随之发出。2004年8月1日,新的国际标准和欧洲标准同时正式发布,即EN ISO 20344、EN ISO 20345、EN ISO 20346、EN ISO 20347,它们代替原来的ISO 8782系列标准和相应的欧洲标准。新标准增加了电绝缘性要求,而且采用的是EN 50321:1999中的要求和测试方法。

    在美国,ANSI Z41.2—1967标准规定了足部保护鞋的测试与要求,1975年又相继颁布了几个足部保护鞋的标准,其中就包括ANSI Z41.4《防电击伤害鞋》。此后,美国标准几经修订,于1999年整合为ANSI Z41—1999,并在2005年改版为ASTM F2412:2005《足部防护测试标准》和ASTM F2413:2005《足部防护性能要求规范》,防电击鞋的性能和测试方法涵盖在其中。
    需要提到的是,另一个发达国家加拿大其关于电绝缘鞋的标准要求和测试方法借鉴了美国标准,但有其特殊之处。

    1.3. 欧洲标准、美国标准和中国标准的不同

    在电绝缘性能要求和测试方法上,美国标准与欧洲标准、国际标准均有很大差异,美国标准主要采用干法测试鞋的抗电击性,只有一个耐电压级别,一种要求。而欧洲标准、国际标准采用湿法,要求更细致,这与湿法测试的注水量有关。需要说明的是,国际标准采用的EN 50321:1999为《低压设备上工作时使用的电绝缘鞋》,迄今为止,ISO和IEC尚无高压设备用电绝缘鞋标准。

    欧洲标准、美国标准和中国标准在在电绝缘性要求方面的差异见表1。


    表1 欧洲标准、美国标准和中国标准在电绝缘性要求方面的差异

    在非电性能规定上,欧洲标准与美国标准也有较大差别,欧洲标准技术要求全面、合理,已经在国际上得到了广泛认可,而美国标准本身性能要求并不完善,修订已经是其内在要求。

    GB 12011的电性能测试方法参考了美国标准,采用干法,但在耐压等级上主要是根据国内需求来定的。干法和湿法谁更科学尚无定论,耐压等级如何划分,各国均有不同的考虑。而在非电性能要求上,国内标准的要求和测试方法均与国外标准有较大差异,缺项很多,一些指标要求偏低,使得市场上电绝缘鞋产品质量良莠不齐,制约了电绝缘鞋对作业者的保护作用,也制约了行业发展。因此对GB 12011—2000进行修订势在必行。

    2      标准修订的基本原则

    随着经济的发展,各国人民生活水平的提高,人身安全日益被重视,对安全防护产品的性能要求也随之提高。这种需求最终会在个体防护装备的标准上反映出来。各国在制定标准时,参考借鉴国际上先进技术的做法已经很成熟,这也是我国标准工作的一个重要指导思想。另一方面,向广大劳动者提供有效预防职业伤害的个人防护用品,是劳保用品管理、研发和生产者的首要责任,也是修订标准的出发点和核心任务。

    从GB12011—2000的实施情况来看,在鞋的电性能要求方面,测试方法参考美国标准,基本适应国内需求。然而,在非电性能要求和测试方法上,由于当时国内没有关于劳保鞋的测试方法标准,且国内相关标准与国外先进标准相比缺项很多,因而使得GB 12011—2000的技术内容不全面,特别是在物理机械性能方面,要求偏低,测试技术落后,使得一些电绝缘鞋产品不耐穿,易于产生一些隐性安全事故。

    电性能采用干法还是湿法测试,耐压等级如何划分,各国均有自身的考虑,即便在国内某些部门也有不同。但在非电性能要求上,欧洲标准以其完整性、系统性已经在国际同行中得到了广泛的认同和使用,归属ISO/TC94/SC3的鞋类标准大部分与欧洲标准完全一致。因而,GB 12011的修订有必要与其接轨。
    2007年,国标委发布了四个防护鞋类国家标准,它们是:
    GB 20991—2007《个体防护装备 鞋的测试方法》(修改采用(EN)ISO 20344:2004)
    GB 21148—2007《个体防护装备 安全鞋》(修改采用(EN)ISO 20345:2004)
    GB 21147—2007《个体防护装备 防护鞋》(修改采用(EN)ISO 20346:2004)
    GB 21146—2007《个体防护装备 职业鞋》(修改采用(EN)ISO 20347:2004)
    上述四个国家标准修改采用最新的国际标准(也是欧洲标准),它们带来了一些新概念、新要求和新方法,不仅对鞋的物理机械性能提出了全面要求,还在服用性和舒适性等方面提出了技术要求,充分体现了人性化理念,因而,国内劳保鞋类标准需要参考这四个标准逐步更新。

    综上所述,参照新国标对GB 12011—2000进行修订,使其与国外先进标准全面接轨,对提高产品质量,有效保护劳动者生命安全将起到重要的作用,同时还能提高电绝缘鞋产品在国际市场的竞争力。

    3      主要技术内容的研究和修订

    3.1 标准名称修改的说明

    修订后的标准名称为“足部防护电绝缘鞋”,增加了引导词“足部防护”,删除了原标准名中的“通用技术条件”。事实上,GB 12011—2000自发布实施以来,一直作为产品标准在执行,无论是生产企业、政府监管部门、检验机构还是用户,均用它来评价电绝缘鞋类产品的质量,因而,仅用一个通用的产品名称即可。增加引导词是为了与个体防护装备十一五规划要求保持一致,也方便标准检索。

    3.2  一般要求的研究和修订结果

    一般要求包括成鞋及其各部件的物理机械性能、服用性能等方面的技术要求,这是标准内容改动比较大的地方,目的是为了尽量与国际标准接近,完善非电性能方面的技术内容,使其能有效地保证产品质量。因GB 20991—2007和GB21146—2007均为修改采用国际标准,其技术内容与国际标准基本一致,而GB 21146采用了GB 20991的测试方法,故在充分消化吸收这两个标准的技术内容基础上,对GB 12011—2000的一般要求及相应测试方法进行了增补和修改。新标准与老标准的技术内容主要变化如下:

    a)在对鞋帮的要求方面:

    ——修改了鞋帮高度的要求和测量方法,采用GB 21146中5.2.1要求,测试方法为GB 20991中6.2方法;
    ——对鞋帮厚度的要求与原标准相同,改变了测量方法,采用GB 20991中6.1方法;
    ——修改了革类撕裂强度(新标准名为耐撕裂性)的要求和测试方法,采用GB 21146中5.4.3要求,增加了对织物鞋帮撕裂强度要求,测试方法为GB 20991中6.3方法,而老标准仅有皮革鞋帮撕裂强度要求;
    ——修改了橡胶和聚合材料鞋帮拉伸性能的要求,及对橡胶鞋帮拉伸性能的测试方法,采用GB 21146中5.4.4要求,测试方法为GB 20991中6.4方法;
    ——增加了对鞋帮的耐折性、水蒸气渗透性和系数、pH值、水解、六价铬含量的要求和测试方法,在耐折性性方面主要增加了对橡胶和聚合材料鞋帮耐折性要求,采用GB 21146中5.4.5要求,测试方法为GB 20991中6.5方法;而对鞋帮的水蒸气渗透性和系数、pH值、六价铬含量、水解等要求和测试方法,分别采用GB 21146和GB 20991中相应的要求和方法。

    b)在对外底的要求方面:

    ——增加了外底防滑花纹和厚度方面的要求和测量方法,使之更具体,考查更全面;
    ——增加了对外底撕裂强度的要求和测试方法,采用GB 21146中5.8.2要求,测试方法为GB 20991中8.2;
    ——修改了外底耐磨性、耐折性的要求和测试方法,因考虑到不同材料、不同耐压等级的鞋,其外底耐磨性的差异,参考采用GB 21146中5.8.3的要求,并根据测试情况进行了重新规定;耐折性采用GB 21146中5.8.4要求,测试方法为GB 20991中8.3、8.4;
    ——增加了对聚氨酯外底和外层为聚氨酯材料的鞋底水解要求和测试方法,采用GB 21146中5.8.5要求,测试方法为GB 20991中8.5;
    ——增加了对多层鞋底中间层结合强度的要求和测试方法,采用GB 21146中5.8.6要求,测试方法为GB 20991中5.2;

    c)在对成鞋的要求方面:

    ——增加了全聚合材料鞋的外观要求,采用QB 1471—1992的相关要求;
    ——将对外底剥离强度的要求和测试方法改为对鞋帮/鞋底结合强度的要求和测试方法,采用GB 21146中5.3.1.2要求,测试方法为GB 20991中5.2。
    需要说明的是,这次标准修订,并未将GB 21146中有关衬里、鞋垫和内底的要求放入,主要是考虑国内的检测成本和企业的承受能力,也不会影响成鞋的安全性能和主要部件(鞋帮、外底)的物理机械性能。

    3.3. 电性能要求的修改说明

    新标准的电性能测试采用交流电流试验,即以工频电压值施加于绝缘鞋内、外电极,测量通过的泄漏电流,与原标准差别不大。

    由表1可看出,在欧洲标准中,随着鞋帮高度增加,泄漏电流值是不断增加的。由于欧洲标准和国际标准用湿法测试泄漏电流,在鞋内外采用水电极并维持在一定高度水平。随着鞋帮高度增加,水电极的注水量增加,通过绝缘鞋的泄漏电流也随之增大,这是因为绝缘介质与试验电极几何尺寸决定的电容量对交流电流试验的电流有很大影响。因而,对于同一样品,湿法测试与干法测试所得的泄漏电流值差别很大,也不具有可比性。

    电绝缘鞋的作用是在人们意外触电时防止电流通过人体与大地之间构成通路,对人体造成电击伤害。人们通常是通过双脚接地,所以电绝缘鞋的关键部位是鞋的大底。考虑到原标准的技术要求、测试方法经过多年实践,已表明其适应国内需求,具有可行性和操作简便,因此本次修订仍沿用原标准的电性能测试方法,即干法测试,只对其作了编辑性修改,技术要求不变。

    对测试方法的改动如下:
    ——取消了内电极中的湿海绵垫。测试实践表明,浸有1%氯化钠溶液的海绵垫很容易使钢珠氧化,影响到测试结果;
    ——采用铜片取代金属薄片,并增加了对不锈钢珠的要求;
    ——参考国外标准,在测试步骤中将皮鞋和全橡胶全聚合材料鞋内的钢珠高度从原标准的15mm增至30mm;
    ——将记录电流表的示值精度提高到0.01mA。

    4       研究小结

    在标准修订过程中,曾对几类产品的部分非电性能进行了测试。虽然只是部分物理机械性能的测试,但仍有测试数据达不到新标准要求,这需要国内企业加以重视,注意生产工序到位,采用合适的材料和配件,以提高产品质量。

    关于电性能的干法和湿法测试,在国内也有不统一,主要是电力部门对全橡胶鞋和全聚合材料鞋类要求采用的是湿法测试,因为这类鞋主要在潮湿环境中用,要考虑鞋帮的绝缘,而干法测试是无法说明鞋帮是否绝缘,或是否有导电可能的材料缺陷。但在标准中如何兼顾干法和湿法还需继续研究,毕竟两种方法测试结果差别很大,对于电绝缘皮鞋,是不能采用干法测试的,生产企业也无法用湿法进行逐只测试。而国际标准只有低压方面的测试要求,对于高压,泄漏电流应达到什么值,无法参考,这都需要进一步研究解决。

    经济全球化的迅猛发展,给世界各国的发展带来了压力和挑战,也把标准的竞争推向了国际市场竞争的前沿。我国的经济持续发展、社会全面进步和人民生活水平的不断提高也对标准提出了更高、更新的需求。我们要在熟练掌握WTO规则的基础上,一方面通过积极地采用国际标准和国外先进标准,提高产品质量水平,打破国外的技术壁垒,促进产品出口;另一方面,充分研究国内外产品标准的差别,有针对性地建立标准化的技术措施,抑制不必要的产品进口,以保护我国经济利益和国人安全。


    ——本文出自《中国个体防护装备》,由国家安全生产武汉检测检验中心提供。

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