水冷式多机同步变频装置征求意见稿

ICS53.020.30

CCSJ80

团体标准

T/CASMEXXX—2022

水冷式多机同步变频装置

Water-cooledmulti-machinesynchronousfrequencyconversiondevice

（征求意见稿）

2022-XX-XX发布2022-XX-XX实施

中国中小商业企业协会发布

T/CASMEXXX—2022

前言

本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定

起草。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

本文件由长沙普洛电气设备有限公司提出。

本文件由中国中小商业企业协会归口。

本文件起草单位：长沙普洛电气设备有限公司……

本文件主要起草人：……

III

T/CASMEXXX—2022

水冷式多机同步变频装置

1范围

本文件规定了水冷式多机同步变频装置的型式及基本参数、使用条件、技术要求、试验方法、检验

规则、标志、包装、运输和贮存。

本文件适用于交流额定工作电压至690V、额定频率50Hz，作为电能分配及电动机控制用的水冷式

多机同步变频装置（以下简称“变频装置”）。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；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。

GB/T3797—2016电气控制设备

GB/T3859.2半导体变流器通用要求和电网换相变流器第1-2部分：应用导则

GB/T3859.4半导体变流器包括直接直流变流器的半导体自换相变流器

GB/T4208—2017外壳防护等级（IP代码）

GB/T4798.2环境条件分类环境参数组分类及其严酷程度分级第2部分：运输和装卸

GB/T4798.3—2007电工电子产品应用环境条件第3部分：有气候防护场所固定使用

GB/T7251.1低压成套开关设备和控制设备第1部分：总则

GB/T9969工业产品使用说明书总则

GB/T12668.3调速电气传动系统第3部分：电磁兼容性要求及其特定的试验方法

GB/T12668.501—2013调速电气传动系统第5-1部分：安全要求电气、热和能量

GB/T12668.4调速电气传动系统第4部分：一般要求交流电压1000V以上但不超过35kV的交流调

速电气传动系统额定值的规定

GB/T13306标牌

GB/T13384机电产品包装通用技术条件

GB/T14549电能质量公用电网谐波

GB/T30844.11kV及以下通用变频调速设备第1部分：技术条件

GB/T30844.2—20141kV及以下通用变频调速设备第2部分：试验方法

GB50236现场设备、工业管道焊接工程施工规范

JB/T5833电力变流器用水冷却设备

3术语和定义

GB/T3859.2、GB/T3859.4、GB/T12668.4、GB/T30844.1界定的术语和定义适用于本文件。

4型式及基本参数

型式

1

T/CASMEXXX—2022

4.1.1按结构型式分为：

——单传动；

——多传动。

4.1.2按拓扑结构分为：

——交直交；

——交交。

基本参数

4.2.1输入额定值

宜优先选用输入电压额定值：220V、380V、690V。

4.2.2输出额定值

变频装置输出侧的额定值包括：

——输出电压；

——输出电流；

——运行频率范围；

——输出容量。

型号命名

变频装置的型号及命名规则应符合以下要求：

PLD-□×□/□KW-□

冷却型式（大写英文字母）

电压等级（数字：7:690VAC；5:380VAC；2:220VAC）

变频模块单机规格（数字）

多机组合数量（数字）

产品类型（大写英文字母）

示例：12台350KW变频模块组合、电压等级为5、水冷式的变频装置标记为：PLD-12×5/350KW-L。

5使用条件

环境条件

5.1.1变频装置应能在下列环境条件下正常运行：

——环境温度为-10℃～50℃；

——环境温度为40℃时，相对湿度为5％～95％，无凝露和滴水；

——海拔不超过4000m；

——环境的污染等级为3。

5.1.2变频装置应符合下列安装条件：

2

T/CASMEXXX—2022

——安装在控制屏或控制柜内，控制屏或控制柜内部的温度不应超过环境温度的允许范围；

——垂直安装时，允许与垂直线的倾斜角不大于10°（以制造商规定的安装方向为垂直安装方向）。

——振动应维持在GB/T4798.3—2007规定的等级3M2的范围内：允许的振动位移在振动频率2

Hz～9Hz下为1.5mm；允许的振动加速度在振动频率9Hz～200Hz下为5m/s。

电气使用条件

5.2.1在符合下列各项条件的电源下，变频装置应能正常运行：

——进线侧频率变化：额定频率的±10％；

——进线侧电压变化：额定电压的-15％～10％；

——三相电压不对称率：＜5％。

5.2.2当进线侧电压高于额定电压10％但不超过20％时，变频装置不应出现控制板或功率器件的损坏。

6技术要求

一般要求

6.1.1外观要求

6.1.1.1变频装置外壳及所有支撑表面应无眩目反光，应有防腐能力，颜色应均匀一致，表面无起泡、

腐蚀、划痕、涂层脱落或砂孔等。

6.1.1.2电镀件表面应光滑，色泽均匀，不应有剥落、锈蚀及其他机械损伤。

6.1.1.3所有焊接件的焊接表面应清渣，焊缝应均匀、牢固，不应有脱焊、漏焊、烧穿、夹渣、气孔

等影响强度的缺陷。

6.1.1.4外表面上的各种文字、图形、数字等应清晰、准确。

6.1.1.5变频装置外表面不得开进风口、出风口。柜内器件的散热采用密封的散热方式。

6.1.2机械结构要求

6.1.2.1变频装置的框架、外壳应有足够的机械强度和刚度，应由能够承受一定机械应力、电气应力

及热应力的材料构成，此材料应能经得起正常使用时遇到的潮湿的影响，且不因正常吊装、运输等影响

变频装置的各项性能和使用。

6.1.2.2内部主电路的相序排列、母线及绝缘导线应符合GB/T3797的要求。电线走向应整齐，捆扎、

固定牢固，机柜门开闭应能转动灵活，开启角度不应小于95°。

6.1.2.3变频装置的管道焊接应符合GB50236的相关规定。

6.1.2.4变频装置中的任意单一模块损坏应可独立拆除维修或更换，维修期间不影响整体运行稳定性。

6.1.2.5变频装置中水冷装置内循环应无泄漏、蒸发及污染风险，内循环冷却液使用年限应大于1年。

6.1.3输入输出接口要求

6.1.3.1变频装置应配置至少4路可编程逻辑输入接口，并具备可调节滤波时间的数字滤波，其中1

个宜固定为外部故障输入。

6.1.3.2宜配置至少一个通信接口，未配置通信接口时，应增加1个继电器逻辑输出接口，固定为报

警故障。

6.1.3.3应配置至少2路继电器逻辑输出接口，其中1个固定为急停故障，1个固定为电机抱闸控制。

功能要求

3

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变频装置应具备（但不限于）下列功能：

——频率或速度设定；

——运行操作；

——输入/输出信号；

——显示频率、电流、电压、功率等；

——异常记录显示：

•故障监控；

•保护功能；

•故障报警状态的复位；

•故障和报警的异常历史记录与显示；

•设定参数的密码保护。

——通信接口应能输入输出设置参数、输出运行异常记录及故障信息等；

——再起动：

•变频装置应能设置“再起动等待时间”；

•变频装置允许设置响应或不响应在“关闭制动器进程”中接收到的起动指令；

•变频装置可设置是否允许在运行中直接反向。

——快速停止：变频装置在不触发直流母线过电压故障的前提下，用最短的时间通过电气制动快

速停止电动机运行，然后给出制动指令；

——紧急停止：变频装置给出制动和切断动力电源指令，关闭输出，通过机械制动立即停止电动

机运行。

性能要求

6.3.1水冷装置介质的算术平均温度差低于7℃时，冷却容量应满足变频装置的设计要求。

6.3.2在额定流量下，热交换器部件的传热系数应不低于3500W/（m2·K）。

6.3.3水冷装置管道（不包括泵）承受1.2倍～1.5倍额定水压，保持30min，应无破裂、渗漏水等

现象。正常工作时，热转移媒质管道的渗漏量不大于10mL/h。

6.3.4非主从控制的开环矢量模式下同步精度速度偏差不超过0.3％，转矩偏差不超过2.5％（恒扭矩

段）或5％（恒功率段）。

安全要求

6.4.1绝缘试验

6.4.1.1绝缘电阻

6.4.1.1.1绝缘电阻值不应小于1MΩ。

6.4.1.1.2测量绝缘电阻的试验电压应符合表1的规定。

表1测量绝缘电阻的试验电压

单位为伏

额定绝缘电压Ui试验电压

50＜Ui≤300500

300＜Ui≤10001000

6.4.1.2介电性能

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应符合GB/T3797—2016中9.1的规定。

6.4.2电气间隙和爬电距离

6.4.2.1电气间隙

应符合GB/T3797—2016中6.4.1和6.4.2的规定。

6.4.2.2爬电距离

各带电电路之间以及带电部件、导电部件之间的爬电距离应符合表2的规定。

表2爬电距离

绝缘材料组别

工作电压（有效值）Ⅰ（CTI≥600）Ⅱ（600＞CTI≥400）Ⅲa（400＞CTI≥175）Ⅲb（175＞CTI≥100）

V爬电距离

mm

≤401.41.61.81.8

631.61.82.02.0

1271.92.12.42.4

2503.23.64.04.0

4005.05.66.36.3

6908.09.010.010.0

注：将绝缘材料按相比漏电起痕指数（CTI）分组。

6.4.3接地保护连续性

6.4.3.1应设置可靠接地点，运行中操作人员可以触及的金属部件与外壳接地点之间的电阻不应大于

4Ω，接地点应有明显的接地标志。

6.4.3.2应设置屏蔽功能（如抗干扰等）的接地，可与安全接地点共用。

6.4.3.3应有防止触电的保护设施。金属结构体的架、门和盖等应可靠接地。保护导线截面积应能满

足表3的规定。

表3保护导体截面积

单位为平方毫米

导体的截面积S相应保护接地导体的最小截面积

S≤16S

16＜S≤3516

S≥35S/2

6.4.3.4每个需要通过保护连接接地的部件应具有一个连接接地导体的装置。连接装置应耐腐蚀，适

用于连接表3规定的电缆，且不应兼用于如作为机械紧固用或用于其他电气连接的其他功能。

输出额定容量

在规定的电源条件和额定运行条件下，其可输出容量不应低于额定容量。

空载测试

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在空载启动、停止的测试过程中，电气线路的所有部分以及冷却功能均应与主电路一起正常运行。

运行频率范围内的输出能力

在运行频率范围内，被控电动机均可以正常运行，在额定最低输出频率和额定最高输出频率时，变

频装置均可以输出额定电流并满足过载能力。

效率

对于整流器件前端，在额定输出电压、额定输出电流和负载功率因数不小于0.80的条件下，应满足

效率不小于95％。效率值应明确标明载波频率以及是否包含变压器、风机、控制电源等其他设备的总效

率值。

输入端功率因数（基波的位移）

整流器件前端在20％～100％功率范围内，额定功率因数不小于0.93。

温升

变频装置内部各部位的温升限值应符合表4的规定。

表4各部位的温升限值

单位为开尔文

部件或部位温升限值

主电路半导体器件的有效结温和外壳温升40

裸铜45

主电路半导体器件与导体的连接处镀锡层55

锡银层70

铜35

母线（非连接处）

铝25

噪声

在1m距离处测量，噪声声压级应低于75db（A）。

频率分辨率

在运行频率范围内，频率分辨率不应大于0.1Hz。

输出电压不对称率

在正常使用条件下，在输出频率调节范围内及各相负载对称的情况下，变频装置输出电压不对称率

应小于5％。

过载能力

变频装置在额定输出电流下连续运行时，以10min间隔为周期，能输出150％的额定电流的时间应

不少于1min。

保护功能

变频装置应具备（但不限于）下列保护功能：

6

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——过电流保护；

——过电压保护；

——欠电压保护；

——电动机正反向限流保护；

——电动机过载保护；

——变频装置过热保护；

——输出侧相对相短路保护；

——输出侧相对地短路保护；

——输入侧缺相保护；

——输出侧缺相保护；

——内置制动单元的短路保护；

——编码器故障保护；

——变频装置发生故障导致输出中止时，应给出故障信号；

——闭环运行时，电动机失速保护。

环境适应性

环境适应性应能满足5.1.1的各项要求，并选取以下试验进行：

——高温运行试验；

——低温起动试验；

——交变湿热试验；

——振动试验。

电磁兼容性

电磁兼容性应符合GB/T12668.3的要求。

防护等级

变频装置的防护等级不应低于GB/T4208—2017规定的IP55。

7试验方法

试验条件

7.1.1环境条件

正常试验环境条件包括：

——环境温度：15℃～35℃；

——相对湿度：45％～75％；

——大气压力：86kPa～106kPa。

7.1.2电气条件

正常试验电气条件包括：

——输入电压允差的上限值为额定电压的+10％，下限值为额定电压的-10％；

——输入频率允差为额定频率的±2％；

——三相输入电压不对称率不应超过2％；

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——电网谐波符合GB/T14549的要求。

7.1.3其他要求

7.1.3.1试验用的测量仪器、仪表和设备应具有满足测量要求的准确度，且能进行有效的溯源。

7.1.3.2试验结果应以试验报告的形式确认。试验报告应清晰而明确地阐明与试验相关的所有信息（负

载条件、电缆敷设等）。由制造厂提供的功能说明以及详细验收准则，应在试验报告中予以记录。

7.1.3.3应采取安全防护措施，确保操作人员、试验人员的安全。

一般要求检查

变频装置通电后，应采用目测和手动操作法进行常规检查。

功能检查

当在制造厂内无法进行检查时，可由用户提供试验条件按照6.2的内容进行检查。

性能检查

7.4.16.3.1和6.3.2按JB/T5833规定的方法进行。

7.4.2采用大型测功平台进行测试，设定计算机控制程序向变频装置发控制指令、测功平台同时监测

多台被试电机的转矩值编码器反馈值，进行数值检查。

安全要求

7.5.1绝缘试验

绝缘试验按GB/T30844.2—2014中5.2的方法进行。

7.5.2电气间隙和爬电距离

电气间隙和爬电距离按GB/T12668.501—2013中附录C规定的方法进行测量。

7.5.3接地保护连续性

可触及金属部件接地电阻的测量可采用直接测量法。测量前，应将被试设备与供电电源和负载断开，

并去除规定的测量点的污秽（若有）。测量时，仪表端子分别接至接地端子和机壳及应接地的导电金属

件。

输出额定容量

在规定的电源条件以及输出额定电流、额定电压和额定频率的情况下，变频装置能够稳定运行1h。

对于模块化结构的变频装置，允许对单一模块进行试验。

空载试验

对于出厂检验，在额定输入频率下验证。对于型式检验，还要在输入频率的最大值和最小值下验证

变频装置的功能，试验程序如下：

a)调整输入电压达到额定值；

b)输出电压达到额定值；

c)检查变频装置电气线路的所有部分及变频装置的冷却功能，能否与主电路一起正常运行。

运行频率范围内的输出能力

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在运行频率范围内，观察电动机的运行状态，检查被控电动机是否能在额定负载下保持稳定运行。

该试验在保证正常运行的最低允许输入电压和最高允许输入电压下各进行一次。

效率的测量

可采用负载试验法，通过在额定负载条件下测量功率确定效率。测量程序如下：

a)在规定的电源条件下，调整输入、输出电压、频率及负载电流达到额定值；

b)按一定的时间间隔，测量变频装置的输入有功功率和输出有功功率；

c)计算出效率。

输入端功率因数的测量

可采用负载试验法。测量程序如下：

a)调整输入电压和负载电流达到额定值；

b)负载输出在20％、80％、100％功率点，测量输入侧电压、电流及功率因数。

温升试验

7.11.1温升试验在额定条件下进行，不超过4h。

7.11.2环境温度在试验周期的最后四分之一期间测量。至少使用两个测温元件对称布置在变频装置的

周围，其位置高度约为变频装置高度的1/2，距变频装置不超过300mm。应注意避免空气流动和直接热

辐射对测量的影响。试验时，测量各部件的温度，直至达到热平衡。

注：温度变化不超过1K/h时，即认为达到热平衡。

噪声测量

试验在周围2m内没有声音反射的场所，在额定负载下进行，测量时测试设备正对样机，水平距离1

m，距地面高度1.2m～1.6m处取至少两点作为测试点，取最大噪声值为测试值。

频率分辨率测量

在规定电源条件下，在整个运行频率范围内以最小级差改变输出频率，测量变频装置输出相邻两个

频率间增量的最小值。

输出电压不对称率的测量

输出电压不对称率按GB/T30844.2一2014中5.13的方法进行测量。

过载能力试验

试验结合温升试验进行。试验程序如下：

a)调整环境温度到变频装置允许正常运行的最高温度至最高温度减2℃之间；

b)调整变频装置负载电流达到额定值；

c)在变频装置温度达到热平衡后，增加负载电流至规定的过载值；

d)经过规定的持续时间后，降低变频装置负载电流至额定值；

e)调整电动机输出转矩到额定值；

f)经过规定的间隔时间后，调整电动机输出转矩到规定的过载值；

g)经过规定的持续时间后，降低电动机的输出转矩到额定值；

h)经过规定的间隔时间后，回到步骤；

i)试验过程重复三次，检查被测变频装置是否正常运行、不报警；

9

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j)使变频装置处于发电状态，调整制动电流到额定值；

k)在变频装置温度达到热平衡后，增加制动电流至规定的过载值；

l)经过规定的持续时间后，降低制动电流至额定值，检查变频装置是否正常运行。

保护功能检测

7.16.1保护功能的检测应尽可能在不使样机各部件受到超过其额定值冲击的条件下进行，出厂检验时

保护功能的检测不包括那些动作时会发生永久性损坏的器件。

7.16.2保护功能检测时，应在相应的运行条件下，检查变频装置是否发出相应故障信号或自动切断输

出电源。

环境适应性试验

7.17.1高温运行试验

试验程序如下：

——在50℃±2℃的环境温度和额定负载下，被试设备负载运行10min、停止1min。以此为1

个周期，连续试验10个周期；

——检查被试设备运行是否正常。

7.17.2低温起动试验

低温起动试验按GB/T30844.2—2014中5.16.3的规定进行。

7.17.3交变湿热试验

交变湿热试验按GB/T30844.2—2014中5.16.4的规定进行。

7.17.4振动试验

振动试验条件按GB/T30844.2—2014中5.16.5的规定进行。

电磁兼容性试验

电磁兼容性试验按GB/T30844.2—2014中5.17的规定进行。

防护等级

按GB/T4208—2017的规定进行。

8检验规则

检验分类

检验分为出厂检验和型式检验。

出厂检验

8.2.1每台变频装置出厂前应做出厂检验，检验合格方可出厂，出厂产品须有合格证。

8.2.2出厂检验的项目按表5的规定执行。

8.2.3出厂检验的项目应合格，若有不合格的项目应进行返修，再重新检验，若再次检验仍不合格，

应进行报废处置。

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T/CASMEXXX—2022

型式检验

8.3.1有下列情况之一时，应进行型式检验：

——新产品投产或老产品转厂生产的试制定型鉴定；

——正式生产后，如结构、材料、工艺有较大改变，可能影响产品性能；

——产品长期停产后，恢复生产；

——出厂检验结果与上次型式检验有较大差异；

——行业主管部门提出要求。

8.3.2型式检验项目见表5。

8.3.3型式检验的变频装置，应从出厂检验合格的成品中随机抽取，抽样基数不限，每个检验项目抽

样不少于2台，在不影响试验正确性的原则下，允许不同的检验项目合并在不少于2台变频装置上进行

检验。若超过2项试验不合格，则判定型式检验为不合格。若仅有1台1项不合格，则按原抽样数量加

倍检验不合格项，若全部合格，则仍可以认为型式检验通过，若仍出现1项不合格，则型式检验不通过。

表5检验项目

序号项目出厂检验型式检验技术要求试验方法

1一般要求√√6.17.2

2功能要求√√6.27.3

3性能要求—√6.37.4

4绝缘试验√√6.4.17.5.1

5电气间隙和爬电距离—√6.4.27.5.2

6接地保护连续性√√6.4.37.5.3

7输出额定容量—√6.57.6

8空载试验√√6.67.7

9运行频率范围内的输出能力—√6.77.8

10效率—√6.87.9

11输入端功率因数—√6.97.10

12温升—√6.107.11

13噪声—√6.117.12

14频率分辨率—√6.127.13

15输出电压不对称率—√6.137.14

16过载能力—√6.147.15

17保护功能√√6.157.16

18环境适应性—√6.167.17

19电磁兼容性—√6.177.18

20防护等级—√6.187.19

注：“√”表示应检项目；“—”表示不检项目。

9标志、包装、运输和贮存

标志

应在变频装置明显位置固定清晰永久的标牌，标牌应符合GB/T13306的规定，至少包括以下内容：

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——制造厂名称；

——型号和生产序列号；

——基本参数。

包装

9.2.1变频装置包装应符合GB/T13384的规定，出厂时至少应附带以下随行文件：

——装箱清单；

——合格证书；

——使用说明书；

——成套及备件一览表。

9.2.2使用说明书应符合GB/T7251.1和GB/T9969的规定。

运输和贮存

9.3.1变频装置的运输环境条件应符合GB/T4798.2的规定。变频装置（不加冷却液）在运输过程中，

应有防雨防潮措施，不应有剧烈振动、撞击和倒置，并且不适宜与易燃易爆、腐蚀性、潮湿的物品混运。

9.3.2变频装置应贮存在空气流通、无腐蚀性气体的仓库中，应避免淋雨、暴晒，避免出现凝露和霜

冻。

9.3.3变频装置运输和贮存的环境条件应符合以下要求：

——环境温度：-25℃～65℃；

——相对湿度：5％～95％。

9.3.4变频装置不应与有毒、易燃、易爆及易挥发物品混放在同一仓库。

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T/CASMEXXX—2022

目次

前言................................................................................III

1范围...............................................................................1

2规范性引用文件.....................................................................1

3术语和定义.........................................................................1

4型式及基本参数.....................................................................1

型式...........................................................................1

基本参数.......................................................................2

型号命名.......................................................................2

5使用条件...........................................................................2

环境条件.......................................................................2

电气使用条件...................................................................3

6技术要求...........................................................................3

一般要求.......................................................................3

功能要求.......................................................................3

性能要求.......................................................................4

安全要求.......................................................................4

输出额定容量...................................................................5

空载测试.......................................................................5

运行频率范围内的输出能力.......................................................6

效率...........................................................................6

输入端功率因数（基波的位移）...................................................6

温升..........................................................................6

噪声..........................................................................6

频率分辨率....................................................................6

输出电压不对称率..............................................................6

过载能力......................................................................6

保护功能......................................................................6

环境适应性....................................................................7

电磁兼容性....................................................................7

防护等级......................................................................7

7试验方法...........................................................................7

试验条件.......................................................................7

一般要求检查...................................................................8

功能检查.......................................................................8

性能检查.......................................................................8

安全要求.......................................................................8

输出额定容量...................................................................8

空载试验.......................................................................8

运行频率范围内的输出能力.......................................................8

I

T/CASMEXXX—2022

效率的测量.....................................................................9

输入端功率因数的测量..........................................................9

温升试验......................................................................9

噪声测量......................................................................9

频率分辨率测量................................................................9

输出电压不对称率的测量........................................................9

过载能力试验..................................................................9

保护功能检测.................................................................10

环境适应性试验...............................................................10

电磁兼容性试验...............................................................10

防护等级.....................................................................10

8检验规则..........................................................................10

检验分类......................................................................10

出厂检验......................................................................10

型式检验......................................................................11

9标志、包装、运输和贮存............................................................11

标志..........................................................................11

包装..........................................................................12

运输和贮存....................................................................12

II

T/CASMEXXX—2022

前言

本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导