GB T 13002-1991 旋转电机装入式热保护 旋转电机的保护规则.pdf

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1、中华人民共和家标准旋转电机装人式热保护旋转电机的保护规则GB/T 13002- 91 Built-in thermal protection for rotating electrical machines Rules for protection of rotating electrical machines 本标准等效采用国际标准IEC34-11-1(978)旋转电机装入式热保护第1篇:旋转电机的保护规则。1 主题内容与适用范围本标准规定了对装有热检测器或热保护器的电机热保护系统的使用要求。本标准适用于额定电压为660V及以下，符合GB755并装有按第3章规定的装入式热保护的电机。本标准范

2、围内的热保护系统的脱扣温度是由制造厂预先整定的，用户不能调整。2 引用标准GB 755旋转电机基本技术要求GB 1497 低压电器基本标准3 术语3. 1 装入式热保护built-in tbermal protection 用以保护旋转电机的被保护部件不受某种热过载而造成温度过高，热保护系统起保护作用，且系统的全部或部分是装在电机内的热敏装置(热检测器或热保护器)。3.2 热保护系统thermal protection system 由一个或多个热检测器与一套控制系统组成，或由一个或多个热保护器组成，用以保护旋转电机的装入式热保护系统。3.3 热检测器thermal detector 一种电气

3、上绝缘的并仅对温度敏感的装置，当温度达到顶定值时，它能触发控制系统中的开关动作。当温度下降到复位值时，该装置能手动或自动复位。3.4 控制系统controlsystem 把热检测器特性上的个特定点转换成电机电源的一个开关动作的系统。3.5 热保护器thermal protector 种电气上绝缘并对电机温度和电流敏感的装置，电机的电流从中通过，当温度达到预定值时，自动切断电源。国家技术监督局1991-05-05批准1992-05-01实施GB!T 13002-91 当温度下降到复位值时，该装贵能手动或自动复位。3.6 被保护部件protected part 旋转电机的一部分，其温度由于热保护系

4、统的作用而限制在预定值内。3. 7 慢变化热过载thermal overload with slow variation 电机温度超过正常运行的温度，且以慢速增加(见图l相同z)。温度CC)靠近热幢四器或热保护器的饶组温度、r-F-卢=-一-飞热幢恻黯且热悻护器的温度正常工作方式慢变化热浦开始时间(h革min)图1慢变化热过载直接热保护温度CCl靠热幢测器蛊热酷铲嚣的饶组温度热度或温器的测器撞护T、热闹悻正常间期性L作慢噩化热过量开蛐(蜻曹周期性王作)时间(min)图2包括起动的断续周期工作制(S4)的慢变化热过载直接保护被保护部件的温度变化缓慢，热检测器或热保护器的温度能及时(没有明显的延迟

5、)跟随其变化。慢变化热过载可能由于下述原因引起:a. i.风或通风系统的故障$b. 环境温度或冷却介质温度过高;C. 缓慢增加的机械过载pd. 电机电源长期欠电压或过电压;e. 断续工作制电机违反其规定的工作方式运行。3. 8 快变化热过载thermal overload with rapid variation 电机温度超过正常运行温度，且以快速增加(见图3和图。; , 1 GB/T 1 3002 - 91 被保护部件的温度变化速度太快，以致热检测器或热保护器的温度无法跟随其变化，因而产生明显的延迟，导致两者之间有明显的温差。快变化热过载的原因可能是:电机堵转、一相有故障或是在非正常状态下起

6、动(惯量太大、电压太低、负载转矩异常大。3.9 电机的热临界部件thermally critical part of a machine 温度最快达到危险值的电机部件E在慢变化热过载时的热临界部件可能在快变化热过载时不再是热临界部件(见图4)。3.10 直接保护direct thermal protection 当装有热检测器或热保护器的电机部件是热1陷界部件时，这种保护形式为直接保护。3. 11 间接保护indirect thermal protection 当装有热检测器或热保护器的电机部件不是热临界部件，但两者温升有一定关系时，这种保护形式为间接保护。3. 12 脱扣后的最高温度maxi

7、mum temperature after trippng 在快变化热过载情况下，电机被保护部件在热保护系统脱扣后的段时间内所达到的最高温度(见图3和图4)。3. 13 热保护类别category of thermal protection 在热过载下，用以表示电机的允许温度等级的标志。温度CC)正常工作直式产去=L靠近热幢测器的镜组温度快变化热过就开蜻1-脱扣a-.t ftJj (5) 囹3热临界部件有直接热保护的快变化热:cl载i 12 GB/T 13002-91 温度CC)脱扣后镜组最高温度正常工作方式但战件帕鄙件挥部临界热临最热平是SR载过过热热化化噩噩快慢对对, / -二盖在对慢蜜化

8、热过单是热临界部件上的热幢测器或热保铲榻的温匪对快变化热过草是热临界部件的温度快变化热过草开始脱扣时间，s)图4热临界部件有间接热保护的快变化热过载4 装入式热保护型式装入式热保护型式应按表l的特征符号来表示，第4位数字表征设计热保护时的热过载型式，第二位数字表征级数和动作型式，第三位数字表征装入式热保护的类别。表I装入式热保护的型式符号热过载型式级数和动作型式热保护类别第一位数字)(第二位数字t第二位数字)TP 111 单级，0且扣TP 112 只有慢变化2 TP 121 (如稳定过载l 双级:报警和脱扣TP 122 2 TP 211 1 单级:脱扣TP 212 慢变化和快变化2 TP 22

9、1 (如稳定过裁和堵转1 双级z报警和脱扣TP 222 2 TP 311 只有快变化I 单级=脱扣如堵转7TP 312 2 :-14 3 GB/T 13002-91 电机制造厂应根据电机特性和所使用的保护系统来表明热过载的型式(第一位数字)和热保护类别(第三位数字)，还应向用户说明电机上配用的热保护型式。用户在订货时应说明热保护系统的级数和动作型式(第三位数字)，如未作说明，可认为是单级保护。注z采用报警作为单级保护不属于本标准范围。豆)在汉级保护的情况节，除非电机制造厂和用户之间另有协议，报警检测器的动作温度应比脱扣检测器的动作温度低20K，并且这些检测器应安放在电机的各等热点ro热保护型式

10、取决于热检测器或热保护器安装的位置和方法、装置的数量、直接保护还是间接保护E电机热临界部件的温度增长速度、电机热临界部件与装有热检测器戎热保护器的部件之间温度的关系以及热检测器或热保护器温度与其安装部件温度之差等因素。31对于小于50kW的笼形电机，通常可提供慢变化和快变化热过载的保护(TP2X X对较大的电机.特别是对绕线转子和旋转电枢电机，正常的保护是指对慢变化热过载的保护，不大可能对快变化热过载进行保护。对采用快变化热过载保护的笼形转子电机，般，定子绕组要使用漆包线且转于设计要配舍适当。I类和2类热保护都吁以使电机得到有效的保护.选用何种热保护类别-蜓由电机制造广决窍，并取决于电机的特性

11、、尺寸、工作制、保护系统元件的容差及上述注和注等因素。5 热保护系统的性能115. 1 慢变化热过载的保护CTPlX X或TP2X X) 当电机在不引起热保护系统动作(对双级保护，应不引起脱扣)的最大负载下运行，旦被保护部件的温度不超过最高温度限值时，该热保护系统就符合本条的要求，最高温度限值为GB755表1的温升限值与本标准表2规定的温度增量之初。表2温度的增量K 绝缘等级A E 日F H 热保护I类65 65 65 70 70 类别2类80 80 85 品。90 电机应能在各种额定供电条件下输出额定功率而不引起热保护系统脱扣。按本条规定求得的最高温度限值可适用于额定功率为llkW及以r，用

12、热电偶测量的电机绕组温度。住2根据所使用的热保护类别以及热保护系统各种元件的容差.热保护般以低于5.1条的最高由度限值10K 至20K的温度动作。组成保护系统耍考虑很多因素(见第4章因此本标准不可能规定热检测器或热保护器的动作温度，只能由电机制造厂根据经验加以选择a装入式热保护可以用间接保护方法保护远离热检测器或热保护器的电机部件。由日绕组、集电环、转子、换!iel器以及与绕组接触的其他部件等。5. 2 t变化热过载的保护，电机手动再起动(TP2X X和TP3X X) 当电机进行快变化热过载，且下列两种情况同时满足时，该热保护系统就符合本条的要求。a. 任一被保护部件都不应达到对以后使用有窑的

13、温度.对笼形电机的转子应特别注意h 脱扣后电机绕组的最高温度应不超过最高温度限值.即GB755表1的温升!很值与本标准表3采用说明z1) JIIlJ弃IEC3,1-11-1第6章中示例性质的表31号1表5，因其部分依据是旧版本的IEC34-1旋转电机定额和性能，而新版本的JEC34-1(1983年)对相应内容己作了修改，又因新版的IEC34斗及GR755对与温升对应的也机容量划分得较细.用哪一功率档的电机来示例都无典型意义，所以本标准不再采用IEC34-1l-l第5章中表3、表5示i9tJ性质的表.3.1 1 GB/T 13002- 91 规定的温度增量之和。表3温度的增量K 绝缘等级A E

14、日F H 热保护1类120 120 120 125 125 类另IJ2类140 140 145 150 150 接本条规定求得的最高温度限值可适用于额定功率为l1kW及以下，用热电偶测量的电机绕组温度。注z如果被监视部件的温度增长速度太快(对直接保护而言)，或者被监视部件的温度增长速度太大低于电机最危险部件的温度增长速度(该部件在快变化热过载时为热临界部件而加以间接保护)，那么热保护系统将不能准确跟踪，以致电机绕组的最高温度不能符合本条的规定，这时不可能对快变化热过载进行保护。5.3 快变化热过载的保护，电机自动再起动(TP2X X和TP3X X) 在热保护系统脱扣后，使电机能自动再起动的设备

15、，应由制造厂和用户专门协议。电机制造厂和热保护系统制造厂，对热保护系统的自动再起动应给予专门考虑，并应提供合适的接触器或起动器作为保护系统的一部分。通常，自动再起动仅适用于额定输出功率小子5kW.并装有热保护器的电机。如果电机能承受7.4条的试验，该热保护系统就符合本条的要求。注2自动再起动能使电机在瞬时和偶然的热过载结束后不用予工操作而得起动。因此，用户除必须遵守第1章规定的运行条件外，还应保证做到E不应超过订货时所规定的负载和环镜温度等额定条件;应良好地维护电机及冷却系统，避免反复进行快变化热过载.6电机热钱测器或热保护嚣的安装和连接6. 1 安装电机制造厂应根据电机的设计以及热检测器或热

16、保护器的特段，选择合适的位置安装热检测器或热保护器，以获得最有效的保护。6.2 连接装置6.2.1 装有热检测器的电机任何连接装置(如接线端子)均应能容纳截面为0.5mm至2.5m旷的单股导线。a. 如控制系统在电机外部，则每一热检测器或每一热检测器国路的线端应可触及，使其可与控制系统连接。若装在电机上的所有热检测器都起同一作用，则热检测器或热检测器回路的每接线端应用符号T1、T2、来标志。若装在电机上的热检测器具有几种作用(例如报警、脱扣或保护两个互不相关的绕组).则每一作用应以一前置数字来表达，数字的大小应与各种热检测器的动作温度的增加相对应(例如，对报警器为lTl、1T2、，对脱扣为2T

17、L2T2、.叶，或与各种被保护绕组的极数的减少相对应(例如，对多极为lTL lT2, .对少极为2T1, 2T2 , .)。b. 如果控制系统的部分或整体装在电机上，且热检测器或热检测器回路的线端是可触及的，则应按6.2. 1a条的规定来标志。控制系统的部分或整体的连接装置应符合GB1497中7.1. 6条的有关规定。注z对装在电机内部的热检测器之间的相互连接不作详细规定E为了最大限度地减少在电机外部的连接线数，-般应在电机内部将线端连接.6.2.2 装有热保护器的电机如热保护器的接线端是可触及的，则任何连接装置(例如接线端子)应能容纳电机电源连接装置所容纳的相同导线.并应以符号P1、P2、来

18、标志。3-1 :i G/T 13002-91 7 装有热检测器或热保护器的电机型式试验7.1 试验目的和试验条件型式试验的目的是验证热保护系统是否符合第5章的要求。i式验应在代表该电机型式的典型电机七进行。试验装置应包括实际使用的热保护系统的代表产品。如用热电偶或埋置检温计测量温度，则应安营于电机的热l临界部件上，并且其尺寸和安装方法应能准确地反映热临界部件的温度变化。7.2 慢变化热过载保护的检验将电机的负载缓慢增加，使热临界部件的温度在热保护系统动作点附近按每Jffiln小于1K的速率增加，直至热保护系统动作为止，这时应切断电机的电源(最好由热保护系统的动作来切断)，并按照GB 755第5

19、章的规定测量电机被保护部件的混度。所i现l得的温度不得超过5.1条规定的数值。7.3 对电机手动再起动快变化热过载保护的检验7.3.1 装有热检测器的电机电机制造厂应规定模拟快变化热过载情况的塑式试验条件，但是下列试验条件必须遵守。电机在环境温度(若无其他规定，约为25C)下施加快变化热过载.当热保护系统动作时即切断电机的电源(如有可能，由热保护系统的动作来切断)。被保护部件的温度成按GB755第5章规定的方法测量，不准使用膨胀式温度汁1卖取温度的时问问隔应很短，以能确定每一被保护部件的温度时间曲线，脱扣后的最高温度可以从曲线t用外推法推至脱扣瞬间来求得。如果在第次读数后温度继续上升，则应读取

20、最高温度。第一次读数成在电机脱扣后10s内读出。脱扣后所测得的最高温度不得超过5.2条规定的数值。试验后应对电机进行检查，以确保被保护部件在试验中没有产生对以后使用有害的损伤。注z对笼型电机，快变化热过载的代表性试验是在额定电压下进行的堵转试验.7. 3. 2 装有热保护器的电机试验开始时，电机应处于环境漏度下，卡1t电机转子，然后通电。保护系统应动作10个周期，在每次脱扣后应尽快地将系统再次接入口被保护部件的温度测量方法和脱扣后最高温度的确定应按7.3. 1条的规定。脱扣后的最高温度不得超过5.2条规定的数值。7.4 对电机自动再起动快变化热过载保护的检验试验是在堵转条件下的周期性试验。试验

21、开始时，电机应处于环境温度下，卡住电机转子，然后通电，试验应持续72ho 绕组的温度测量方法和脱扣后最高温度的确定按7.3.1条。脱扣后的最高温度以及绕组的平均温度应不超过表4规定的数值。表4温度限值绝缘等曾主最高允许温度A E 日F 第小时内脱扣200 215 225 250 第小时后脱扣175 190 200 225 平均值n150 165 175 200 H 275 250 225 注，1)平均温度是指绕组温度的平均蜂值和平均复位值的贷术平均值。若在试验的第三个小M内和最后个小时内平均温度在限值范围内，则可以认为在整个试验过徨中，保护性能是良好的。GB/T 13002 91 8 装有热检

22、测器或热保护器的电机检查试验8. 1 装有热检测器的电机的检查试验8. 1. 1 介电强度试验每一热检测器回路应能承受交流工频电压2Ui十1000 V (有效值)，但至少为1500 V的试验，施加电压的方法和试验持续时间应按GB755第6章的有关规定，也可以用上述试验电压的120%历时1s 的试验代替。试验电压由试棒施加。试验电压应施加于热检测器回路与电机绕组之间，后者与机壳相连。在对电机绕组按GB755第6章规定的电压进行介电强度试验时，热检测器回路应与机壳相连。注2UI是检测器回路的额定绝缘电压(见GB1497第5.3.1.2条) 8.1.2 检测器回路电气通路的检验在正常情况下为常闭的热

23、检测器，每一检测器回路应用电压或电流进行通路试验。为避免热检测器受到损坏，试验电压或电流应不超过该类热检测器的规定数值。在正常情况下为常开的热检测器，每一热检测器回路应用电压进行试验。为避免热检测器受到损坏，试验电压应不超过该类热检测器的规定数值。8. 2 装有热保护器电机的检查试验如热保护器和电机之间的连接线在电机内部，则不需另做检查试验。如热保护器和电机之间的连接线不在电机内部，则在电机进行介电强度试验时应将热保护器与电机绕组相连接。9 标志电机除带有按该类电机标准规定的标志以及本标准第4章规定的装入式热保护型式的代号(TPXXX)外，在电机铭牌或随电机供应的说明书上应标明以下内容:a. 热检测器或热保护器型式;b. 热检测器接入控制系统所需的资料;C. 对电机外部的控制系统，应标明热检测器能承受的最大电压或电流;d. 如控制系统的部分或整体装在电机上，则应标明控制系统专门规定所需的标志3e. 如用户有要求，应表明电机能承受的过载能力(不引起热保护系统脱扣的最大负载)。附加说明:本标准由中华人民共和国机械电子工业部提出。本标准由全国旋转电机标准化委员会归口。本标准由广州电器科学研究所、上海电器科学研究所负责起草。本标准主要起草人刘基、谭必诚、郭钟瑶、杨介琪。1.,7