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、中华人民共和国国家标准旋转电机装人式热保护旋转电机的保护规则GB/T 13002一91Built-in thermal protection for rotatingelectrical machinesRules for protection of rotatingelectrical machines本标准等效采用国际标准IEC 34-11-10978)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660 v及以下，符合GB 755并装有按第3章规定的装入式热保护的电机。本标准范围内

2、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 thermal 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一种电气上绝缘的并仅对温度敏感的

3、装置，当温度达到预定值时，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control system把热检测器特性上的一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一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1991一05一05批准1992一05一01实施ca/T 13002一913.6当温度下降到复位值时，该装置能手动或自动复位。被保护部件protected part旋转电机的一部分，其温度由于热保护系统的作用而限制在预定值内。慢变化

4、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1和图2).沮度()靠近热检侧器或热保护器的饶组退度少卜州织分，一-一一钾价入热检侧器或热保护器的沮度正常工作方式慢变化热过载开始时间(n或min)图1慢变化热过载直接热保护沮度)靠近热检测器或热保护器的跷组沮度甲-热检侧器或热正常周期性工作慢变化热过载开始绷获周期性工作)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)跟随其变化。慢变化热过载可能由于下述原因引起:a.通风或

5、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;d.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。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4)3.738GB/T 13002一91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 cri

6、tical part of a machine温度最快达到危险值的电机部件。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临界部件时，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maximum temperature after tripping在快变化热过载情况下，电机被保护部件在热保护系统脱

7、扣后的一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。沮度()脱扣后绕组最高沮度靠近热检侧器的绕组姐度厂/热枪侧”的一动作沮度热检侧器沮度正常工作方式快变化热过载开始时M(S)图3热临界部件有直接热保护的快变化热过载GB/T 13002一91沮度()脱扣后晓组最高沮度对快变化热过载不是热临界部件，但对慢交化热过载是热临界部件的沮度正常工作方式装在对慢变化热过载是热临界部件上的热植侧器或热保护粉的沮度对快变化热过载是热临界部件的沮度快变化热过载开始时间(s图4热临界部件有间接热

8、保护的快变化热过载4装人式热保护型式装入式热保护型式应按表1的特征符号来表示，第一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1装人式热保护的型式符号热过载型式(第一位数字)级数和动作型式 (第二位数字)热保护类别(第三位数字)TP 111只有慢变化如稳定过载)单级:脱扣1TP 1122TP 121双级:报警和脱扣1TP 1222TP 211慢变化和快变化(如稳定过载和堵转)单级:脱扣lTP 2122TP 221双级:报警和脱扣1TP 2222TP 311只有快变化(如堵转)单级:脱扣1TP 3122GB/T 13002一91电机制造厂

9、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(第二位数字)，如未作说明，可认为是单级保护。注:采用报警作为单级保护不属于本标准范围在双级保护的情况下，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20 K，并且这些检测器应安放在电机的各等热点卜热保护型式取决干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1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或热保护器的部件之间温度的关系以及热检测器或热保护

10、器温度与其安装部件温度之差等因素对于小于50 kW的笼形电机，通常可提供慢变化和快变化热过载的保护(TP 2 X 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，一般，定子绕组要使用漆包线且转子设计要配合适当I类和2类热保护都可以使电机得到有效的保护，选用何种热保护类别一般由电机制造厂决定，并取决于电机的特性、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5.1慢变化热过载的保护(TP 1 X X或TP2XX)当电机在不引起热保护系统动作(对双级保护，应不引起

11、脱扣)的最大负载下运行，且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GB 755表1的温升限值与本标准表2规定的温度增量之和。表2温度的增量K绝缘等级AEBFH热保护类别1类65656570702类8080854090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11 kW及以F，用热电偶测量的电机绕组温度。注: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，热保护一般以低于S. 1条的最高温度限值10 K至20 K的温度动作。组成保护系统要考虑很多因素(见第4章)，因此本标准不可能规定

12、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。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。如绕组、集电环、转子、换向器以及与绕组接触的其他部件等。5.2快变化热过载的保护，电机手动再起动(TP 2 X X和TP3XX)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害的温度，对笼形电机的转子应特别注意6.脱扣后电机绕组的最高温度应不超过最高温度限值，即GB 755表1的温升限值与本标准表3采用说明:1删弃IEC 34-I1-1第5章中示例性质的表3和表5，因其部分依据是旧版本的IEC

13、 34-IX旋转电机定额和性能，而新版本的IEC 34-1(1983年)对相应内容已作了修改又因新版的IEC 34-1及GB 755对与温升对应的电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，所以术标准不再采用IEC 34-1王一上第5章中表3,表5示例性质的表。3卜1GB/T 13002一91规定的温度增量之和。表3温度的增量绝缘热保护类别H125150F一既一150A一120一140级一班-乏等下L|按本条规定求得的最高温度限值可适用于额定功率为n及以下，用热电偶测量的电机绕组温120-竺kw度。注: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

14、大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(TP2XX和TP3XX)在热保护系统脱扣后，使电机能自动再起动的设备，应由制造厂和用户一专门协议。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于5 kW，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:自动再起动

15、能使电机在瞬时和偶然的热过载结束后不用手工操作而再起动。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:不应超过订货时所规定的负载和环境温度等额定条件;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电机热检测器或热保护器的安装和连接6门安装电机制造厂应根据电机的设计以及热检测器或热保护器的特性，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。. 5 mm2至2.5 mm“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回路的线端应可触及，使其可与控制系统连接。若

16、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一接线端应用符号Tl,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1T1,1T2.，对脱扣为2Tl,2T2,“一)，或与各种被保护绕组的极数的减少相对应(例如，对多极为1Tl,1T2.，对少极为2Tl,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. la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GB 1497

17、中7.1.6条的有关规定。注: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。为了最大限度地减少在电机外部的连接线数，一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w所容纳的相同导线.并应以符号P1,P2,-来标志。GB/T 13002一91了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。试验应在代表该电机型式的典型电机卜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，则应安置于电机的热临界部件上，

18、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。了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5 mm小于1 K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章的规定测量电机被保护部件的温度。所测得的温度不得超过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f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250C)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(

19、如有可能，由热保护系统的动作来切断)。被保护部件的温度应按GB 755第5章规定的方法测量，不准使用膨胀式温度计，读取温度的时间间隔应很短，以能确定每一被保护部件的温度一时间曲线，脱扣后的最高温度可以从曲线h用外推法推至脱扣瞬f7来求得。如果在第一次读数后温度继续上升，则应读取最高温度。第一次读数应在电机脱扣后10s内读出。脱扣后所测得的最高温度不得超过52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: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N度下，卡住电机转子，然后

20、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。了.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72 h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温度限值亡最高允许温度绝缘等级AEBFH第一小时内脱扣200215225250275第小时后脱扣175150200225250平均值，)15016517

21、5200225注)平均温度是指绕组温度的平均峰值和平均复位值的算术平均值。若在试验的第二个小时内和最后一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程中，保护性能是良好的。GB/r 13002一918装有热检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2 U;+1 000 v(有效值)，但至少为1 500 v的试验，施加电压的方法和试验持续时间应按GB 755第6章的有关规定，也可以用上述试验电压的120%历时is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问，后者与机壳相连。在对电

22、机绕组按GB 755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:U.是检测器回路的额定绝缘电压(见GB 1497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检测器，每一检测器回路应用一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一电压进行试验。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

23、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;.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;e.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、郭钟蟠、杨介琪。