GBT 23507.1-2017 石油鉆機用電氣設(shè)備規(guī)范 第1部分：主電動機

ICS75.180.10GB/T23507.1—2017石油鉆機用電氣設(shè)備規(guī)范IGB/T23507.1—2017 1 1 24型號、型式與基本參數(shù) 3 45.1運行條件 45.2一般要求 55.3特殊要求 55.4部件及其安全要求 55.5電氣間隙和爬電距離 65.6溫升限值 65.7短時過轉(zhuǎn)矩 75.8信息交換 75.9特性試驗及其容差 75.10換向性能 95.11絕緣性能 95.12起動性能 5.13超速 5.14換向器徑向跳動量 5.16振動 5.17軸電壓 5.19耐鹽霧性能 6.1總則 6.2交流電動機試驗要求 6.3試驗項目及方法 7檢驗規(guī)則 7.2檢驗類別 7.3型式試驗 7.4例行試驗 7.5判定規(guī)則 8出廠文件 ⅡGB/T23507.1—20178.1文件要求 8.2文件配備 ⅢGB/T23507.1—2017——第2部分：控制系統(tǒng)；本部分為GB/T23507的第1部分。1GB/T23507.1—2017下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文GB/T191包裝儲運圖示標志GB/T755—2008旋轉(zhuǎn)電機定額和性能GB/T997旋轉(zhuǎn)電機結(jié)構(gòu)型式、安裝型式及接線盒位置的分類(IM代碼)GB/T1032三相異步電動機試驗方法GB/T1311直流電機試驗方法GB/T1971旋轉(zhuǎn)電機線端標志與旋轉(zhuǎn)方向GB/T1993旋轉(zhuǎn)電機冷卻方法GB/T2423.4電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第2部分：試驗方法試驗Db交變濕熱(12h+12h循環(huán))GB/T2423.17電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第2部分：試驗方法試驗Ka:鹽霧GB/T2900.25電工術(shù)語旋轉(zhuǎn)電機GB/T2900.35電工術(shù)語爆炸性環(huán)境用設(shè)備GB/T2900.36電工術(shù)語電力牽引GB3836.1—2010爆炸性環(huán)境第1部分：設(shè)備通用要求GB3836.2爆炸性環(huán)境第2部分：由隔爆外殼“d”保護的設(shè)備GB3836.3—2010爆炸性環(huán)境第3部分：由增安型“e”保護的設(shè)備3836.5—2017爆炸性環(huán)境第5部分：由正壓外殼“p”保護的設(shè)備4942.1旋轉(zhuǎn)電機整體結(jié)構(gòu)的防護等級(IP代碼)分級7060船用旋轉(zhuǎn)電機基本技術(shù)要求12351—2008熱帶型旋轉(zhuǎn)電機環(huán)境技術(shù)要求12665電機在一般環(huán)境條件下使用的濕熱試驗要求12668.2調(diào)速電氣傳動系統(tǒng)第2部分：一般要求低壓交流變頻電氣傳動系統(tǒng)額定值的規(guī)定JB/T4159—2013熱帶電工產(chǎn)品通用技術(shù)要求JB/T5810—2007電機磁極線圈及磁場繞組匝間絕緣試驗規(guī)范2GB/T23507.1—2017TB/T1704機車電機試驗方法直流電機IEC/TS60034-25:2007旋轉(zhuǎn)電機第25部分：專為變頻電源設(shè)計的交流電動機的設(shè)計和性能指南(Rotatingelectricalmachines—Part25:Guidanceforthedesignandperformanceofa.c.motorsspecificallydesignedforconveIEC60349-1:2010電力牽引鐵路與道路車輛用旋轉(zhuǎn)電機第1部分：除電子變流器供電的交流電動機之外的旋轉(zhuǎn)電機(Electrictraction—Rotatingelectricalmachinesforrailandroadvehicles—Part1:Machinesotherthanelectronicconverter-fedalternatingcurrentmotors)IEC60349-2:2010電力牽引鐵路和道路車輛用旋轉(zhuǎn)電機第2部分：電子變流器供電的交流電動機(Electrictraction—Rotatingelectricalmachinesforrailandroadvehicles—Part2:Electronicconverter-fedalternatingcurrentmotors)IEC/TS60349-3:2010電力牽引鐵路和道路車輛用旋轉(zhuǎn)電機第3部分：用組件損耗總和確定變流器供電的交流電動機的總損耗(Electrictraction—Rotatingelectricalmachinesforrailandroadvehicles—Part3:Determinationofthetotallossesofconverter-fedalternatingcurrentmotorsbysum-mationofthecomponentlosses)[GB/T2900.36—2003,定義811.19.1][GB/T12668.2—2002/IEC61800-2:1998,定義2.2.2]3GB/T23507.1—2017用短時定額或斷續(xù)定額作為保證定額。3.7額定電壓ratedvoltage電動機銘牌上所規(guī)定的額定輸入電壓，指電動機運行在定額狀態(tài)時在其端子上電壓的規(guī)定值。如上線電壓周期波形基波分量的方均根值。3.8最高(或最低)電壓maximum(orminimum)vo電動機使用中規(guī)定承受的最高(或最低)電壓，瞬時電壓不包括在內(nèi)。最低電壓也不包括在起動或加速過程中由于控制設(shè)備引起的任何衰減量。3.9變流器輸出電壓(非瞬變)波形的尖峰值。3.103.11保證定額下的轉(zhuǎn)速。3.123.13輸出功率outputpower3.143.153.16型式試驗typetest[GB/T2900.36—2003,定義811.10.4]3.17例行試驗routinetest[GB/T2900.36—2003,定義811.10.5]4GB/T23507.1—2017YYZ示例1:YZ800/750表示臥式安裝，額定功率為800kW,額定電壓為750V的直流電動機。YY“V”)-規(guī)格代號(功率)示例2:YJ400/600/33.5-V表示立式安裝，額定功率為400kW,額定電壓為600V,額定頻率為33.5Hz的交流電4.2電動機的結(jié)構(gòu)及安裝型式應符合GB/T997的規(guī)定。4.3電動機的冷卻方法應符合GB/T1993的規(guī)定。4.4電動機的定額是以連續(xù)工作制(S1)為基準的連續(xù)定額。4.5電動機的基本參數(shù)系列見表1。超出表1以外的中心高尺寸及額定電壓、額定功率，由用戶與電動機制造商協(xié)商確定。電機類別額定電壓V額定功率中心高mm交流電動機500、560、630、710、800、850直流電動機440、660、750450、600、800、850、1000a)海拔高度不大于1200m(當海拔高度每增加300m或增加值不足300m,則電流定額減b)遮蔭處最高環(huán)境溫度不超過45℃,最低環(huán)境溫度不低于一40℃;5GB/T23507.1—2017c)空氣相對濕度：最濕月月平均最大相對濕度不大于95%(該月月平均最低溫度不大于25℃);e)安裝底座處，當振動頻率范圍為10Hz～150Hz時，最大振動加速度不大于5g;g)傾斜與搖擺(海洋平臺):可能同時發(fā)生橫向和縱向傾斜。變流器輸出電壓波形范圍如下：b)電壓變化率：du/dt不大于1500V/μs;c)其他形式的電源應符合GB/T755的規(guī)定。5.3.1運行在危險區(qū)域(爆炸性氣體環(huán)境)的電動機除應符合本部分規(guī)定外，還應符合GB3836.1、5.3.2運行在海洋石油鉆井平臺上的電動機除應符合本部分規(guī)定外，還應符合GB/T7060的規(guī)定。合GB/T4942.1的規(guī)定。5.4.2強迫通風式電動機的外殼及其連接管道應能承受電機正常運行時所有排氣孔封閉狀態(tài)下最大5.4.3正壓外殼型防爆電動機應安裝風壓繼電器。安裝在接線盒外部的風壓繼電器應符合GB3836.15.4.4采用強迫通風的正壓外殼型防爆電動機冷卻空氣及其所含雜質(zhì)不應是可燃的。電動機外殼的5.4.5電動機的接線盒應是固定在電動機機座上的獨立外殼，其結(jié)構(gòu)應為符合GB/T3836.5的正壓防爆型、GB3836.3的增安型或符合GB3836.2的隔爆型。正壓防爆型盒內(nèi)相對于外部壓力應保持最低6GB/T23507.1—20175.4.7交流電動機的設(shè)計應考慮電機與變流器之間的電纜連接長度對電動機端子處峰值電壓的影響。5.4.8對電動機進行冷卻的通風機電機應采用符合GB3836.2的隔爆型三相異步電動機并取得防爆證5.4.9正壓外殼型防爆電動機運行前，建議使其通過的冷卻空氣量不少于電動機及其通風系統(tǒng)總凈容積的5倍。5.4.11電動機內(nèi)部應設(shè)置電加熱器。電加熱器的容量應能使機殼內(nèi)部溫度高于機殼外部溫度5K,并符號或圖形標志。接地導線及接線端子應符合GB/T755的規(guī)定。5.4.13電動機應裝有檢修開關(guān)。5.4.15電動機外殼應選用下屈服強度不小于235MPa的鋼質(zhì)材料。a)抗拉強度不小于735MPa;b)下屈服強度不小于539MPa;c)斷后伸長率不小于15%;d)斷后收縮率不小于45%;e)沖擊功不小于47J。5.4.17海洋石油鉆井平臺電動機接線盒材料宜用0Cr17Ni12Mo2或其他抗點腐蝕性優(yōu)良和高溫強度5.4.18海洋石油鉆井平臺電動機緊固件宜符合以下規(guī)定：a)小于或等于M12的螺栓、螺母采用0Cr17Ni12Mo2材質(zhì)或其他抗點腐蝕性優(yōu)良和高溫強度高的不銹鋼材質(zhì)；增安型電動機執(zhí)行GB3836.3—2010中的4.3和4.4的規(guī)定，其他型式電動機執(zhí)行GB/T14711—2013中第11章的規(guī)定。電動機應選用耐熱等級為H級或200級的絕緣材料，電動機外殼的最高表面溫度和繞組溫升執(zhí)行a)增安型電動機執(zhí)行GB3836.3—2010中4.7的規(guī)定；b)隔爆型電動機外殼的最高表面溫度執(zhí)行GB3836.1—2010中5.3的規(guī)定；c)正壓型電動機外殼的最高表面溫度執(zhí)行GB3836.1—2010中5.3和GB/T3836.5—2017中第6章的規(guī)定；d)其他型式的電動機繞組和部件溫升限值執(zhí)行表2的規(guī)定。7GB/T23507.1—2017電機部件測量方法絕緣等級H定子繞組電阻法轉(zhuǎn)子繞組電阻法換向器或滑環(huán)電溫度計法鼠籠式轉(zhuǎn)子、阻尼繞組電溫度計法溫升以不損害鄰近繞組或其他部件為限軸承溫升電機的軸承溫升不超過55K如果在實際運行中，電動機直接或間接受到其他熱源的影響或電機的冷卻空氣溫度高于45℃,則電動機試驗時各部件的溫升限值均應較上述限值降低相應于實際冷卻空氣溫度與45℃的溫差值。對于交流電動機，設(shè)計者應向變流器設(shè)計者提供IEC/TS60034-25:2007表3所規(guī)定的電機參數(shù)。同樣，變流器設(shè)計者也應向電動機設(shè)計者提供有關(guān)特性曲線，如變產(chǎn)品技術(shù)條件中應包括5.9.5規(guī)定的特性曲線。這些被稱作“規(guī)定特性”的在完成最初4臺電動機型式試驗后，應按5.9.5的規(guī)定，根據(jù)試驗結(jié)果而得出并符合5.9.5要求的不論電動機使用哪種絕緣等級，各種特性曲線均應在繞組基準溫度為150℃時繪制。該溫度應在特性曲線上注明。8GB/T23507.1—2017對變頻器供電的交流電動機的效率特性應考慮由于變流器供電產(chǎn)生的諧波引起的損耗。損耗及其影響參照IEC/TS60034-25:2007?？倱p耗的確定按IEC/TS60349-3:2010。直流電動機型式試驗時，為繪出對應于規(guī)定曲線上取四或五個讀數(shù)):a)典型轉(zhuǎn)速/電流特性曲線應以最初四臺被試電機的平均轉(zhuǎn)速繪制。此平均值相對于規(guī)定值的偏差不應超出表3給出的設(shè)計容差。同時每臺電機的轉(zhuǎn)速與相應的典型值的偏差不應超過表3中列出的制造容差；b)表3中兩點之間的容差相對于電流值按線性分等；c)典型轉(zhuǎn)矩/電流曲線應采用型式試驗中得到的效率值由轉(zhuǎn)速/電流曲線計算而得；d)在保證定額下測得的總損耗應不超過規(guī)定特性曲線上對應值的15%;e)在保證定額下用損耗分析法測得的效率(η)容差為-15%(1-η)。額定勵磁條件下，測取點Chl和點Ch2的轉(zhuǎn)速讀數(shù)。對于他勵電動機，應繪制恒定勵磁條件下的轉(zhuǎn)速值與典型值之差應小于表3規(guī)定的制造容差。設(shè)計容差%制造容差%點Ch1點Ch2點Ch1點Ch2士5士3士3.5士3注1:點Ch1表示在規(guī)定的或典型的特性曲線上的最高工作轉(zhuǎn)速的80%時相對應的電流值，或是表示該點的轉(zhuǎn)速低于最高工作轉(zhuǎn)速的80%時，其相對應的最小電流值。注2:點Ch2表示在相關(guān)的特性曲線上的最大電流值的90%的那一點。交流電動機型式試驗時的容差規(guī)定如下：a)相應于規(guī)定的特性曲線上最大轉(zhuǎn)矩和90%最高轉(zhuǎn)速之間，在任一點輸入電功率時的典型轉(zhuǎn)矩應大于95%的規(guī)定值；9GB/T23507.1—2017b)在保證定額時測得的損耗應不超過規(guī)定特性曲線上對應值的15%;d)在保證定額時測得的功率因數(shù)cosφ容差為一(1-cosφ)/6;e)正弦波供電的型式試驗所產(chǎn)生的溫升不應偏離最初型式試驗值的8%或10K(取較大值)。5.9.6.4交流電動機的例行試驗交流電動機例行試驗時的容差應符合如下規(guī)定：a)電動機空載運行，所加電壓為在典型曲線上10%～100%轉(zhuǎn)速之間的任一點上，在電動機中產(chǎn)生最大磁通，電流不得偏離按5.9.2規(guī)定的典型值的±10%;b)堵住轉(zhuǎn)子，加上一個能產(chǎn)生接近保證定額電流的電壓，該電壓值應在被試的第一臺電動機中確定，并在以后的全部試驗中采用。電流不得偏離5.9.2規(guī)定的典型值的士5%。5.10換向性能直流電動機應能承受穩(wěn)定條件下表7規(guī)定的換向試驗和起動試驗。經(jīng)受上述試驗后，電動機應無機械損壞或永久性損害。穩(wěn)定條件下?lián)Q向試驗時，允許的換向火花等級規(guī)定為：a)小于或等于額定電流的可連續(xù)運行工況不超過1級；b)最大電流工況不超過2級。5.11絕緣性能電動機繞組的熱態(tài)絕緣電阻應不低于1MΩ,冷態(tài)絕緣電阻應不低于5MO。5.11.2耐電壓強度電動機應能承受表4規(guī)定的耐電壓試驗歷時1min,而絕緣不被擊穿。表4耐電壓試驗電壓V交流試驗直流試驗交流電動機2Ud+1000或2Up/√2+1000或Upb/√2+10003.4Ud+1700或2.4Um+1700或1.2Umb+直流電動機(直接與電源相連的繞2.25U?+20003.825U?+3400注1:Um——可能出現(xiàn)在繞組上的對地最高重復峰值電壓，此時供電系統(tǒng)為最高電壓，電機處于驅(qū)動狀態(tài)。注2:Upb——可能出現(xiàn)在繞組上的對地最高重復峰值電壓，此時電動機處于制動狀態(tài)。注3:U?——電源在標稱電壓時能施加到繞組上的最高對地電壓。5.11.3匝間絕緣耐電壓強度5.11.3.1直流電動機繞組匝間絕緣試驗按JB/T5810—2007。GB/T23507.1—2017時間應不低于3s,沖擊電壓峰值取1.2√2倍對地耐電壓試驗值。5.11.3.3試驗后，匝間絕緣不發(fā)生擊穿。5.11.4絕緣防潮能力的規(guī)定，經(jīng)過高溫40℃六個周期交變濕熱試驗后應滿足下列要求：a)繞組對機座和相互間的絕緣電阻按式(1)確定：R——電阻繞組的絕緣電阻，單位為兆歐(MΩ);UN——電動機額定電壓，單位為伏特(V);Pn——電動機額定功率，單位為千瓦(kW)。b)熱態(tài)下，電機繞組應能承受5.11.2規(guī)定試驗電壓值的85%,歷時1min而不發(fā)生擊穿。c)電動機轉(zhuǎn)動或可動部分零部件不應有卡住或影響正常運行的現(xiàn)象，整機應能正常運轉(zhuǎn)。d)電動機表面防銹處理件的外觀應不低于JB/T4159—2013中的三級要求。e)電動機表面油漆外觀和附著力應不低于GB/T12351—2008中的二級要求。f)絕緣材料、塑料等零部件不應有變形、發(fā)黏、開裂等現(xiàn)象。g)試驗結(jié)束后檢測電機軸承溫升應不超過5.6的規(guī)定，潤滑脂不應出現(xiàn)乳化、變質(zhì)和泄漏等現(xiàn)象。5.11.4.2交流電動機定子整體進行浸水試驗，浸水3h后絕緣電阻不小于200MQ。5.12起動性能電動機在起動試驗后，任何部件不應出現(xiàn)異常溫升。直流電動機的換向器不應出現(xiàn)任何永久性損傷。5.13.1電動機在熱態(tài)空載下，應能承受提高轉(zhuǎn)速至最大工作轉(zhuǎn)速的1.2倍歷時2min而不發(fā)生有害變形，且能通過5.11.2和5.11.3規(guī)定的耐電壓試驗。5.13.2做超速例行試驗時，為避免高速空載運行對滾動軸承的損害，可做必要的預防。如降低試驗轉(zhuǎn)速，但不應低于最大工作轉(zhuǎn)速。5.14換向器徑向跳動量直流電動機在超速試驗后立即測得的換向器的徑向跳動量，應小于表5給出的值。表5換向器徑向跳動量限值單位為毫米換向器直徑冷態(tài)允許最大跳動量熱態(tài)允許最大跳動量d<4000.030.03400≤d≤8000.040.04電動機以正常工作轉(zhuǎn)速作空載運行，對調(diào)速電機則以最大工作轉(zhuǎn)速運行，對于可以逆轉(zhuǎn)的電機應在GB/T23507.1—2017兩個旋轉(zhuǎn)方向上測量噪聲。電動機A計權(quán)聲功率級噪聲限值應符合圖1規(guī)定。40002000700030000圖1電動機A計權(quán)聲功率級噪聲限值電動機在空載時測得的振動速度有效值應不超過2.8mm/s。電動機空載時測量軸承位的振動速當交流電動機的軸電壓高于500mV(峰值)時，應按GB/T12668.2的規(guī)定采取防止軸和軸承之間產(chǎn)生環(huán)電流的措施。壓。編碼器安裝軸與主電動機軸的同軸度應不超過0.05mm。海洋石油鉆井平臺用電動機的金屬電鍍件和化學處理件應具有耐鹽霧性能，經(jīng)鹽霧試驗后應符合表6規(guī)定。底金屬材料零件類別鍍層類別合格要求試驗時間h碳鋼一般結(jié)構(gòu)零件鋅未出現(xiàn)白色和灰黑色、棕色腐蝕產(chǎn)物緊固零件彈性零件銅和銅合金一般結(jié)構(gòu)零件鎳未出現(xiàn)灰白色或綠色腐蝕產(chǎn)物緊固零件彈性零件電聯(lián)零件鎳未出現(xiàn)灰黑色或綠色腐蝕產(chǎn)物錫、銀GB/T23507.1—20176試驗方法本部分規(guī)定了石油鉆機用主電動機的試驗方法，未做規(guī)定的直流電動機按GB/T1311、交流電動6.2.1交流電動機的型式試驗應采用在運行中使用的變流器來進行。經(jīng)電動機制造商與用戶商定也可采用一個與運行中變流器電源波形和諧波分量相似的電源供電。6.2.2采用正弦波供電的型式試驗，僅對電動機的機械特性提供一個參考。試驗包括由制造廠提出的過1h,但試驗值不應超過電動機的允許值。該試驗參數(shù)為隨后的電動機試驗所采用。6.2.3如果需要交流電動機及其控制系統(tǒng)進行進一步的聯(lián)調(diào)試驗，為避免重復，應在聯(lián)調(diào)試驗臺上或鉆機組裝場調(diào)試完成電動機所需的全部或部分型式試驗項目。6.2.4試驗中的儀器儀表應在寬頻帶(至少1000Hz)保持其準確度。試驗項目及試驗方法按表7的規(guī)定進行。序號試驗項目直流電動機交流電動機例行試驗型式試驗例行試驗型式試驗1一般機械性能及外形尺寸、安裝尺寸檢查2強迫通風電動機在額定通風空氣量時進風口處和接線盒內(nèi)空氣靜壓力頭的測定3繞組在實際冷態(tài)下直流電阻的測定4溫升試驗IEC60349-1:2010第9章IEC60349-1:2010第8章IEC60349-2:2010第8章5額定電壓、額定負載下效率、功率因數(shù)的測定IEC60349-1:2010一6短時過轉(zhuǎn)矩試驗GB/T7557特性曲線測定和繪制IEC60349-1:2010第9章IEC60349-1:2010IEC60349-2:20108空載電流和損耗的測定IEC60349-2:2010第9章9空載特性的測定IEC60349-1:2010IEC60349-2:2010GB/T23507.1—2017表7(續(xù))序號試驗項目直流電動機交流電動機例行試驗型式試驗例行試驗型式試驗堵轉(zhuǎn)電流和損耗的測定IEC60349-2:2010堵轉(zhuǎn)特性的測定IEC60349-2:2010超速試驗IEC60349-1:2010IEC60349-1:2010IEC60349-2:2010IEC60349-2:2010換向試驗IEC60349-1:2010IEC60349-1:2010最佳換向區(qū)確定(僅對設(shè)有換向極第二氣隙的電機)換向器跳動量檢查IEC60349-1:2010IEC60349-1:2010匝間絕緣耐電壓試驗JB/T5810JB/T5810JB/T5811JB/T5811起動試驗振動試驗IEC60349-1:2010IEC60349-1:2010IEC60349-2:2010