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增安型电动机绝缘系统防爆措施探讨

文档作者：王达昱文档来源： 1．华北电力大学 2．河南省电气防爆安全重点实验室		点击数：	更新时间： 2021年12月08日
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(ca气防爆> 2010，1 增安型电动机绝缘系统防爆措施探讨
增安型电动机绝缘系统防爆措施探讨
王达昱
(1．华北电力大学，北京102206；2．河南省电气防爆安全重点实验室，河南南阳473008)
[关键词]增安型电动机；绝缘系统；试验要求；防爆措施
[摘要]阐述了高低压增安型异步电动机及高压增安型无刷励磁同步电动机设计与制
造对绝缘系统的要求，并介绍了它们须承受的防爆检查和试验项目，通过这些措施来确保增安
型电机的防爆安全性能。
[中图分类号]TM357 [文献标识码]A [文章编号]1004—9118(2ol0)01—0001—04
Approach on Explosion—-proof Precautions for Insulation System of Increased —-safety Motor
WANG Da—yu ·。
(1．North China Electric Power University， ，lg 1022o6；
2．Henan I6y laboratory ofElectric&amp;amp;Explosion Protection Safety，Henan Nanyang 473008)
Key words：increased—-safety motor；insulation system；test requirement；explosion—-proofprecaut·-
ions
Abstract：It expounds the requirements of design and manufacture for HV &amp;amp; LV increased safe in—
duetion mo tor and hi gh voltage increased safe brushless excitation synchronous mo tor，especially 8onle
me．．as~ should be taken，to en$ure the explosion protection performance．And these motors should be
withstood the inspection and testing according to related standards．
O 引言
增安型电动机是在正常运行条件下不会产生
电弧、火花或危险高温的电机结构上，再采取一些
机械、电气和热的保护措施，使之进一步避免在正
常或认可的过载条件下出现电弧、火花或高温的
危险，从而确保其防爆安全性的一类防爆电动机。
从其定义来看，绝缘系统对增安型电动机安全可
靠运行的重要性不言而喻。但在实践中，据统计，
生产中使用的电动机，在运行中的故障属绝缘损
坏的电气故障约占75％，机械及其他故障约占
25％。因此，对增安型电动机绝缘系统采取适当
且经济的防爆措施，以保证其防爆安全运行，是十
分必要的。我们就以下几类增安型电动机绝缘系
统的防爆措施分别进行探讨。
1 低压增安型异步电动机
1．1 设计与制造要求
1．1．1 绕组
增安型电机绝缘绕组无论在机械强度上还是
在电气强度上都应该比普通绕组具有更高的要
求。例如，必须采用符合防爆标准规定的至少包
覆两层绝缘的导线，而且导线公称直径不得小于
0．25 mill。在绝缘工艺中采取措施加强保护，以
提高电机绕组匝间绝缘的耐压能力。并且绕组的
对地及相间绝缘必须有足够的机械强度和介电强
度，同时还要保证绕组的防潮和防腐性能。
对于绝缘绕组，假若温度长时间超过稳定工
作温度的话，每超过8℃ 10℃它的寿命就减少
一半，因此在正常运行时绝缘绕组的允许温升一
般比普通电机降低10℃，其目的是为了延长绕组
的寿命，以提高其安全程度。通常情况下应该配
置温度保护装置，防止绕组在正常运行过程中或
规定的故障状态下产生的温升超过规定的极限温
度。
1．1．2 浸渍
[收稿日期】20o9—11—12
[作者简介】王达昱，男，1969年出生，华北电力大学在读工程硕士，高级工程师，主要从事防爆电气设备检验、科研、监理工作。
2 增安型电动机绝缘系统防爆措施探讨 《电气防爆》2010，1
绕组应该在紧固和包绕之后进行干燥，然后
用适当的浸渍剂采用真空浸渍法进行处理。浸渍
应该按照浸渍剂制造厂规定的方法进行，尽可能
地把导线之间的空隙全部填满，并使导线之间粘
接牢固。如果采用含有溶剂的浸渍剂时，浸渍和
干燥处理应至少进行两次，使浸渍剂中的溶剂挥
发殆尽。
1．1．3 固体绝缘材料
固体绝缘材料，例如接线板、绝缘套管等，应
采用吸湿性小、耐电弧性能好、不燃或难燃的材
料；而且要保证在高于电机额定运行时的最高温
度至少20℃，最低为8O℃的条件下仍具有良好
的机械性能。
电气间隙和爬电距离是提高增安型电气设备
电气性能的一项重要指标。其不仅与工作电压有
关，而且还与绝缘材料的耐起痕指数等级、表面污
染程度有关。不同电压等级和不同绝缘材料等级
的电气间隙和爬电距离，须符合表l的相应规定
值。必要时，可在绝缘零件上设置凸筋或凹槽，以
增加电气间隙和爬电距离。绝缘部件上有效的凸
筋或凹槽须符合：
凸筋的高度至少为2．5 I／Lrn，厚度应与绝缘件
机械强度相适应，至少为1·砌。
凹槽的深度与宽度都不小于2．5 1-nrn。
由模压塑料或层压材料制成的绝缘件，如绝
缘表面有损伤或脱落时，须用相比漏电起痕指数
与绝缘件本身至少同级的绝缘漆涂覆或更换新的
绝缘件。
1．2 须承受的防爆安全检查或试验
1．2．1 电气间隙和爬电距离检查
以常用电动机电压等级举例，其电气间隙和
爬电距离，不得低于表1的相应数值。
表1 电气间隙和爬电距离
最小爬电距离／nan
工作电压，v 材料级别 最小电气
间隙／mm
I Ⅱ Ilia
220 5 6．3 8 5
380 8 1O l2．5 6
3 o()0 40 45 50 36
6000 80 90 100 60
lO O0o 125 140 16o lo0
1．2．2 定子绕组对机壳绝缘电阻的测定
定子绕组的绝缘电阻在热状态时或温升试验
后，应不低于0．38 MO。
1．2．3 耐电压试验
定子绕组应能承受历时1 min的耐电压试验
而不发生击穿。对于低压380 V电机，试验电压
的频率为50}王z，并尽可能为正弦波，电压的有效
值为1 940 V。对传送带上大批连续生产的电动
机进行检查试验时，允许将试验时间缩短至1 s，
而电压的有效值为2 340 V。
1．2．4 匝间绝缘试验
定子绕组应能承受匝间冲击耐电压试验而不
击穿，其冲击试验电压波前时间为0．5 gs。冲击
电压峰值，对于YA系列(机座号80—280)机座号
80 100为2 900 V；对机座号112～280为3 100
v。应特别注意的是，不同系列产品其试验要求
并不一样，例如：
YASO系列(机座号56 90)，其试验冲击电
压峰值为2 400 V；
YA系列(机座号315 355)，其试验冲击电压
峰值按JB／T 9615．2的规定提高10％，试验方法按
JB／T 9615．1的规定进行。
1．2．5 温升试验
试验的环境条件(标准环境条件，下同)为：海
拔不超过1 000 m，环境空气最高温度随季节变化
但不超过40℃ 。
电机如采用B级绝缘，定子绕组的温升限值
(电阻法)对单层绕组应不超过8O K，对双层绕组
应不超过70 K。如试验的环境条件与标准环境
条件不同，温升限值按GB 755的规定修正。
电机如采用F级绝缘，定子绕组的温升限值
(电阻法)应不超过90 K。如试验的环境条件与
标准环境条件不同，温升限值按GB 755的规定修
正。
1．2．6 绝缘绕组极限温度测定
电机在启动、额定运行或规定的过载(如在
t 时间结束)时，其定子绕组的极限温度应不超
过表2规定的最高表面温度，同时还应不超过表
3规定的极限温度。
表2 I1类电气设备的最高表面温度分组
温度组别 最高表面温度，qC
T1 450
1’2 3oo
13 20o
T4 135
T5 10o
T6 85
《电气防爆> 2010，1 增安型电动机绝缘系统防爆措施探讨 3
1．2．7 接线端子绝缘材料的耐热和拉力试验
与外部电缆连接的接线端子和接线板应该一
起进行耐热试验。当电机的最高工作温度不高于
75℃时，则接线端子和接线板应放置在相对湿度
为(9o-I-5)％、温度比最高工作温度高(2o zl：2)K，
但应在最低为80 a(=的环境中，连续保持四周；如
果最高工作温度高于75℃，则接线端子和接线板
应放置在相对湿度为(90±5)％ 、温度为(95±
2)cI=的环境中连续保持2周，接着在相对湿度为
(9O±5)％ 、温度高于最高工作温度(20±2)K的
环境中连续保持2周。在耐热试验后，应立即将
电缆通过引入装置连接在接线端子上；然后对电
缆施加如下拉力数值(单位为N)，历时1 rain。
— — 引入装置设计为圆形电缆时，20倍电缆
直径(单位为mm)；
— — 引入装置设计为非圆形电缆时，6倍电
缆周长(单位为mm)。
试验结束后，接线端子不应该与接线板分离
或出现明显变形；电缆不应该从引人装置中拔脱
或分离。
表3 绝缘绕组的极限温度
温度测量方 按照GWT11021的绝缘材料
法(见注 的耐热等级，℃(见注2)
1)
A E B F H
1额定运行时的 电阻法或温
极限温度 度计法 95 11O 120 l3o 155
a单层绝缘绕组
电阻法 90 105 l1O l3o 155
b其他绝缘绕组
温度计法 80 95 l00 I15 135
2tE时间终了时的
极限 电阻法 16o 175 l85 210 235
温度C见注3)
注：1．只有在不可能用电阻法来测量温度时，才允许用温度
计法测量温度。本表中的温度计法与GB 755中的意义相
同。
2．作为过渡性方法，按照GBfr 11021的符号表示的耐热
等级高于H级的绝缘材料，其极限温度暂按H级考虑。直至
规定了其相应的极限温度。
3．这些数值是由环境温度、绕组在额定运行时温升和tE
时问内的温升所组成的。
1．2．8 4O℃交变湿热试验
对于低压380 V电机，定子绕组经12周期湿
热试验后，其绝缘电阻应不低于0．38 MI2，并应能
承受电压有效值为l 650 V的耐电压试验而不发
生击穿。
2 高压增安型异步电动机
设计制造除达到或符合上述低压增安型异步
电动机的要求，试验满足相应高压电机试验方法
之外，高压增安型异步电动机还有下述技术要求
和试验：
2．1 附加或特殊要求
2．1．1 绕组及浸渍
当额定电压等于和大于1 000 V时，绕组应采
用成型线圈来制作，并且采用真空浸渍法进行绝
缘处理。若绕组整体绝缘的成型线圈和导线在装
入电机之前，其槽部和端部已进行过浸渍，封人填
料或用其他方式进行了等效绝缘处理，则不需采
用上述浸渍方法。
2．1．2 防电晕
对于额定电压不低于6 kV的电动机绕组应
有防电晕措施，根据电晕出现的部位而采用不同
的防电晕措施。铁心槽内喷整浸防晕低阻漆，注
意要将防电晕漆搅拌均匀，保证电阻率稳定；定子
线圈的直线部分采用低电阻防晕带迭包；线圈端
部采用高电阻防晕带迭包(应与低电阻防晕带有
一定距离的搭接)。另外，也可以将防电晕漆单独
涂在线圈表面，槽部涂低电阻防电晕漆，端部涂高
电阻防电晕漆。如果绕组与定子铁心一起进行浸
渍处理(整浸)，则6 kV以下的电机可以免去防电
晕处理。
2．1．3 防潮及防高温
在电动机机座内设空间加热器，防止电动机
停机后绕组表面产生冷凝水破坏绕组绝缘。
在电动机的定子绕组内埋入测温元件，便于
监控电动机绕组温度，防止出现危险高温。
2．2 须承受的附加防爆安全试验：定子绕组的绝
缘性能试验
在试验时，试验样品可以是一个完整定子，也
可以是一台装入机座的定子，或者是一台电动机，
或者是一个带有部分绕组的定子，还可以是一组
线圈。但是，不管使用什么样的试验样品，它们都
应该能够代表整个完整的定子。
2．2．1 电晕试验
依次在各相施加1．5倍额定线电压有效值的
正弦波试验电压3 rnln。电压上升速度最大时为
0．15 kV／s。试验时其他相应接地，所有裸露导体
也应接地。试验期间绝缘不应发生击穿，在黑暗
中用肉眼或仪器不应观察到放电火花或明显的电
晕。
2．2．2 脉冲电压试验
定子绕组的相间和各相对地应该承受10个
4 增安型电动机绝缘系统防爆措施探讨 《电气防爆》2010，l
3倍于相电压峰值的脉冲电压试验，公差范围为
+3％ ～ 一3％ 。脉冲电压波形的上升时间在0．2
0．5 S之间，幅值在峰值一半以上的时间至少为
20 s，但通常不超过30 s。试验期间，不应发生击
穿或闪络现象。
3 高压增安型无刷励磁同步电动机
除达到或符合上述高压增安型异步电动机的
要求和试验之外，高压增安型无刷励磁同步电动
机还有下述要求和试验：
3．1 附加或特殊要求
3．1．1 励磁绕组
励磁绕组应加强匝间和对地绝缘，以提高其
绝缘性能。采用裸铜线绕制时，层间应有可靠绝
缘。首末端至少二匝应包有绝缘。其余各匝裸露
的侧面应符合下述之一的要求：
a)相邻两匝金属裸露部分之间的电气间隙
和爬电距离须符合GB 3836．3—2Ooo中4．4．4条
款的规定；
b)将裸露部分进行绝缘处理(如两次浸漆处
理)，不得有金属裸露带电部分。
3．1．2 绝缘件
绝缘材料的选用，应考虑电机周围可能存在
的腐蚀性气体的影响及可能预料到的机械、化学
和热的作用，并留有足够的裕度。裸露带电部件
的支承件均应进行绝缘处理。层压绝缘板或绝缘
管，应制成不会因施加机械力而造成脱层或绝缘
件剥离的结构，其加工面须用相比漏电起痕指数
与绝缘件本身至少同级的绝缘漆涂覆；模压绝缘
件应制成在使用中表皮不易损伤的形状，无表皮
的或因加工而去掉全部或一部分表皮的绝缘件，
其表面须用相比漏电起痕指数与绝缘件本身至少
同级的绝缘漆涂覆。
3．1．3 旋转整流盘
选用各元器件时，应充分考虑在实际工作状
态下，可能承受的最高电压，其额定电压应不小于
1．4倍最高电压(稳压元件除外)。连接各元件的
外部导线，应根据承受的最高峰值电流选择截面
积，铜芯导线最小不小于2．5 1／11／12，并须绑扎固
定，尽量减少连接点。各元件的连接导线、连接片
须进行绝缘处理。固定架内壁应涂耐弧磁漆。电
气间隙和爬电距离须分别不小于GI3 3836．3中规
定值的一半，且按电动机启动时加到各元器件上
的实际峰值电压计算。
3．2 须承受的附加防爆安全试验：绝缘介电强度
试验
3．2．1 耐电压试验
a)电机和交流励磁机的励磁绕组应能承受
历时1 min的耐电压试验而不发生击穿。试验电
压的频率为50 Hz，电压的有效值为(50o V+lO倍
额定励磁电压)×1．1，最低为2 000 V。
b)电机的定子绕组和交流励磁机的电枢绕
组相间和对地的绝缘介电强度，须在GB 755规定
的试验电压基础上提高10％。
c)电机的阻尼绕组和采用裸铜线绕制的励
磁绕组(进行绝缘处理)，须能承受历时1 min的
绝缘介电强度试验而不击穿，试验电压为500 V，
频率为5O Hz。
3．2．2 匝间试验
a)电机的励磁绕组和交流励磁机的励磁绕
组的匝间试验方法按JB／T 5810的规定进行，试验
电压应在JB／T 5810规定的基础上提高10％。
b)电机的定子绕组的匝间冲击试验按
JB／T 10098的规定进行。
4 结束语
增安型电动机因其结构特点，与隔爆型电动
机相比，对绝缘系统提出了更高的防爆安全要求。
伴随着绝缘材料、绝缘工艺、防爆检测等相关领域
的不断发展，增安型防爆电动机绝缘系统的防爆
安全措施必将得到不断完善和加强。
参考文献
[1]GB 3836．1—2O0o，爆炸性气体环境用电气设备第1
部分：通用要求[s]．
[2]GB 3836．3—2O0o，爆炸性气体环境用电气设备第3
部分：增安型“e”Is]．
[3]JB／T 9595-1999，YA系列增安型三相异步电动机技
术条件(机座号80—280)[S]．
[4]JBIT 8972-1999，YA系列增安型三相异步电动机技
术条件(机座号315—355)[S]．
[5]JBIT 8973-1999，增安型无刷励磁同步电动机防爆技
术要求[s]．
[6]张显力．防爆电气概论[M]．机械工业出版社，2008．

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