5. Дополнительные требования
к специальному электрооборудованию
5.1. Общие положения
Данные требования, дополняющие требования раздела 4, распространяются, если нет других указаний, на специальное электрооборудование (см. 5.2 - 5.9), а также электрооборудование по 5.10.
5.2. Вращающиеся электрические машины
5.2.1. Степень защиты, обеспечиваемая оболочкой
Как исключение, требования по защите от проникновения твердых инородных частиц и воды (см. 4.10) могут быть обеспечены следующими степенями защиты вращающихся электрических машин (кроме соединительных коробок и неизолированных токоведущих частей), эксплуатирующихся в специальных условиях и регулярно обслуживаемых обученным персоналом:
а) IP23 - для вращающихся электрических машин группы I;
б) IP20 - для вращающихся электрических машин группы II.
Необходимо предотвратить вертикальное попадание твердых инородных предметов через вентиляционные отверстия в оболочке вращающейся электрической машины.
Маркировка вращающихся электрических машин, предназначенных для эксплуатации только в специальных условиях, должна содержать знак X и обозначение степени защиты (см. 27.2 ГОСТ 30852.0).
5.2.2. Внутренние вентиляционные системы
Внутренние вентиляционные системы должны отвечать требованиям к зазорам и материалам для наружных вентиляторов, изложенным в 17.3 и 17.4 ГОСТ 30852.0.
5.2.3. Минимальный радиальный воздушный зазор
Минимальный радиальный воздушный зазор между статором и ротором в активной зоне сердечника должен быть не меньше значения, определяемого по формуле
, (1)
где - минимальный радиальный зазор, мм;
D - диаметр ротора, мм (минимальное значение 75 мм, максимальное - 750 мм);
n - максимальная номинальная частота вращения, об/мин (минимальное значение 1000 об/мин);
b - безразмерный коэффициент, равный 1,0 для машин с подшипниками качения и 1,5 - для машин с подшипниками скольжения;
r - безразмерный коэффициент, имеющий минимальное значение, равное 1. Определяется по формуле
, (2)
где L - длина сердечника, мм.
Примечание. В формулах (1) и (2) минимальный воздушный зазор не имеет прямой зависимости от частоты сети или количества полюсов, что показано на примере двух- или четырехполюсного электродвигателя с подшипниками качения, питаемого напряжением переменного тока частотой 50/60 Гц и имеющего ротор диаметром 60 мм и длину сердечника 80 мм.
Подставляя в формулу (2) значения: L = 80 мм; D = 60 мм; n = 3600 об/мин (максимальное значение); b = 1,0, получим
.
Принимаем r = 1. Затем рассчитываем минимальный радиальный воздушный зазор
.
5.2.4. Машины с короткозамкнутым ротором
5.2.4.1. В дополнение к 5.2.1 - 5.2.3 требования данного подпункта распространяются на машины с короткозамкнутым ротором, включая синхронные машины с короткозамкнутой пусковой или с демпферной обмотками.
5.2.4.2. Стержни короткозамкнутых роторов следует припаивать угольной дугой или приваривать к кольцам, замыкающим их накоротко, если только эти компоненты не выполнены в виде единого блока.
Для предотвращения искрения между стержнями и сердечником ротора их следует плотно вставлять в пазы.
Примечания
1. Плотного прилегания стержней в пазах можно достичь, например, литьем алюминия под давлением или установкой в пазах дополнительных прокладок, расклиниванием или посадкой на шпонку.
2. Стержни и кольца короткозамкнутых роторов не рассматривают как открытые проводящие части (см. 4.4, 4.5, 4.10 и 5.2.1).
5.2.4.3. Конструкцию ротора следует оценить на возможность возникновения искрения в воздушном зазоре. Необходимость проведения функциональных испытаний определяют по таблице 4.
Таблица 4
Оценка короткозамкнутых роторов
на риск образования искрения в воздушном зазоре
Характеристика
|
Значение, вид или соответствие
|
Коэффициент фактора риска
|
Конструкция короткозамкнутого ротора
|
Собранный цилиндр ротора
|
2
|
Цилиндр ротора из литого алюминия
|
0
|
Количество полюсов
|
2
|
2
|
От 4 до 8
|
1
|
Св. 8
|
0
|
Выходная номинальная мощность, кВт на полюс
|
Св. 500
|
2
|
От 200 до 500
|
1
|
<= 200
|
0
|
Радиальные каналы для охлаждения
|
Да. L < 200 мм (см. примечание 1)
|
2
|
Да. L >= 200 мм (см. примечание 1)
|
1
|
Нет
|
0
|
Перекос ротора или статора
|
Да
|
2
|
Нет
|
0
|
Лобовая часть обмотки ротора
|
Соответствует требованиям примечания 2
|
0
|
Не соответствует требованиям примечания 2
|
2
|
Температурный класс
|
Т1 или Т2
|
2
|
Т3
|
1
|
Т4 или Т5, или Т6
|
0
|
Примечания
1. L - длина крайнего пакета каналов сердечника.
2. Конструкция лобовой части обмотки ротора должна исключать неустойчивый контакт и отвечать требованиям температурной классификации. Этим требованиям соответствует коэффициент фактора риска, равный 0. В противном случае коэффициент фактора риска принимает значение, равное 2.
|
Если общая сумма коэффициентов превышает 5, то электродвигатель или представительный образец типового ряда необходимо подвергнуть испытанию согласно 6.2.3.
5.2.4.4. Температура на поверхности ротора не должна превышать предельно допустимое значение даже при пуске электродвигателя. Температура на поверхности ротора должна быть менее 300 °C или соответствовать значениям, оговоренным в 4.8.
Примечание. Компоненты короткозамкнутой машины следует выполнять из немагнитного или изолированного материала. В противном случае их температура на поверхности в режиме короткого замыкания электродвигателя может превысить температуру стержней ротора.
К таким компонентам относят удерживающие кольца, уравновешивающие диски, центрирующие кольца, вентиляторы или кожух забора воздуха.
5.2.4.5. При применении электродвигателя с защитным устройством от токов перегрузки, используемым для защиты от превышения предельной температуры, необходимо определить время , отношение и указать их значения в маркировке электродвигателя.
Длительность времени должна быть такой, чтобы до его истечения электродвигатель с заторможенным ротором отключался защитным устройством от токов перегрузки. В целом это возможно, если превышается минимальное значение времени , график зависимости которого от отношения представлен на рисунке 3.
Рисунок 3. График зависимости минимального времени
от отношения
Значения времени менее величин, показанных на рисунке 3, допускаются только в случае, если в электродвигателе применено соответствующее защитное устройство от перегрузки, эффективность которого подтверждена испытаниями. Это устройство должно быть указано в маркировке электродвигателя. Ни в коем случае:
- при использовании защитного устройства от токов перегрузки время не должно быть меньше 5 с;
- отношение не должно превышать 10.
5.2.4.6. При применении в обмотках электродвигателя датчиков температуры, соединенных с защитными устройствами и предотвращающих превышение температуры, необходимо определить отношение и указать его значение в маркировке электродвигателя. Время определять не требуется. Датчики температуры обмотки, соединенные с защитными устройствами, считают удовлетворяющими требованиям температурной защиты электродвигателя, если выполняются требования 4.8.4 даже в режиме короткого замыкания электродвигателя. Соответствующие защитные устройства следует идентифицировать при маркировке электродвигателя в табличке, устанавливаемой на его корпусе. Значение отношения ни в коем случае не должно превышать 10.
5.2.4.7. Электродвигатели, питаемые напряжением от преобразователя переменной частоты, следует либо оценивать согласно 5.2.4.9, либо испытывать вместе с преобразователями, указанными согласно ГОСТ 30852.0 в нормативно-технической документации, и в комплекте с предусмотренными защитными устройствами.
5.2.4.8. В электродвигателях на напряжение менее 1 кВ, питаемых от преобразователя, конструкция последнего должна предусматривать ограничение максимального напряжения относительно земли до 1 кВ и скорости повышения напряжения dU/dt до 500 В/мкс.
В электродвигателях на напряжение 1 кВ и выше, имеющих намотку по определенной форме и питаемых от преобразователя, конструкция последнего должна предусматривать ограничение максимального напряжения относительно земли до двукратного номинального линейного напряжения и скорости повышения напряжения dU/dt до 500 В/мкс.
Ограничение напряжения и скорости повышения напряжения можно достичь присоединением к выходу преобразователя индуктора и фильтра низких частот с шунтирующим конденсатором, подключаемых последовательно.
Преобразователь или преобразователь в сочетании с фильтром, отвечающие требованиям по ограничению максимального напряжения и скорости повышения напряжения, могут использоваться с любым электродвигателем с защитой вида e без ограничений.
Предельные значения параметров для электродвигателя с питанием от преобразователя, включая максимальную частоту вращения и механические характеристики при различных нагрузках, необходимо указывать на маркировочной табличке электродвигателя. Кроме того, в маркировке следует указать пригодность применения электродвигателя с защитой вида e, рассчитанного на заданное напряжение и номинальную выходную мощность, с преобразователем или с преобразователем в сочетании с фильтром.
Примечание. Напряжения, превышающие максимальные, в электродвигателе возникают из-за несогласованности "волнового сопротивления" электродвигателя и питающего кабеля. Эта несогласованность приведет к увеличению коэффициента отражения на выводах электродвигателя. При этом импульсы напряжения высокой частоты, генерируемые преобразователем с широтно-импульсной модуляцией, может практически удвоить случайную составляющую напряжения, что отрицательно воздействует на электродвигатель и питающий кабель. При таком уровне напряжения может возникнуть коронный разряд, а это может привести к воспламенению. Чтобы предотвратить коронный разряд и избежать воздействия повышения напряжения, необходимо поддерживать технически обоснованные напряжение относительно земли и скорость повышения напряжения в пределах, установленных для обычного электродвигателя с защитой вида e. Этого можно достичь за счет конструкции преобразователя или использования фильтра низких частот на его выходе.
5.2.4.9. В Приложении В приведены рекомендации по тепловой защите короткозамкнутых электродвигателей во время эксплуатации с помощью устройств защиты от перегрузки. Тепловые защитные устройства, за исключением их сенсоров, должны располагаться снаружи электродвигателей.
Примечание. При эксплуатации электродвигателей с питанием от преобразователя следует изучить Приложение В.
5.2.5. Требования к обмоткам
5.2.5.1. Если намотка многофазных обмоток, рассчитанных на напряжение 200 В или выше, произведена беспорядочно, то между обмотками необходима дополнительная изоляция (помимо лака). Намотка фазных обмоток, рассчитанных на напряжение св. 1000 В, должна производиться по определенной методике, после чего их следует изолировать путем пропитки под вакуумом или с помощью наполнителя с преобладающим содержанием смолы.
5.2.6. Соединители заземляющих зажимов для вращающихся машин с многосекционными обмотками
5.2.6.1. В соответствии с примененной конструкцией и мощностью электродвигателя изготовитель должен указать площадь поперечного сечения и конструкцию соединителей заземляющих зажимов, установленных в поперечных пазах оболочки, которые расположены симметрично относительно оси вала.
5.2.6.2. Соединители заземляющих зажимов должны быть защищены от коррозии, и должна быть обеспечена прочность их крепления согласно разделу 15 ГОСТ 30852.0.
5.2.6.3. Соединители заземляющих зажимов должны быть выполнены таким образом, чтобы в момент пуска электродвигателя они обеспечивали проводимость только через предусмотренные точки соединения. Особую осторожность следует проявлять в отношении неизолированных гибких проводов, расположенных в непосредственной близости от соединяемых частей.
5.2.6.4. Соединители заземляющих зажимов не требуются в случае, когда изоляция обеспечивает защиту от протекающего циркулирующего тока.
Однако необходимо обеспечить соответствующее заземление изолированных открытых проводящих частей. Изоляция между такими частями должна выдерживать действующее значение испытательного напряжения, равное 100 В, в течение 1 мин.
5.2.7. Уплотнения вала
5.2.7.1. Уплотнения вала следует выполнять из материала, обеспечивающего фрикционную искробезопасность.
5.2.8. Выводы обмотки статора
5.2.8.1. Температура выводов обмоток статора не должна превышать предельную температуру (см. 4.6), при этом пусковой ток подают в течение времени .
5.2.9. Оценка и предварительное испытание электродвигателей на напряжение св. 1 кВ
&5.2.9.1. Общие положения&
5.2.9.1.1. Все электродвигатели номинальным напряжением св. 1 кВ следует оценивать согласно 5.2.9.2 и, если требуется, испытывать согласно 6.2.3.
5.2.9.1.2. Если требуется испытание электродвигателя во взрывоопасной газовой смеси, то его следует проводить согласно 6.2.3.2.
5.2.9.1.3. Испытания и оценку электродвигателей или опытных образцов следует проводить как на новом оборудовании.
5.2.9.1.4. Маркировка вращающихся электрических машин напряжением св. 1 кВ согласно ГОСТ 30852.0 должна содержать знак X. В маркировке также должны быть указаны допустимая частота включения машины и рекомендуемое время между основными ремонтными работами &и техническим обслуживанием& (разборка и чистка).
&5.2.9.2. Система изоляции обмотки статора&
5.2.9.2.1. Необходимость проведения функциональных испытаний определяется согласно таблице 5.
Таблица 5
Оценка факторов риска возможности
воспламенения обмотки статора
|
