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电机绝缘材料及绝缘结构基准体系

点击次数:982    发布日期:2021-05-26   本文链接:http://www.pibomo.com/news/931.html

      长期以来,绝缘结构的耐热性评定与考核代表了国际电机安全认证的**水准,具有100多年历史的美国保险商实验室(Underwriter Labora—tories Inc.,UL)绝缘结构认证就是很好的证明。UL安全试验所是美国*有权威的,也是世界上从事安全试验和鉴定的较大的民间机构。它是一个独立的、非营利的、为公共安全做试验的专业机构。它采用科学的测试方法来研究确定各种材料、装置、产品、设备、建筑等对生命、财产有无危害和危害的程度;确定、编写、发行相应的标准和有助于减少及防止造成生命财产受到损失的资料,同时开展实情调研业务。

      UL针对绝缘结构的判断标准为UL1446绝缘材料系统一总则(Systerns of Insulating Materials.Genera1),其中对于电机绝缘结构的老化评定及组分的替代规则,都有严格的控制和测试方法。绝缘系统的每个温度等级都要经过标准UL1446要求的热老化等来严格测试而确定。测试并非仅对单个材料的性能考虑,还要充分兼顾到整个系统材料的兼容性或相匹配性。因此,系统里会逐一把测试或评估合格的多种类及多规格的材料添加进去,系统也由此建立起来。但uL对于绝缘结构的研究主要着重于其热老化性能,目前依据的标准只有UL1446。

      但对于变频电机和核电用电机等新能源领域的产品,仅仅依据UL1446是不能鉴定电机绝缘结构的。UL目前也只具备传统工频供电下的电机绝缘结构鉴定能力,缺乏对于新型电机绝缘结构的测试基础。

      在国内,除部分规模较大的电机生产企业外,大部分企业对绝缘材料未经筛选及绝缘结构未经评定就用于生产,其产品安全性存在很大的隐患。
      目前为止,GB/T 17948体系未强制执行,符合中国国情的电机绝缘结构认证体系尚未建立,没有经过试验证明的、成熟的材料基准数据库和绝缘结构基准数据库。这使得普通电机生产企业在设计绝缘结构时,无法根据自身生产的需要,选择具有合适的绝缘结构进行参考,无法遴选具有合适温度指数和其他性能的绝缘材料。

      近期,中国质量认证中心(CQC)通过了《电机用绝缘结构性能认证规则》(以下简称为《认证规则》)。《认证规则》对于三种不同类型的绝缘结构(已被运行经验证明的绝缘结构、按相关标准评定过的绝缘结构、未被运行经验证明且未按相关标准评定过的绝缘结构)如何根据GB/T17948体系及其他相关国际标准进行绝缘结构评定,做出了详细规定,使得国内电机用绝缘结构的性能认证有章可循。

      根据国标GB/T 17948-2003~旋转电机绝缘结构功能性评定总则》,已被运行经验证明的绝缘结构是指稳定运行时间不少于10年的绝缘结构。《认证规则》中规定,申请此类绝缘结构的自愿认证,申请人需要提供以下资料:包含主要组分绝缘材料(电磁线、相间绝缘和对地绝缘及浸渍漆)的型号、温度等级、电性能、机械性能的认证证书或权威第三方报告,以及该绝缘结构稳定运行10年以上的相关证明资料。如果无法提供主要组分材料的性能,则进行随机试验;如果绝缘材料通过随机试验,则认可其各项性能。同时,绝缘结构中的所有组分材料应送样至检测机构,用于样品封存和一致性控制。一致性控制要求分别对绝缘结构主要组分材料进行红外光谱图备份,作为以后绝缘结构组分材料变更或证书有效期满重新申请认证时进行一致性核验的依据。在满足一致性控制要求后,如主要组分绝缘材料性能资料和运行资料通过相关机构的审核,该结构即可获得认证证书。

      如果申请人的绝缘结构按GB/T 17948.1-2000~旋转电机绝缘结构功能性评定散绕绕组试验规程热评定与分级》标准(或国际上相关标准如IEC 60034—18-1、IEC61858、ULIO04、UI21 1 1等)评定合格,只需提供权威第三方机构出具的绝缘结构评定试验报告或相关绝缘结构认证证书,即可进行自愿认证。在满足一致性控制要求后,如绝缘结构评定试验报告或认证证书通过相关机构的审核,该结构即可获得认证证书。这样就避免了某些企业在国内外相关检测机构进行绝缘结构认证后,为了进行CQC的绝缘结构认证而进行重复试验,为企业快速通过认证提供了方便。

      对于未被运行经验证明且未按相关标准评定过的绝缘结构,申请人应先将绝缘结构提供给检测机构。检测机构将会将该绝缘结构与绝缘结构基准数据库中的基准结构进行比对,如果部分组分材料相同,可根据GB/T 17948.2_2006《旋转电机绝缘结构功能性评定散绕绕组试验规程变更和绝缘组分替代的分级》中的条款进行组分替代,依据标准选择下列四种不同的规程之一进行
试验:
(1)根据资料判定属性相同,接受替代,无需试验;
(2)密封管相容性试验;
(3)单点温度试验;
(4)三点温度试验。

      属性相同的定义为化学相同和物理相同,由红外光谱为基础,补充热重分析、DTA和原子吸收分析进行判断。密封管试验规程详见GB/T 17948.2—2006《旋转电机绝缘结构功能性评定散绕绕组试验规程变更和绝缘组分替代的分级》第7章。

      单点温度试验规程详见GB/T 17948.1-2000~旋转电机绝缘结构功能性评定散绕绕组试验规程热评定与分级》中的单点温度规程。
      三点温度试验规程详见GB/T 17948.1-2000(旋转电机绝缘结构功能性评定散绕绕组试验规程热评定与分级》中的三点温度规程。通过标准规定的规程,即可获得认证。
      如果该绝缘结构与绝缘结构基准数据库中的基准结构对比,无法进行替代试验,则根据GB/T17948.1_2()00进行完整的三点温度试验。通过相关评定,即可获得认证证书。
      单点温度试验和三点温度试验,试验周期较长,分别为60和300个工作日,但老化时间越长,越接近电机的实际老化情况。同时,在单点温度试验和三点温度试验的诊断周期中,进行了机械试验、潮湿试验和耐电压试验,对于影响电机绝缘结构的重要因素:热老化、电气老化、环境老化、机械老化,都加入了诊断程序,能够模拟电机的实际运行状况,从而提供电机绝缘结构老化的详细资料,促进绝缘结构和绝缘材料的发展。绝缘结构在通过评定之后,则可进入基准数据库,成为基准绝缘结构。随着数据库的逐步建立壮大,将会为未来的企业进行绝缘结构认证简化试验程序,为企业选择绝缘结构提供便利,促进电机行业的发展。同时,按照此《认证规则》对绝缘结构进行认证时,大量的绝缘材料同时也进行了试验或者认证,使得未来的材料基准数据库和绝缘结构基准数据库可以同时建立起来。

      相比UL认证,《认证规则》中对于整体绝缘结构的评定进行了详细的规定,填补了GB1471 1—2006《中小型旋转电机安全要求》中7.10条款和GB 12350-2009(小功率电动机的安全要求》中第12章的认证空白,为推动我国电机3c认证工作做出了贡献。对于变频电机,因为其绝缘结构的特殊性要求,《认证规则》根据GB/T21707-2008、GB/T 22720.1 008等相关标准,规定了相应的不同于普通电机绝缘结构的试验要求,相比uL认证,在变频电机绝缘结构的测试认证方面领先一步。

      使用通过自愿认证的绝缘结构的电机在认证证书有效期的4年内可以使用由CQC准许的标志,该标志可以施加于电机本体明显位置(或说明书/包装)上,代表电机的绝缘结构经过了国内目前**的绝缘结构CQC认证,表现了电机优异的绝缘耐老化性能。



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