Госстандарт России по электрооборудованию (стр. 77 из 150)
По возможности следует произвести сравнительные измерения на аналогичных электродвигателях и моделях с целью проверки точности расчетов.
А.2 Повышение температуры обмоток статора и ротора в номинальном режиме работы следует определять согласно ГОСТ 28173.
А.3 Повышение температуры в электродвигателях с заторможенным ротором определяют экспериментальным путем следующим образом.
А.3.1 Когда электродвигатель с заторможенным ротором еще находится при температуре окружающей среды, подают номинальное напряжение номинальной частоты.
А.3.2 Ток статора, измеренный через 5 с после пуска, принимают за начальный пусковой ток IA.
А.3.3 Повышение температуры ротора (стержни и кольца) измеряют термопарами и измерительными устройствами, с помощью преобразователей температуры или других средств, постоянная времени которых мала по сравнению со скоростью повышения температуры ротора. Рассматривают наибольшую из измеренных температур.
Примечание - Существующий градиент скорости повышения температуры в отдельных стержнях ротора зависит от их расположения относительно пространственной гармоники фазочастотного диапазона напряжения на обмотках статора. Этот градиент, составляющий не менее 20% для электродвигателей с низкой пространственной гармоникой, может быть значительно больше. Если в электродвигателе поместить термопары всего в два стержня ротора, напряжение на которых смещено по фазе на 90°, то увеличение наибольшего измеренного повышения температуры на 10% позволяет скомпенсировать высокую температуру любого другого стержня ротора.
А.3.4 В качестве величины, характеризующей повышение температуры обмотки, принимают среднее повышение температуры статора, определяемое с помощью термосопротивления.
А.3.5 Если испытание электродвигателя с заторможенным ротором проводят напряжением меньше номинального, измеренные величины следует увеличивать пропорционально отношению этих напряжений, в прямой зависимости от пускового тока (см. А.3.2) и пропорционально квадрату повышения температуры. При этом следует учитывать эффекты насыщения в магнитопроводах статора и ротора, если таковые имеются.
А.4 Повышение температуры в электродвигателях с заторможенным ротором рассчитывают следующим образом.
А.4.1 При расчете температуры короткозамкнутого ротора повышение температуры рассчитывают по общему количеству теплоты с учетом теплоты, поглощаемой стержнями и кольцами, а также теплоемкости короткозамкнутого ротора. Необходимо также учитывать влияние скинэффекта на распределение тепла в стержнях. Возможны допуски на теплообмен железа.
А.4.2 Скорость повышения температуры обмотки статора во времени Dq/t, К/с, в электродвигателе с заторможенным ротором рассчитывают по формуле
, (А.1)где j - плотность начального пускового тока, А/мм2;
b - коэффициент приведения, учитывающий рассеивание тепла от пропитанных обмоток, равный 0,85;
a - коэффициент, учитывающий материал обмоток, К·мм4/(А2·с).
Для меди a = 0,0065 К·мм4/(А2·с).
А.5 Определение времени tE
А.5.1 На рисунке A.1 показана методика определения времени tE. Из предельной температуры С вычитают максимальную окружающую температуру А (обычно 40 °С) и величину, характеризующую повышение температуры в номинальном режиме работы, - отрезок АВ на рисунке A.1. Время tE определяют по полученной разности ВС и скорости повышения температуры в электродвигателе с заторможенным ротором (измеряют или рассчитывают).
Для ротора и статора проводят отдельные расчеты. Наименьшее из двух значений принимают за время tE для электродвигателя соответствующего температурного класса.
А.6 Электродвигатели с жесткими пусковыми условиями или снабженные специальными защитными устройствами (например, устройствами контроля температуры обмоток) следует испытывать с указанными защитными устройствами.
А.7 Электродвигатели, образующие блоки с преобразователями и защитными устройствами, следует подвергнуть испытанию, которое должно показать, что в условиях эксплуатации блока электродвигателя и преобразователя не происходит превышения предельной температуры.
А - наивысшая допустимая окружающая температура; В - температура в номинальном режиме работы; С - предельная температура; t - время; I - повышение температуры в номинальном режиме работы; 2 - повышение температуры статора и ротора при испытании электродвигателя с заторможенным ротором
Рисунок A.1 - График определения времени tE
ПРИЛОЖЕНИЕ Б
(обязательное)
Испытание специальных резистивных нагревательных устройств и блоков
Б.1 Резистивные нагревательные устройства, подвергаемые механическому воздействию
Гибкие резистивные нагревательные устройства, такие как нагревательные кабели и ленты, не защищенные механически оболочкой и отвечающие требованиям к оболочкам, изложенным в ГОСТ Р 51330.0, следует подвергнуть испытаниям на раздавливание и низкотемпературному испытанию на сгибание согласно [2].
Б.2 Погружные резистивные нагревательные устройства и блоки
Образец или часть образца на 14 сут погружают в водопроводную воду на глубину 50 мм. Затем соответствие сопротивления изоляции испытуемых образцов предъявляемым требованиям определяют по методике, изложенной в 6.8.3, перечисления а), б).
Примечание - Это испытание не предназначено для проверки пригодности резистивного нагревательного устройства или блока для использования в другой среде помимо воды или при давлении св. 500 Па.
Б.3 Резистивные нагревательные устройства или блоки с гигроскопическим изолирующим материалом
Части устройства, обеспечивающие герметичность, подвергают воздействию температуры (80±2) °С в течение 28 сут при относительной влажности не менее 90 %. После этого образец насухо вытирают и соответствие сопротивления изоляции предъявляемым требованиям определяют испытанием по методике 6.8.3, перечисления а), б), но без погружения в воду.
Б.4 Проверка предельной температуры резистивных нагревательных устройств за исключением нагревательного сетевого кабеля, блоков, панелей и систем
Б.4.1 Испытание проводят в соответствии с Б.4.2, Б.4.3 или Б.4.4.
Испытание следует проводить после стабилизации мощности нагрева на уровне, который определяется поданным напряжением питания, повышенным на 10 % по отношению к номинальному и уменьшенным на величину, равную допуску (по значению), в омах, на сопротивление резистивного нагревательного блока.
Примечание - Нагревательные блоки с защитной системой согласно 5.9.12, но испытанные без защитной системы, могут быть сертифицированы как электрооборудование только в том случае, если во время испытания проводят моделирование рабочих условий. В противном случае нагревательный блок может рассматриваться только как Ех-компонент, и требует дополнительной сертификации электрооборудования, в котором он используется.
Б.4.2.1 Максимальная температура, допускаемая защитной системой
Максимальную температуру, допускаемую защитной системой, определяют при отключении дополнительных регулирующих устройств. Для обеспечения температурной стабильности следует учитывать постоянные времени датчиков температуры.
Б.4.2.2 Защитная система, измеряющая температуру и не менее одного параметра
Максимальную температуру определяют согласно Б.4.2.1 с учетом наиболее неблагоприятных условий, допускаемых устройством(ми) измерения другого(их) параметра(ов).
Б.4.2.3 Защитная система, измеряющая другой параметр, кроме температуры
Максимальную температуру определяют с учетом наиболее неблагоприятных условий, допускаемых устройствами измерения других параметров.
Б.4.3 Резистивный нагревательный блок стабилизированной конструкции
Образец испытывают в самых неблагоприятных условиях, обозначенных изготовителем и признанных таковыми испытательным ведомством. Условия испытания предусматривают нулевой расход или незаполненный трубопровод или резервуар. Испытание проводят после стабилизации выходной тепловой мощности на уровне, который определяется подаваемым напряжением питания, составляющим
% от номинального и уменьшенным на величину, равную допуску (по значению), в омах, на сопротивление резистивного нагревательного блока (см. Б.4.2). Моделируемые рабочие условия могут быть согласованы испытательной организацией с изготовителем.Б.4.4 Нагревательное устройство, обладающее свойством самоограничения
Если испытуемый образец представляет собой кабель или ленту, то образец длиной 3-4 м плотно сворачивают в спираль и помещают вовнутрь оболочки из термоизолирующего материала, способного выдерживать развиваемую температуру.
Оболочка должна быть адиабатной. Для измерения максимальной температуры поверхности испытуемого образца к нему крепят термопары. Затем при начальной температуре образца, равной (20±3) °С, на него подают напряжение, составляющее 110% от номинального. После достижения состояния теплового равновесия следует определить максимальную температуру поверхности испытуемого образца.
Другие типы резистивных нагревательных устройств, которым также присуще свойство самоограничения, следует испытывать аналогично в соответствующей оболочке.
ПРИЛОЖЕНИЕ В
(справочное)
Тепловая защита короткозамкнутых машин
B.1 В данном приложении приведена дополнительная информация для потребителя, помогающая при выборе защитных устройств и, в частности, даются рекомендации по их выбору и применению, отличающиеся от общепринятых промышленных методов или дополняющие их.