【摘要】本文将国家标准《小功率电动机的安全要求》2022年版和2009年版进行对比,从适用范围、规范性引用文件、标志与说明、耐热要求、温升试验、电气强度、泄漏电流等方面将新旧标准进行了差异分析,并提出新标准实施建议,希望对新标准的理解与应用有所帮助。
【关键词】电动机;安全要求;标准;差异
【DOI编码】10.3969/j.issn.1674-4977.2024.06.022
Analysis of Differences Between Old and New Standards of GB/T 12350 Safety requirements of small power motors
BAI Zhifang, YU Yujian, WANG Chuannan, LIU Taoming, XU Zhen, ZHU Peiwu
(China Jiliang University, Hangzhou 310018, China)
Abstract: This article compares the 2022 edition and the 2009 edition of the national standard Safety requirements of small power motors. The comparison covers aspects such as scope of application, normative references, marking and instructions, heat resistance requirements, temperature rise tests, electrical strength, and leakage current. It also analyzes the differences between the old and new standards and provides recommendations for the implementation of the new standard, hoping to aid in the understanding and application of the new standard.
Keywords: electric motor; safety requirements; standards; difference
国家标准《小功率电动机的安全要求》于1990年首次发布,目前已经过2000年、2009年、2022年三次修订。GB/T 12350—2022(以下简称“新标准”)于2022年4月15日发布,2022年11月1日开始实施。随着科学技术的发展,新类型的小功率电动机不断涌现。GB/T 12350—2009(以下简称“旧标准”)已无法满足新技术的要求,在执行过程中暴露出许多问题,如不适用于控制电机,缺少对于热分级200(N级)和220(R级)的限值要求,当工作电压大于300 V时缺少电气间隙的限值要求等。此外,旧标准在电气强度试验电压要求、泄漏电流限值要求等方面也存在不合理之处,与家电整机标准在安全要求方面存在不协调部分。本次标准修订改进了旧标准的不足之处,使标准中的规定更加合理,提高了标准的适用性。
1.1适用范围
新标准的适用范围为GB/T 5171.1所规定的小功率电动机(以下简称“电动机”),其他类似电动机也可参照执行。新标准把控制电机(如伺服电机、自整角机、旋转变压器等)也列入适用范围之中,扩大了标准的适用范围。
1.2规范性引用文件
新标准中删除了GB/T 5169.6—1985、JB/T 9547—1999、JB/T 9615.1—2000、JB/T 9615.2—2000、IEC 60112:2003、IEC 60252-2:2002、IEC 61032:1997,增加了GB/T 3667.2—2016、GB/T 4207、GB/T 5169.5、GB/T 5169.16、GB/T 5169.21、GB/T 16842、JB/T 13609,将GB/T 5171—2002改为GB/T 5171.1、GB/T 5171.21、GB/T 5171.22,更新了部分标准的引用版本,将部分标准改为不注日期的引用。规范性引用文件的更改使标准更符合技术要求,引用版本的更新使标准与时俱进。
1.3术语和定义
新标准中删除了“独立电源”“介电性能试验”的定义,新增“功能性绝缘”“工作电压”“成批定向供货”这3个定义。
1.4标志与说明
1)修改了电动机铭牌内容要求。对于额定输出功率标注的规定,旧标准表述为:“额定输出功率(单位:W或kW),转矩定额的电动机标注额定输出转矩。”而新标准中增加了“额定输出功率范围”和“额定输出转矩范围”。其中,额定输出功率范围或额定输出转矩范围仅适用于具有无级调速功能的电动机;对于有级调速功能的电动机应分级标识额定输出功率或额定输出转矩。新标准还规定,与其他设备、装置完全嵌合而不能单独分离的电动机,如吸尘器电动机、排水泵电动机允许标输入功率,铭牌上应注明该功率为输入功率。另外新标准在铭牌上标明的项目中增加了一个条款:k)电容器的电容量与额定电压(适用时)。
2)增加标识铭牌内容的规定。新标准规定,在保证信息可读性、准确性的前提下,允许采用喷码或其他类似方式替代激光雕刻、冷压成型等传统方法,减少铭牌制作时对铁、铝等金属的消耗并降低污染排放,但该要求仅限于成批定向供货的产品。随着企业生产管理水平的提高,采用电子标签的先进信息管理系统有了越来越广泛地应用。此规定能够减轻企业负担,优化企业的生产管理。
3)其他修改。新标准在“接地线端应标以符号”前加了“除不损坏电动机就不能更换接地线的情况外”;在判断电动机上标志是否耐磨损的试验判定方法中,增加了“试验期间,应用约2 N/cm2的压力将棉布压在标志上”的要求;在对成批或定向供货的说明书要求中,删去了“但每箱产品至少需要一份说明书”的规定;直流电的符号增加了“DC”,交流电的符号增加了“AC”。
2.1机械装配与零件
新标准对电容电动机的金属外壳电容,在旧标准的基础上新增对特殊情况的规定,对自带接地结构的金属外壳电容,其外壳上无须附加绝缘,执行接地规定即可。
2.2电气连接
1)修改了软线拉力试验要求。对于连接电源和连接元件的软线的拉力试验,旧标准规定:“试验后,软线被夹持部位与夹紧装置不得有相对位移的现象。”新标准规定了该位移的合理范围,并表述为:“试验前,在距软线夹紧装置约20 mm处或其他适当位置做一标记,试验后,软线被夹持部位与夹紧装置的相对位移不应超过2 mm。”新标准具体地描述了试验方法,使标准的操作性更强,与行业整体水平接轨,利于标准的执行。
2)新标准从电容量大小、插脚间电压大小的角度增加了防止电动机电容器通过电源线插头的插脚漏电的规定。如果电容器额定电容量不大于0.1μF,就无须测量插脚间电压大小;反之,在电容器充满电1 s后,插脚间电压不应大于34 V。
2.3内部布线
1)新标准将“绝缘等级”一词改为“热分级”。2)新标准在“内部布线用引出线的最低耐热温度”表中增加了热分级200(N级)、220(R级)的限值要求以及3个表注。3)其他修改。在电动机内部布线用引出线的耐热要求中,新标准在“耐热等级应不低于电动机的热分级”前增加了“绝缘层与电动机绕组接触的内部布线用引出线”这一限制性规定;在“绝缘套管”后增加了“或等效措施”;在被焊接接头的规定中,为防止铝制线圈氧化提出“在接头处进行密封处理”。
2.4电气绝缘支持
对于用来支撑带电部件的绝缘材料或者绝缘套管的最低运行温度,新标准不再作要求。对于绝缘子的材料,新标准在“陶瓷材料、塑压材料”后加了“或橡胶材料”。
2.5绝缘结构评定
1)修改了耐电压强度试验要求。新标准中删除了耐电压强度试验的要求,改为“试验要求见20.2”,在20.2中进行了更精细的规定。2)增加了180(H级)和200(N级)试样的老化处理周期,分别为250℃,24 h,和270℃,24 h。3)增加了对控制器的相关要求。
2.6非金属部件
2.6.1耐热
1)修改了耐热性能的试验方法。新标准中删去了对于耐热性能试验方法的描述以及图示,规定试验方法按照GB/T 5169.21进行。引用其他标准可使本标准更加简洁明了,也加强了本标准与相关标准的联系。2)增加了试样要求。对于试样的要求,新标准中增加了“上下表面应大致平行”“允许用多层样品叠成该厚度试验,不超过3层”“试样平坦部分应为边长至少10 mm的方形或直径至少10 mm的圆形表面”这些规定,并规定:“如果不能从成品上切取试样,则可用一块同材质、同工艺材料作为试样。”这些新增规定使采样要求更加具体、更易操作。3)旧标准只规定了“陶瓷材料的部件可不进行本项试验”,新标准增加了可免于试验的材料,包括泡沫材料及在室温下就会软化的材料。4)新标准增加了对受试材料的球压试验,并规定相应要求。对于电动机的外部零件,试验后试样上的钢球压痕直径不应大于2 mm,或受试材料的球压温度(BPT)不低于75℃;用于支撑载流零件的绝缘材料,试验后试样上的钢球压痕直径不应大于2 mm,或受试材料的球压温度(BPT)不低于125℃。
2.6.2耐燃
新标准删除了对用于安装接线端或其他用螺钉连接的接头的绝缘部件的试验要求。对于无人照管工作的电动机灼烧丝试验温度的要求,旧标准规定:“对于正常工作期间其载流超过0.2 A的连接件,750℃。”新标准修改为:“1)对于正常工作期间其载流超过0.2 A的连接件,850℃。2)对于正常工作期间其载流超过0.2A的连接件,750℃;但在试验期间产生的火焰持续超过2 s的部件,进行下述附加试验。”新标准还增加了印刷电路板基材的针焰试验。
2.7电气间隙和爬电距离
1)增加了U>300 V时的电气间隙要求。工作电压U>300 V时,最小电气间隙为:基本绝缘3.0 mm,附加绝缘3.0 mm,加强绝缘5.5 mm。2)增加了500
2.8接地
1)修改了接地不适用情况。对于不适用本标准的情况,新标准将“有附加绝缘的电动机”改为“具有双重绝缘或加强绝缘的电动机”,“安装在具有附加绝缘的成套装置中的电动机”改为“安装在具有附加绝缘或加强绝缘的成套装置中的电动机”。新标准在注释中增加了对独立电源的定义,以解释采用独立电源供电的电动机。2)其他修改。对于接地接线端子的防松措施,新标准对防止因误操作导致接地不良的方法作出规定,如采用柱型接线端子,易于识别的、难以拆除的零件等。对于接地导体和接地端子及其夹紧装置,新标准中增加了“不应用软的或易于蠕变的金属制造,例如锌和铝。”
2.9温升试验
1)增加了200(N级)和220(R级)部件的温升限值要求。2)增加了轴承温度的限值要求。旧标准中规定:“轴承温度的限值按各电动机的产品标准进行确定。”新标准中改为:“对于F级及以下的电动机,滑动轴承温度应不超过80℃,滚动轴承温度应不超过95℃,对于F级以上的电动机,轴承温度的限值按各电动机的产品标准进行确定。”并增加了“注:对应用于特殊场合或特殊设计的电动机轴承,如在高温环境中工作或采用高温油脂等情况,不考虑轴承温度。”值得注意的是,新标准中增加了对F级及以下电动机的轴承温度的具体限值要求。
2.10非正常试验
1)增加了200(N级)和220(R级)的非正常试验允许最高绕组温度要求。2)删除了旧标准中“带有电子电路的家用类电动机,应随整机一起经受GB 4706.1—2005中19.11的试验”这一要求,避免了电动机安全要求与家用电器整机安全标准不协调的问题。
2.11绝缘电阻和电气强度
1)增加了绝缘电阻测定的要求。新标准中增加了“电压施加时间为1 min”的要求,并增加了电动机额定电压UN>500 V时兆欧表电压值的要求,为1000 V。2)新增对带控制器的电动机的电气强度试验及其要求。对带控制器的电动机试验电压提出了新要求,增加3处测量点,即主电路与外壳、主电路与控制电路、控制电路与外壳之间。增加了注释:“主电路与控制电路共地时,仅考核输入端与外壳之间的电气强度。”3)修改了电气强度试验的试验电压要求。新标准删除了“对于额定电压在48 V及以下由独立电源供电的电动机,其试验电压(有效值)为500 V”,以及“对于带有信号控制线的电动机,试验电压施加于信号线与电动机绕组之间,试验电压为1000 V+2UN,但最低为1500 V”等要求,增加了“主电路与外壳间及主电路与控制电路间的试验电压(有效值)为1000 V+ 2UN,但最低为1500 V。施加于控制电路与外壳之间的试验电压(有效值)为500 V。对于额定电压在100 V以下的电动机的绝缘绕组,其试验电压(有效值)为500 V+2UN。”,以及“注:对于带控制器的电动机以及在被试绝缘上跨接有电容器的情况,允许采用直流电压试验,试验电压为交流耐压试验值的1.414倍。”
2.12工作温度下的泄漏电流
1)增加了“电动机如装有无线电干扰滤波器、保护阻抗,试验前应予断开。”2)修改了工业用途电动机的泄漏电流限值要求。旧标准中对电动机在正常工作时的泄漏电流限值的规定为:“电动机在正常工作时,其泄漏电流不应大于0.25 mA。”新标准依据使用环境进行规定,将泄漏电流限值分为家用和类似用途、工业用途2大类,分别不应大于0.25 mA和0.5 mA,即新标准放宽了工业用途电动机的泄漏电流限值要求,由0.25 mA改为0.5 mA,而家用和类似用途电动机的泄漏电流限值要求则没有改变。
2.13湿热试验
新标准中对于湿热试验之后的泄漏电流限值也进行了与电动机正常工作时泄漏电流限值类似的修改。旧标准中规定“不得超过0.25 mA”;新标准中按使用环境分为家用和类似用途、工业用途2大类,分别不应大于0.25 mA和0.5 mA。
2.14元件
1)增加了“电子式离心开关应符合JB/T 13609的要求。”2)修改了电动机运行电容器的试验要求。新标准将其中的“额定负载”改为了“空载”。3)增加了“对于带有控制器的电动机,控制器应符合GB/T 14536.1的要求。”
2.15其他要求
1)修改了匝间冲击耐电压试验的要求。旧标准中的试验依据为JB/T 9615.1—2000和JB/T 9615.2—2000,新标准中改为GB/T 5171.1、GB/T 5171.21和GB/T 5171.22,并加入“注:对于非220 V、380 V额定电压的单相及三相电动机,峰值电压按1.4倍的电气强度试验电压”。2)增加了短时升高电压试验中电容运转电动机的试验时间要求,为1 min。
2.16检验规则
在检验项目中,新标准与旧标准相比,除名称与顺序的改动外,还增加了“刷握”这一项。具体对比情况见表1。
与旧标准相比,新标准考虑更加周到,表述更加合理,标准的可读性、适用性更强,更符合实际生产和使用情况。生产企业应当及时关注新标准的内容更新,准确理解新标准中的技术要求,在此基础上改进生产工艺,严格按照新标准的要求进行质量控制。检验机构应当重点关注新标准对检验规则的叙述,并参照检验项目表检查实验室仪器设备能否对新的技术要求进行检测,以正确地执行新标准。
【参考文献】
[1]小功率电动机的安全要求:GB/T 12350—2009[S].
[2]小功率电动机的安全要求:GB/T 12350—2022[S].
【作者简介】
白植方,女,2002年出生,标准化工程专业本科在读。
(编辑:侯睿琪)