GB755_87旋转电机基本技术要求内容

旋转电机基本技术要求 GB 755-87

中华人民共和国国家标准

UDC 621.313

旋转电机

基本技术要求GB 755-87

General requirements

for rotating electrical machines 代替 GB 755-81

本标准参照采用IEC 34-1(1983)《旋转电机定额和性能》。

1 适用范围

本标准适用于各种类型的旋转电机（以下简称电机），但控制电机及牵引电机除外。

各类型电机凡有本标准未规定的附加要求时，应在该类型电机的标准中作补充规定。

某些类型电机如在本标准的某些条文上有特殊要求时，应在该类型电机的产品标准中作特殊规定。

2 术语定义

本标准所用的一般术语的定义按GB 2900.25《电工名词术语电机》的规定。

本标准专用的术语的定义如下：

2.1 定额

由制造厂对符合指定条件的电机所规定的，并在铭牌上标明的电量和机械量的全部数值及其持续时间和顺序。

2.2 定额值

定额中的某一量值。

2.3 额定输出功率

定额中的输出功率值。

2.4 负载

表示电机在某一瞬间供给一个电路或一台机械所需要的电量或机械量的全部数值。

2.5 空载（运行）

电机处于无功率输出的旋转状态（他均处于其正常运行条件）。

2.6 满载

对电机在额定输出运行时所规定的负载的最大值。

2.7 满载功率

对电机在额定输出运行时所规定的功率最大值。

注：这一概念也适用于转矩、电流和转速等。

2.8 断能停转

切断全部电能或机械能的输入，并完全停止运动。

2.9 工作制

电机承受负载情况的说明，包括起动、电制动、空载、断能停转以及这些阶段的持续时间和先后顺序。

2.10 工作制类型

在规定持续时间内由一种或多种恒定负载所组成的连续、短时或周期工作制；或者是负载和转速通常在允许运行范围内变化的非周期工作制。

2.11 热稳定

电机发热部件的温升在一小时内的变化不超过2k的状态。

2.12 负载持续率

负载时间（包括起动和电制动）与工作周期的持续时间之比，以百分数表示。

2.13 堵转转矩

电动机在额定电压、额定频率和转子堵住时测得的最小转矩。

2.14 堵转电流

电动机在额定电压、额定频率和转子堵住时从供电回路输入的稳态电流有效值。

2.15 （交流电动机的）最小转矩

电动机在额定电压和额定频率下，从零转速到相应于最大转矩的转速之间所产生的最小的转矩。

本定义不适用于转矩随转速的增加而连续下降的异步电动机。

注：该数值适用于不包括瞬变效应的通用转矩特性。

2.16 （交流电动机的）最大转矩

电动机在额定电压、额定频率、运行温度和连速不发生突降时所产生的最大的转矩。

本定义不适用于转矩随转速的增加而连续下降的异步电动机。

注：该数值适用于不包括瞬变效应的通用转矩特性。

2.17 （同步电动机的）失步转矩

同步电动机的额定电压、额定频率、额定励磁电流以及运行温度和同步转速产生的最大转矩。

2.18 冷却

将电机内部由于损耗而产生的热量首先传递给初级冷却介质，并提高该冷却介质的温度这一过程称为冷却。受热的初级冷却介质可用温度较低的新介质取代，或通过冷却器用次级冷却介质加以冷却。

2.19 冷却介质

传递热量的介质（液体或气体）。

2.20 初级冷却介质

温度比电机某部件低的一种介质（液体或气体），它与电机该部件接触，并将其放出的热量带走。

2.21 次级冷却介质

温度比初级冷却介质低的一种介质（液体或气体），它通过冷却器将初级冷却介质放出的热量带走。

2.22 直接冷却（内冷）绕组

一种绕组，其冷却介质流经位于主绝缘内部且与绕组形成整体的空心导体、导管或通道。

2.23 间接冷却绕组

用2.22条以外的其他方式冷却的绕组，如绕组下表明是直接冷却还是间接冷却，则均理解为间接冷却绕组。

注：除2.18～2.23条以外的关于冷却和冷却介质的其他定义，参照GB 1993《电机冷却方法》2.24 附加绝缘

为了防止因基本绝缘损坏而发生触电事故，在基本绝缘之外增加的独立的绝缘。

2.25 转动惯量

物体对于轴线的（动态）转动惯量，等于其质量微元与微元到轴线的距离（半径）平方乘积的总积。

注：该物理量的字母符号为J，单位用kg·m2表示。

2.26 等效热时间常数

等效热时间常热是用以取代几个单独时间常数的常数，以近似地确定绕组内电流发生阶跃性变化后的温度变化过程。

2.27 囊封式绕组

用模塑绝缘完全封闭或密封的绕组。

2.28 实际平衡的电压系统

在多相电压系统中，如电压的负序分量不超过正序分量的1%（长期运行）或1.5%（不超过几分钟的短时运行），且电压的零序分量不超过正序分量的1%时，即称为实际平衡的电压系统。

2.29 实际对称的回路

由平衡的电压系统所供电的回路中，如电流的负序分量和零序分量均不超过正序分量的5%，即称为实际对称的回路。

2.30 电压的实际正弦波形

如电压波形的正弦性畸变率不超过5%，即称为实际正弦波形。

2.31 实际无畸变回路

由正弦波电压供电的回路中，如电流的正弦性畸变率不超过5%，即称为实际无畸变回路。

2.32 电压（电流）波形正弦性畸变率

电压（电流）波形中不包括基波在内的所有各次诸波有效值平方和的平方根值与该波形基波有效值的百分比。

2.33 电压的电话谐波因数(THF)

电压波形中基波与各次谐波有效值加权平方和的平方根值与整个波形有效值的百分比。

2.34 标称牵入转矩

同步电动机在额定频率、额定电压和励磁绕组被短路的条件下，以感应电动机方式运行于95%同步转速时所产生的转矩。

2.35 发电机的电压调整率

由于负载变化而引起的电压变化、用额定电压的百分数或标么值表示。

注：一般考虑满载与空载之间的电压变化。

2.36 发电机的固有电压调整率

在负载变化而转速保持不变时所出现的电压变化，其数值完全取决于发电机本身的基本特性。用额定电压的百分数或标么值表示。

2.37 电动机的转速调整率

由于负载变化而引起的转速变化，用额定转速的百分数或标么值表示。

2.38 电动机的固有转速调整率

在负载变化而供电电压及频率保持不变时所出现的转速变化，其数值完全取决于电动机本身的基本特性。用额定转速的百分数或标么值表示。

2.39 电机的实际冷状态

电机每一部件的温度与冷却介质温度之差不超过2k时，即称为电机的实际冷状态。

2.40 绕线转子异步电动机转子绕组开路电压

当转子静止时，对定绕组施以额定电压而转子绕组开路，在集电环间所产生的电压。

2.41 小功率电动机

折算到1500r/min时连续额定功率不超过1.1kw的电动机。

3 工作制与定额

3.1 工作制的表达与定额类别的先用规则

3.1.1 工作制

工作制可用3.2条所规定的类型或按用户提出的其他工作制的要求予以说明。

3.1.2 工作制的表达

用户应尽可能准确地表达工作制。在负载不变或按已知方式变化的情况下，工作制可用数字或用变量的时间程序图来表达。

如果时间程序不明确，则应从S2～S8工作制中选择一个假设的时间程序，但其繁重程序应不低于实际情况，或采用S9工作制如未表明所需的工作制，则认为是S1工作制。

3.1.3 定额

定额由制造厂按3.3条所规定的类型选用。一般选用以S1工作制为基准的最大连续定额或以S2工作制为基准的短时定额。如不合适，可按实际需要选用以S3～S8工作制之一为基准的周期工作定额或以S9工作制为基准的非周期工作定额。

3.1.4 定额类型的选用

一般用途的电机，其定额应为最大连续定额，并能按S1工作制运行。如用户未提出电机的工作制，则认为是S1工作制，而其定额为最大连续定额。

短时使用的电机，其定额应为以S2工作制为基准的短时定额，并按3.4条的规定作出标志。

对用于可变负载包括空载、断能停转的电机，其定额应为以S3～S8工作制之一为基准的周期工作定额，并按3.4条的规定作出标志。

对用于转速变化、负载亦变化（包括过载）并作非周期运行的电机，其定额应为以S9工作制为基准的非周期工作定额，并按3.4条的规定作出标志。

对按S3～S9工作制之一选用定额的电机，通常采用等效连续定额作试验。在用户与制造厂双方达成协议时，也可按实际的或假定的工作制进行试验。但此种作法一般不是切实可行的。

在确定定额时，对S1～S8工作制，取恒定负载值作为额定输出，电动机用W表示，发电机用VA 表示，见3.2.1～3.2.8条，恒定负载运行时间“N”见图1～8；对S9工作制，取适当的满载值作为额定输出，见3.2.9条和图9中的“Cp”。

3.2 工作制的分类

工作制分为如下9类，它们主要适用于电动机，但其中某几类也适用于发电机（如S1和S2）。

3.2.1 连续工作制——S1工作制

在恒定负载下的运行时间足以达到热稳定（见图1）。

3.2.2 短时工作制——S2工作制

在恒定负载下按给定的时间运行，该时间不足以达到热稳定，随之即断能停转足够时间，使电机再度冷却到与冷却介质温度之差在2k以内（见图2）。

3.2.3 断续周期工作制——S3工作制

按一系列相同的工作周期运行，每一周期包括一段恒定负载运行时间和一段断能停转时间（见图3）。这种工作制中每一周期的起动电流不致对温升产生显著影响。

3.2.4 包括起动的断续周期工作制——S4工作制

按一系列相同的工作周期运行，每一周期包括一段对温升有显著影响的起动时间，一段恒定负载运行时间和一段断能停转时间（见图4）。

3.2.5 包括电制动的断续周期工作制——S5工作制

按一系列相同的工作周期运行，每一周期包括一段对起动时间，一段恒定负载运行时间，一段快速电制动时间和一段断能停转时间（见图5）。

3.2.6 连续周期工作制——S6工作制

按一系列相同的工作周期运行，每一周期包括一段恒定负载运行时间和一段空载运行时间，但无断能停转时间（见图6）。

3.2.7 包括电制动的连续周期工作制——S7工作制

按一系列相同的工作周期运行，每一周期包括一段起动时间，一段恒定负载运行时间和一段电制动时间，但无断能停转时间。（见图7）。

3.2.8 包括变速变负载的连续周期工作制——S8工作制

按一系列相同的工作周期运行，每一周期包括一段在预定转速下恒定负载运行时间，和一段或几段在不同转速下的其他恒定负载的运行时间（例如变极多速异步电动机），但无断能停转时间（见图8）。

注：S3～S8工作制每周期的持续时间很短，不足以使电机达到热稳定。

3.2.9 负载和转速非周期变化工作制——S9工作制

负载和转速在允许的范围内变化的非周期工作制，这种工作制包括经常过载，其值可远远超过

满载（见图9）。

1——负载；2——电损耗；3——温度

时间

图1 连续工作制S1

N——在恒定负载下运行；θmax——达到的最高温度

1——负载；2——电损耗；3——温度

时间

图2 短时工作制S2

N——在恒定负载下运行；θmax——在工作周期中达到的最高温度

图3 断续周期工作制S3

N——在恒定负载下运行；R——断能停转；θmax——在工作周期中达到的最高温度

负载持续率：N/N+R·100%

时间

图4 包括起动的断续周期工作制S4

D——起动；N——在恒定负载下运行；R——断能停转；

θmax——在工作周期中达到的最高温度负载持续率：D+N/D+N+R·100%

图5 包括起动的断续周期工作制S5

D——起动；N——在恒定负载下运行；F——电制动；R——断能停转；

θmax——在工作周期中达到的最高温度负载持续率：D+N+F/D+N+F+R·100%

图6 连续周期工作制S6

N——在恒定负载下运行；V——空载运行；θmax——在工作周期中达到的最高温度

负载持续率：N/N+V·100%

时间

图7 包括电制动的连续周期工作制S7

D——起动；N——在恒定负载下运行；F——电制动；

θmax——在工作周期中达到的最高温度

负载持续率：1

时间

图8 包括变速变负载的连续周期工作制S8

D——加速；N1、N2、N3——在恒定负载下运行；F1F2——电制动；

θmax——在工作周期中达到的最高温度

负载持续率：D+N1/D+N1+F1+N2+F2+N3·100%

F1+N2/D+N1+F1+N2+F2+N3·100%

F2+N3/D+N1+F1+N2+F2+N3·100%

时间

图9 负载和转速非周期变化工作制S9

D——起动；L——在可变负载下运行；F——电制动；R——断能停转

Cp——满载；θmax——达到的最高温度；S——过载运

3.3 定额的分类

定额分为如下五大类。

3.3.1 最大连续定额

是制造厂对电机负载和各种条件所作的规定，按照这些规定，电机应能满足本标准的各项要求作长期运行。

3.3.2 短时定额

是制造厂对电机负载、运行时间和各种条件的规定，按照这些规定，电机应能满足本标准各项要求；电机在实际冷状态下起动，并在规定的时限内运行，该时限应为下列数值之一：10，30，60或90min。

3.3.3 等效连续定额

是制造厂为简化试验而对电机的负载和各种条件的规定，按照这些规定，电机应能满足本标准的各项要求持续运行至热稳定；并且这些规定应与3.2.3～3.2.9条所列工作制之一等效。

3.3.4 周期工作定额

是制造厂对电机负载和各种条件的规定，按照这些规定，电机应能满足本标准的各项要求。按指定的工作周期运行。这类定额电机的工作制应符合3.2.3～3.2.8条所规定的一种。

每一工作周期的时间为10min。对S4、S5及S7工作制。如工作周期特别短，该时间及其表达方法可在产品标准中规定。

负载持续率应为下列数值之一：15%，25%，40%或60%。

3.3.5 非周期工作定额

是制造厂对电机在相应的变速范围内的变动负载（包括过载）和各种条件的规定，按照这些规定，电机应能满足本标准的各项要求作非周期运行。这类定额电机的工作制应符合3.2.9条所规定的工作制。

3.4 标志

3.4.1 工作制类型的标志

各种工作制除用3.2条规定的相应代号作为标志（例如S1和S9工作制可用S1和S9标志）外，并应符合下列规定：

对S2工作制，应在代号S2后加工作时限，对S3和S6工作制，应在代号后加负载持续率。

例：S2——60min，S3——25%，S6——40%

对S4和S5工作制，应在代号后加负载持续率，电动机的转动惯量(Jm)和负载的转动惯量(Jext)，后两者均为归算至电动机轴上的数值。

例：S4——25%；Jm——0.15kg·m2，Jext=0.7k·m2

对S7工作制，应在代号后加电动机的转动惯量(Jm)和负载的转动惯量(Jext)，后两者均为归算至电动机轴上的数值。

例：S7 Jm＝0.4kg·m2，Jext=7.5kg·m2

对S8工作制，应在代号后加电动机的转动惯量(Jm)，负载的转动惯量(Jext)以及在每一转速下的负载与负载持续率，转动惯量均为归算至电动机轴上的数值。

例：S8 Jm＝0.5kg·m2；Jext=6kg·m2

16kW 740r/min 30%

40kW 1460r/min 30%

25kW 980r/min 40%

3.4.2 定额类型的标志

最大连续定额——“cont”或“S1”。

短时定额——持续运行时间，例“S2——60min”。

等效连续定额——“equ”。

周期和非周期工作定额——同工作制的标志，例“S3——25%”。

3.4.1和3.4.2条所规定的标志应标在额定输出之后，如无标志，则应是最大连续定额。

3.5 定额的选定

定额应按本章的规定选取，并按第10章的规定标于铭牌上。

对具有多种定额的电机，其每种定额均应全面符合本标准的规定。

如电机接线端子和电源间接有电抗器（电力变压器除外）并作为电机整体的一部分时，额定值应归算至电源边的电抗器接线端子处。

对用(W)作为额定输出单位的电机，额定输出的数值应按GB 321《优先数优先数系》中的R40优先数系选取，并加以圆整。

3.6 额定输出

3.6.1 直流发电机

额定输出是指接线端子处的输出功率，用W表示。

3.6.2 交流发电机

额定输出是指接线端子处的视在功率连同功率因数，用VA表示，也可用W表示。如无其他规定，同步发电机的额定功率因数为0.8滞后（过励）。

3.6.3 电动机

额定输出是指转轴上的有效机械功率，用W表示。

3.6.4 同步调相机

额定输出是指接线端子处的无功功率，在超前（欠励）或滞后（过励）两种状态下用乏（var）表示。

3.7 额定电压

3.7.1 端子额定电压

额定电压是指在额定输出时电机端子间的电压，用V表示。

3.7.2 在较小电压变化范围内运行的发电机

对直流发电机，如无其他规定，其额定输出和额定电流是指对应于该范围内的最高电压（见4.3.1条）的数值。

对交流发电机，如无其他规定，其额定输出和额定功率因数是指对应于该范围内的任一电压（见4.3.1条）的数值。

3.8 多种定额电机

3.8.1 多速电动机的定额

对多速电动机，应对每一转速规定明确的定额。

3.8.2 变参量电机的定额

当额定参量（如输出、电压或转速等）可以有几个数值或在两个限值之间连续变化时，则应按这几个数值或限值来规定定额。本规定不适用于±5%的电压变化，也不适用于Y—△起动。

4 运行条件

4.1 海拔、温度、冷却介质和相对温度

除非用户另有要求，电机应按下列海拔、环境温度和相对湿度设计。

4.1.1 海拔

海拔不超过1000m。

当运行地点的海拔指定为超过1000m或运行地点的冷却介质温度随海拔升高而下降时应按5.3.4条的规定。

4.1.2 环境空气和冷却介质温度

4.1.2.1 最高环境空气温度和冷却介质温度

运行地点的环境空气（根据电机冷却系统的不同，可以是初级或次级冷却介质）温度随季节而变化，但不超过40°C。

当运行地点的最高环境空气温度高于或低于40°C时，应按5.3.4条的规定。

当电机采用水冷冷却器时，冷却器的进水温度应按5.3.1.4条的规定。

4.1.2.2 最低环境空气温度和冷却介质温度

对已安装就位、处于运行或处于断能停转的电机，运行地点的最低环境空气（根据电机通风系统的不同，可以是初级或次级冷却介质）温度为-15°C。

本规定适用于所有电机，但下列电机除外：

a.以1000r/min为基准的额定输出大于3300kW（或kVA）的交流电机、额定功率小于600W（或VA）和所有带换向器或滑动轴承的电机。这些电机的最低环境空气温度为5°C。

b.用水作为初级或次级冷却介质的电机，水和环境空气的最低温度为5°C。

如用户要求比上述更低的环境空气温度则应将所要求的最低温度告知制造厂，并说明该温度是仅适用于电机的运输和贮存还是亦同样适用于安装以后。低于上述温度值应由用户与制造三协议确定。

4.1.3 氢冷电机的冷却介质

氢冷电机当冷却介质的含氢量按体积计算不小于95%时，应能在额定条件下输出额定功率。

当冷却介质中含有空气中，则混合气体的含氢量在任何情况下应不少于90%，以确保安全。

在计算效率时，除非制造厂与用户之间另有协议，混合气体的标准组成应为氢气占98%，空气占2%（按体积计算并在规定的压力和再冷却温度下），风耗应按相应的密度计算。

4.1.4 环境空气相对湿度

运行地点的最湿月月平均最高相对湿度为90%，同时该月月平均最低温度不高于25°C。

在该环境空气相对湿度下，电机经长时间停机后应能安全投入运行。

4.2 电气条件

4.2.1 电源

本标准范围内的交流电机应能适用于三相50Hz电源，其电压应符合GB 156《额定电压》中所规

定标准电压。选用电机的额定电压时，应考虑供电系统与受电系统两者电压的区别。

注：大型高压交流电机的电压可按最佳性能选用。

4.2.2 电压和电流的波形和对称性

电机的设计应满足电机能在4.2.2.1，4.2.2.2或4.2.2.3条规定的条件下运行。

4.2.2.1 交流电动机

电源电压应为实际正弦波形（见2.30条）。对于多相电动机，电源电压还应为实际平衡系统（见2.28条）。

如电动机在额定负载下运行而电源电压的波形和平衡同时达到2.30条和2.28条所规定的极限，则电动机应不产生有害的高温，其温升或温度允许超过表1、2和3所规定的限值，但应不超过10k。

如电动机需在电源电压的畸变超过10%和电压系统的平衡经常超过2.28条所规定的极限的情况下（如附近有大的单相负载或大的整流负载）运行，则应由制造厂和用户协议。

在进行温升试验时，电源电压的波形正弦性畸变率应不超过2.5%。电压的负序分量在消除零序分量的影响后应小于正序分量的0.5%。当制造厂与用户取得协议后，可用测量电流的负序分量来代替电压的负序分量，但电流的负序分量应不超过正序分量的2.5%。

4.2.2.2 交流发电机

其供电的回路应为实际无畸变（见2.31条）和实际对称（见2.29条）。

如发电机在额定负载下运行而供电回路的畸变和对称性同时达到2.31条2.29条所规定的极限，则发电机应不产生有害的高温，其温升或温度允许超过表1、2和3所规定的限值，但应不超过10K。

4.2.2.3 由静止电力变流器供电的直流电动机

对电源的要求应在该类型电动机的标准中规定。在设计电动机时，应考虑由于变流器供电电压和电流的脉动对电动机性能的影响，与用纯直流电源供电的电动机相比，其损耗和温箕将增加，换向情况将变坏。一般应配置外接电抗器以降低电压和电流的脉动。电抗器与静止电力变流器的合理匹配应与制造厂协商确定。

4.3 运行期间电压和频率的变化

4.3.1 电压的变化

发电机在额定转速（交流发电机并在额定功率因数）下，如电压在额定值的95%～105%之间变化，输出功率应仍能维持额定值。

电动机当电源电压（如为交流电源时，频率为额定）在额定值的95%～105%之间变化，输出功率应仍能维持额定值。

当电压发生上述变化时，发电机和电动机的性能允许与标准的规定不同，温升限值允许超过表1和表2的规定，超过的数值应在各类型电机的标准中规定；但在电压变化达上述极限而电机作连续运行时，表1和和表2所规定的温升限值允许超过的最大值为：

额定功率为1000kW（或kVA）及以下的电机为10k；

额定功率为1000kW（或kVA）以上的电机为5k。

注：电机不允许在过载或任何与额定条件不同的工况下运行，除非已明确该电机适合于此种用途。

4.3.2 频率的变化

交流电机当频率（电压为额定）与额定值的变化不超过±1%时，输出功率应仍能维持额定值。

4.3.3 电压和频率同时发生变化

电压和频率同时发生变化（两者变化分别不超过±5%和±1%），若两者变化都是正值、两者之和不超过6%；或两者变化都是负值或分别为正与负值、两者绝对值之和不超过5%时，交流电机输出功率仍能维持额定值，性能和温升限值按4.3.1条的规定。

4.4 电机的中点接地

交流电机应能在中点处于接地电位或接近接地电位的情况下连续运行。对不接地系统，亦应能在一相处于接地电位的情况下偶尔作短时（例如排除故障必需的时间）运行。如需要作长期或连续

运行，应由用户与制造厂协议，加强电机绝缘，使之能适应这种条件，并在使用说明书中加以说明。

如电机绕组的线端与中点端不是相同绝缘，应在电机的使用说明书中说明。

未征得制造厂的同意，不允许将电机的中点接地或将多台电机的中点相互连续，以免在某些运行条件下产生各种频率零序电流的危险，以及在一相与中点发生故障时可能使绕组受到机械损伤。

5 温升

5.1 温升试验时的条件

5.1.1 温升试验时的冷却介质温度

电机可在任一合适的冷却介质温度下试验，如试验结束时冷却介质温度与使用地点所规定的（或5.3.4.5条所指定的）温度之差大于30k，应按5.3.5.2条的规定对温升限值进行修正。

5.1.2 温升试验时冷却介质温度的测定

应采用在试验过程中最后的四分之一时间内，按相等时间间隔测得的几个温度计读数的平均值，作为温升试验时的冷却介质温度。

为了避免由于大型电机制温度不能迅速地随着冷却介质温度相应变化而产生误差，应采取一切适当的措施以减少冷却介质温度的变化。

5.1.2.1 开启式电机或无冷却器的封闭式电机（用周围环境空气或气体冷却）

环境空气或气体的温度应采用几个温度计来测量。温度计应分布在电机周围不同的地点，距离电机1至2m，高度为电机高度的二分之一，并应防止一切热辐射和气流的影响。

5.1.2.2 用独立安装冷却器及用远处的空气或气体通过管道冷却的电机

初级冷却介质的温度应在进入电机处测量。

5.1.2.3 电机机座上或内部装内冷却器的封闭式电机

初级冷却介质的温度应在其进入电机处测量；次级冷却介质的温度应在其进入水冷冷却器或空冷冷却器处测量。

5.2 温升的测定

5.2.1 电机某一部份的温升

电机某一部份的温升即该部分温度与冷却介质温度之差，电机该部分的温度按本条规定的适当方法测量，冷却介质温度按5.1条的规定测量。

5.2.2 温度或温升的测量方法

电机绕组或其他部份的温度测量方法有以下四种：即电阻法、埋置检温计（ETD）法、温度计法和叠加法（亦称双桥带电测温法），不同的方法不应作为相互校核之用。

5.2.2.1 电阻法

此法是利用绕组电阻随温度升高而相应增大来确定绕组的温升。

5.2.2.2 埋置检温计（ETD）法

此法用埋入电机内部的检温计（如电阻检温计、热电偶或半导体热敏元件等）来测量温度，检温计是在电机制造过程中埋置于电机制成后所不能触及的部位。

5.2.2.3 温度计法

此法是用温度计贴附在电机可接触到的表面来测量温度：温度计除包括水银、酒精等膨胀式温度计外，也包括半导体温度计及非埋置的热电偶或电阻温度计。用膨胀式温度计测量处于强交变磁场或移动磁场部位的温度时，应采用酒精温度计而不采用水银温度计。

5.2.2.4 叠加法（双桥带电测温法）

此法是在不中断交流负载电流的情况下，在负载电流上叠加一微弱直流电流，以测量绕组直流电阻随温度而发生的变化来确定交流绕组的温升（详见GB 1029《三相同步电机试验方法》的附录二和附录三）。

5.2.3 绕组温度测量方法的选用

电机绕组温度的测量方法一般应选用5.2.4条所规定的电阻法。

对额定输出为5000kW(或kVA）及以上的交流电机定子绕组，应采用埋置检温计法。

对额定输出为5000kW(或kVA）以下但大于200kW或（kVA）的交流电机绕组，应选用电阻法或埋置检温计法。

对额定输出200kW（或kVA）及以下的交流电机绕组，应选用电阻法或叠加法。

对额定输出600kW（或VA）及以下的电机，当绕组为非均匀分布或接线很复杂时，应采用温度计（或非埋置型热电偶）法。温升限值按表1的规定。

对每槽只有一个线圈边的交流定子绕组，应采用电阻法而不用埋置检温计法。

注：为了校核这类绕组在运行中的温度，在槽底埋置检温计是没有意义的，因为它测得的主要是铁心温度。在绕组与槽楔之间埋置检温计，虽然测得的温度偏低，但更接近绕组温度，因此可适用于校核试验，在此处测得的温度与用电阻法测得温度之间的关系，应通过温升试验来确定。

对带换向器的电枢绕组和励磁绕组（具有圆柱形转子同步电机的励磁绕组除外），选用电阻法或温度计法均可，但优先采用电阻法。对具有一层以上的直流电机静止磁场绕组，亦可采用埋置检温计法。

5.2.4 用电阻法（包括叠加法）确定绕组温升

5.2.4.1 铜绕组

铜绕组的温升△t(K)由式(1)确定：

△t＝R2-R1/R1×(235+t1)+t1-t0 (1)

式中：R2——试验结束时的绕组电阻，Ω；

R1——试验开始时的绕组电阻，Ω；

t1——试验开始时的绕组温度，°C；

t0——试验结束时的冷却介质温度，°C；

用电阻法测量绕组温度时，试验前用温度计所测得的绕组温度实际上应为冷却介质温度。

5.2.4.2 非铜绕组

对铜以外的其他材料，应采用该材料在0°C时电阻温度系数的倒数来代替式(1)中的235，对铝绕组，除另有规定外，式(1)中的235用225代替。

5.2.5 用埋置检温计法确定绕组温升

检温计应适当地分布在电机的绕组中，其数量应不少于6个。在保证安全的前提下，应尽可能使检温计埋置于绕组预计为最热点的各个部位，并应有效地防止检温计与初级冷却介质接触，对表1，应以各检温计中读数的最高者（不可靠的读数除外）确定温升或温度是否符合要求；而对表2和表3，则可用各检温计读数的平均值。

对每槽有两个或两个以上线圈边的绕组，应按5.2.5.1条的要求埋置检温计；当每槽只有一个线圈边或要求测量线圈端部温度时，应分别按5.2.5.2和5.2.5.3条的要求埋置检温计，但此时用埋置检温计所测得的温升或温度不能作为确定电机的定额是否符合本标准的依据。

5.2.5.1 每槽有两个或两个以上线圈边时检温计的布置

检温计应位于槽内两个绝缘线圈边之间预计的最热点处。

5.2.5.2 每槽具有一个线圈边时检温计的布置

埋置于槽内的检温计应位于槽楔和绕组绝缘外层之间预计的最热点处。

5.2.5.3 线圈端部检温计的布置

检温计应埋置于线圈端部两个相邻线圈边之间预计为最热点处。检温计的热敏点应与线圈边的表面紧密接触并与冷却介质隔绝。

5.2.6 用温度计法确定绕组温升

用此法测量温度时，应将温度计贴附于电机绕组可接触到的表面，以测出接触点表面的温度。被测点与温度计的热传导应尽可能良好，并用绝热材料覆盖，以减少热量的泄漏。

温度计法适用于既不能采用埋置检温计法又不能采用电阻法的场合。

温度计法亦适用于下列场合：

a.当不能用电阻法确定温升时，例如对低电阻的换向极绕组和补偿绕组以及一般属于低电阻的绕组，特别对引线和接触电阻占总电阻相当大比例的绕组；

b.旋转或静止的单层绕组；

c.批量生产的电机在检查试验时的温升测量。

如果用户在电阻法或埋置检温计法的读数外还要求温度计法的读数，则温度计测得的电机最热点温升应由制造厂和用户协议，但在任何情况下不应超过下列数值：

对A级绝缘绕组—65K

对E级绝缘绕组—80K

对B级绝缘绕组—90K

对F级绝缘绕组—115K

对H级绝缘绕组—140K

5.2.7 电机断能停传后所测得读数的修正

5.2.7.1 用电阻法测量断能停滞不前转后的电机温度时，要求在温升试验结束就立即使电机停转。为了能足够迅速地获得可靠读数，需要有精心安排的操作程序和适量的试验人员。电机断能后能在如下给出的时间内测得第一点读数，则以读数计算电机的温升而不需外推至断能瞬间。

5.2.7.2 如在上述间隔时间内不能测得第一点读数，则应尽快测得它。以后每隔约1min读取一次读数，直至这些读数开始明显地从最高值下降为止。将测得的读数作为时间的函数绘成曲线，并根据电机的额定功率将此曲线外推至上述相应的间隔时间，所获得的温度即作为电机断能瞬间的温度。绘制曲线时，推荐采用半对数坐标，温度标在对数坐标轴上。如停转后测得的温度连续上升，则应取测得的温度最高值作为电机断能瞬间的温度。

5.2.7.3 对每槽只有一个线圈边的电机，如能在上述规定的时间内停转，则可采用电阻法。如电机在断能后至停转所需时间超过90s，而制造厂与用户事先有协议，则可采用叠加法（见5.2.2.4条）。

如电机断能后测得第一点读数的时间超过上述相应间隔时间的两倍，则5.2.7.2条所规定的方法只有在制造厂与用户取得协议后才能采用。

5.2.8 最大连续定额电机温升试验的持续时间

对最大连续定额的电机(S1工作制)，温升试验应持续进行至热稳定。如有可能，对电机在运行时和停机后的温度都应测量。

5.2.9 非最大连续定额电机温升试验的持续时间

5.2.9.1 短时定额(S2工作制)

试验持续时间即为该定额所规定的时限。试验开始时电机应为实际冷状态。

试验结束时，温升应不超过5.3.1.3条所规定的限值。

5.2.9.2 周期工作定额(S3～S8工作制)

将断续负载，应按规定的负载周期连续运行，直至达到实际上相同的温度循环，判断的准则为：将两个工作周期上的相应点联成直线，其梯度应小于每小时2k。如有必要，应一段时间内以适当的时间间隔进行测量。在最后一个运行周期内，产生最大热量时间一半时的温升应不超过表1的限值。

5.2.9.3 非周期工作定额(S9工作制)

温升试验应以制造厂拟定的等效连续定额按5.2.8条进行。在拟定等效连续额定时，应以用户提出的、考虑到额定负载和转速的变化及允许的过载程度的S9工作制为基础。

5.2.10 S9工作制电机等效热时间常数的确定

电机的等效热时间常数（通风应保持在正常运行状态）可近拟地确定电机的温度变化过程。此常数可用按5.2.7.2条绘制的电机冷却曲线求得，其值为电机从断能瞬间到冷却曲线上温度相应于电机温升一半的一点所需时间的1.44倍（即1/1h2）。

如电机的热时间常数多于一个（例如直流电机的电枢绕组、磁场绕组和换向极绕组的时间常数均不相同），则所有时间常数都应考虑，但应采用其中最可能导致危险温度的时间常数来确定温升。

5.2.11 轴承温度的测量方法

轴承温度可用温度计法或埋置检温计法进行测量。测量时，应保证检温计与被测部位之间有良好的热传递，例如，所有气隙应以导热涂料填充。测量位置应尽可能靠近下面规定的测点A或B。

注：测点A与B之间在以及这两点与轴承最热点之间存在温度差，其值与轴承尺寸有关。对压入式轴瓦的套筒轴承和内径小于150mm的球轴承或滚子轴承，A与B之间的温度差可忽略不计。对更大的轴承，A点温度比B点温度约高15k。

1)测点离轴承外圈或油膜间隙的距离，是从温度计或埋置检温计的最近点算起。

2)对“外转子”电机，A点位于离轴承内圈不超过10mm的静止部分，B点位于静止部分的外表面，尽可能接近轴承内圈。

3)轴瓦是支承轴衬材料的部件，将轴衬压入或用其他方法固定于轴承室外内，压力区是承受转子重量和径向负载（例如皮带驱动所产生的）等综合力的圆周部分。

5.3 温度和温升限值

5.3.1 温度和温升的限值表

表1规定了空气冷却电机在海拔不超过1000m、环境温度不超过40°C的条件下以额定功率运行时，从运行地点的环境空气温度起算的温升限值。

表2规定了氢外冷电机从氢气在冷却器出口处的温度起算的温升限值，氢气在冷却器出口处的温度应不超过40°C（参见5.1.2.2及5.1.2.3条）

表3规定了气体或液体直接冷却电机有效部分的温度限值。

注：表1～3中，T表示温度计法，R表示电阻法，E表示埋置检温计法。

5.3.1.1 如电机中的各个绕组采用不同的冷却方法时，则每一绕组的温度或温升的限值应符合相应限值表的规定。

5.3.1.2 各种不同绝缘等级绕组的温度或温升限值，应符合相应限值表中按不同绝缘等级所规定的数值。表中没有规定C级绝缘的数值。

5.3.1.3 对额定输出小于5000kW（或kVA）的短时定额电机，其温升限值允许较表1规定的数值高10K。

5.3.1.4 对属于表1或表2范围内采用水冷冷却器的电机，温升应从初级冷却介质在冷却器出口处的温度起算（参见5.1.2.2及5.1.2.3条），此限值表应用于冷却器出口处的初级冷却介质温度不超过40°C的情况。

如制造厂与用户协商同意，温升也可从水冷冷却器的进水水温起算，如进水温度不超过25°C。表1或表2所列的温升限值可增加10K。必要时，应按5.3.4条有关海拔和最高冷却介质温度的规定修正温升限值。此外，如双方同意按5.3.4.4条修正温升限值，可将规定的最高水温加上15K，按此数值从图10的曲线上读出修正值，再加上10K。

运行地点最高环境温度或冷却介质温度°C

图10 最高环境空气温度或初级冷却介质温度与规定不同时温升限值的修正

5.3.1.5 对以S9工作制为基准的非周期工作定额的电机，在运行期间温升允许偶然超过表1的限值。

5.3.2 额定电压超过11kV定子绕组的温升限值

5.3.2.1 空冷电机

对额定电压超过11kV、完全绝缘的定子绕组，表1规定的温升限值应减去如下数值：

a.11kV以上至17kV，每1kV（或不足1kV）为1.5k（用温度计法）或1K（用检温计法）。

b.17kV以上，每1kV（或不足1kV）在减a项数值之后再减0.5K（用温度计法或检温计法）。

5.3.2.2 氢外冷电机

对额定电压超过11kV的定子绕组，表2规定的温升限值应减去如下数值：

a.11kV以上至17kV，每1kV（或不足1kV）为1K。

b.17kV以上，每1kV（或不足1kV）在减a项数值之后再减0.5K。

5.3.3 轴承的容许温度

当采用5.2.11条中的测点A进行测量时，轴承的容许温度为：

滑动轴承（出油温度不超过65°C时）为80°C

滚动轴承（环境温度不超过40°C时）为95°C

表1 用空气间接冷却的电机的温升限值(K)

项号电机的部件

绝缘等级

A级E级B级F级H级

T R E T R E T R E T R E T R E

1 a.功率为5000kW(或kVA)及

以上电机的交流绕组

b.功率为200kW(或kVA)但小

于5000kW(或kVA)电机的交

流绕组

c.功率为200kW(或kVA)及以

下电机的交流绕组，但本项的

d和e除外2)

d.功率小于600/W(或VA)电

机的交流绕组2)

e.不带风扇自冷式(IC40)电

-

-

-

-

-

60

60

60

65

65

651)

651)

-

-

-

-

-

-

-

-

-

75

75

75

75

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

80

80

80

85

85

851)

901)

-

-

-

-

-

-

-

-

100

105

105

110

110

1051)

1101)

-

-

-

-

-

-

-

-

125

125

125

130

130

1301)

1301)

-

-

-

注：1)对高压交流绕组的修正可适用于这些项目（见5.3.2条）。

2)对额定功率为200kW(或kVA)及以下电机的A、E、B和F级绝缘绕组，用叠加法测量时限值可比表中用电阻法的限值提高5K。

3)对多层绕组，如下面的各层都与循环的初级冷却介质接触，也包括在内。

4)温度计可用热敏试验带取代。

5)项9中的温升限值，只有在换向器或集电环采用了与限值相适应的绝缘时才是允许的。但如换向器或集电环与绕组靠近，则他们的温升应不超过邻近绕组所采用绝缘等级的限值，温升只限于用膨胀式温度计测得，当采用热电偶或电阻温度计时，温升限值应由制造厂与用户协议，此时对功率为600W（或VA）及以下的电机，A、E和B级温升限值可提高5K；F和H级可提高10K。

6)若采用90K或更高的温升时，对电刷材料的选择需特别注意。

表2 氢外冷电机的温升限值(K)

注：1)只有这一项的温升限值取决于氢气压力。

2)对高压交流绕组的修正可适用于这些项目（见5.3.2条）。

3)对多层绕组，如下面的各层都与循环的初级冷却介质接触，也包括在内。

4)项9中的温升限值只有在换向器或集电环采用了与限值相适应的绝缘时，才是允许的。但如换向器或庥电环与绕组靠近，则它们的温升应不超过邻近绕组所采用绝缘等级的限值。温升只限于膨胀式温度计测得，当采用热电偶或电阻温度计时，温升限值应由制造厂与用户协议。

5)若采用90K或更高的温升时，对电刷材料的选择需特别注意。

注：1)应注意用ETD法所测得的温度并不表示定子绕组最热点的温度，如冷却介质的最高温度符合项1的规定，则能保证最热点温度不会过高。定子绕组的温度限值是用于保护绝缘不致受铁心的影响而过热，埋置检温计测得的温度可用于监视定子绕组冷却系统的运行。

2)转子通风是以转子全长径向出口通道的数量分级的。端部绕组的冷却介质输出口特通道按每端一个计算。两处反方向的轴向冷却介质流的共同出口作为两个通道计算。

3)如冷却介质最高温度符合项1的规定，则能保证绕组最热点温度不会过高。

4)项9中的温度限值只有在换向器或集电环采用了与限值相适应的绝缘时，才是允许的。但如换向器或集电环与绕组靠近，则它们的温度不超过邻边绕组所采用绝缘等级的限值，温度只限于用膨胀式温度计测得，当采用热电偶或电阻温度计时，温度限值应由制造厂与用户协议。

5)若采用130°C或更高的温度时，对电刷材料的选择需特别注意。

对大型汽轮发电机的轴承和立式安装的大型电机的推力轴承、导轴承或其他特殊轴承，其容许温度可在该类型电机的标准中另行规定。

5.3.4 运行条件与规定不同时温升限值的修正

属表1范围内用空气间接冷却的电机，如运行地点的海拔和环境空气温度与第4.1条的规定不同时，以及用水冷冷却器的电机、如初级冷却介质的实际最高温度与第4.1条的规定不同时，表1规定的温升限值应按如下规定作修正：

5.3.4.1 如最高环境温度为40°C且海拔不超过1000m时，表1规定的温升限值不作修正。

5.3.4.2 如指定的最高环境温度或实际最高冷却介质温度超过60°C或低于0°C，温升限值应由制造厂和用户协议规定。

5.3.4.3 如指定的最高环境温度或实际最高冷却介质温度在40°C至60°C之间时，表1规定的温