电动机增安型防爆级别的试验方法及要求

增安型电动机在试制完成以后，除应该承受增安型防爆电气设备的防爆型式通用试验外，按照需要还应该进行以下的专门试验。

1.笼型转子堵转试验

增安型电动机笼型转子的堵转试验，主要是用来确定电动机的起动电流比I_A/I_N和t_E时间。

对于额定功率不超过75kW的增安型电动机，人们应该通过试验的方法来确定它的起动电流比I_A/I_N和t_E时间；对于额定功率在75～160kW之间的增安型电动机，如果试验站不能进行试验，允许制造商和试验站协商，采用计算方法予以确定，但是应该用结构和性能基本一致的电动机的试验数据进行比较和修正。

电动机定子和转子在额定运行时的温度应该按照国家标准GB 755《旋转电机定额和性能》的规定进行测定。但是，测量温升应该在表4.7所示的断电后一段时间内完成。

表4.7 电动机断电后测量温度的时间范围①

①引自GB 3836.3—2000《爆炸性气体环境用电气设备 第3部分：增安型“e”》。

电动机定子和转子在堵转情况下的温度测定，应该用在环境温度条件下对电动机施加额定频率、额定电压的方法进行。

通电后5s测得的定子电流为最初起动电流I_A。

对于定子绕组，采用电阻法测量（计算）平均温升θ₁。

对于转子导条和端环，采用热电偶法测量温升θ₂。测量时，考虑到温升速率，试验人员应该选用时间常数较小的测量仪表。测量结果应该以各次测量测得的最高值为温升的有效值。

在测量温升的同时，试验人员应该用自动记录装置扫描温升上升的波形，以此来确定被试电动机的t_E时间。

值得注意的是，在低于额定电压下进行电动机堵转试验时，假若电动机磁路没有出现饱和效应，则测得的电流值应该按照电流与电压的线性关系换算到额定电压下的起动电流值，测得的温升应该按照温升与电压的二次方关系换算到额定状态下的堵转温升；假若电动机磁路出现了饱和效应，则这些换算应该进行适当的修正。

2.高压电动机：定子绕组的绝缘性能试验

增安型电动机的定子绕组，尤其是高压电动机（额定电压等于或大于1kV）的定子绕组，应该进行绝缘性能试验。这项试验主要是检验绕组绝缘的制作质量和防电晕措施的有效性。

在试验时，试验样品可以是一个完整的定子，也可以是一个绕组装入机座的定子，或者是一台电动机，或者是一个带有部分绕组的定子，还可以是一组线圈。但是，不管使用什么样的试验样品，它们都应该能够代表整个完整的定子。

不管是完整的定子还是代表性的样品，试验时，电气连接都应该与标准的定子连接排列方式一样。特别应该注意的是，各电缆之间以及电缆与邻近的导体之间的间距必须足够大，而且，所有的裸露导体都必须可靠地接地。

绝缘性能试验应该分别按以下两种方式进行。

（1）有效值电压试验

定子绕组的绝缘系统和连接电缆应该放置在浓度为（21±0.5）%（体积比）的氢气-空气混合物（ⅡC级），或（7.8±1）%（体积比）的乙烯-空气混合物（ⅡB级），或（5.25±0.5）%（体积比）的丙烷-空气混合物（ⅡA级）中。在每一相与地之间施加试验电压，其他未试相应该可靠地接地。试验电压为1.5倍额定线电压有效值的数值，历时3min。试验电压的上升速率不大于0.5kV/s。

试验不应该引起试验气体混合物点燃爆炸。

（2）峰值相电压试验

定子绕组的绝缘系统和连接电缆应该放置在上述试验气体混合物中。在相与相之间、相与地之间施加试验电压，其他未试相应该可靠地接地。试验电压为3倍峰值相电压，容差为±3%，电压上升时间在0.2～0.5μs之间，半值时间至少为20μs，一般不超过30μs（图4.16）。每一项试验均应该进行10次。

在试验期间，试验气体混合物不应该发生点燃爆炸。

试验已经证明，由于绕组的绝缘处理和防电晕措施存在某些不完善因素，万伏级的绝缘绕组在试验电压上升到大约7kV的时候，爆炸性氢气-空气混合物发生了点燃爆炸。

图4.16 试验电压波形示意图

3.大容量电动机：笼型转子的结构试验

增安型电动机笼型转子的结构试验主要是考核相应结构的可靠性和气隙放电火花的危险性。(www.xing528.com)

在试验时，试验样机应该是已经装配完整的电动机，也就是说，电动机装有定子和转子。

结构试验应该分别按以下两种方式进行。

（1）“老化过程”试验

笼型转子应该承受“老化过程”的考核。试验时，转子被堵转，施加于电动机的试验电压不应该小于额定电压的50%。鼠笼的最高温度应该在最高设计温度和70℃以下值之间波动。

试验至少进行5次。

（2）爆炸试验

在“老化过程”试验以后，电动机应该放置在浓度为（21±0.5）%（体积比）的氢气-空气混合物（ⅡC级），或（7.8±1）%（体积比）的乙烯-空气混合物（ⅡB级），或（5.25±0.5）%（体积比）的丙烷-空气混合物（ⅡA级）中；施加于被试电动机的试验电压不应该小于额定电压的90%。电动机在空载状态下起动10次，或者，电动机被堵转10次。每次试验的持续时间至少为1s。

在试验期间，试验气体混合物不应该发生点燃爆炸。

4.增安型电动机防爆级别的评定方法

在增安型电动机设计时，人们要想确定它的防爆级别（ⅡA级、ⅡB级和ⅡC级）是一件困难的事。

实际上，增安型电动机的防爆级别是由“爆炸试验”来确定的。而且，这种试验又分为两类：气隙放电火花点燃试验（参见上述“3.大容量电动机：笼型转子的结构试验”）和定子绝缘系统点燃试验（参见上述“2.高压电动机：定子绕组的绝缘性能试验”）。显然，为了确保电动机不发生点燃，人们应该以这两类试验分别确定的防爆级别中最低的那个级别作为被试电动机的防爆级别。

这是确定增安型电动机防爆级别的基本原则。

现在的问题是如何确定每一类试验得到的防爆级别。

爆炸试验按照防爆级别（ⅡA级、ⅡB级、ⅡC级）的不同可以分为两种试验序列：极值试验序列和中值试验序列。这两种试验序列应该进行的试验组数是不同的。人们可以选择任意序列进行试验。现在分别予以讨论。

（1）极值试验序列

极值试验序列是从优先确定ⅡC级开始试验的。

这一序列至少进行一组试验，最多不超过三组。

试验顺序是这样的：

当ⅡC级通过试验时，其他级别（ⅡA级、ⅡB级）也就通过。于是电动机的防爆级别即可定为ⅡC级。

当ⅡC级没有通过试验时，则确定ⅡB级；当ⅡB级通过试验时，则ⅡA级也就通过。此时，电动机的防爆级别即可定为ⅡB级。

当ⅡB级没有通过试验时，则确定ⅡA级；当ⅡA级通过试验时，则电动机的防爆级别被定为ⅡA级。否则，试验样品不符合要求。

（2）中值试验序列

中值试验序列是从优先确定ⅡB级开始试验的。

这一序列必须进行两组试验。

试验顺序是这样的：

当ⅡB级通过试验时，ⅡA级就可以通过，然而，还应该确定ⅡC级。当ⅡC级通过试验时，则电动机的防爆级别即可定为ⅡC级，否则，定为ⅡB级。

当ⅡB级没有通过试验时，还应该确定ⅡA级。当ⅡA级通过试验时，则电动机的防爆级别即可定为ⅡA级，否则，试验样品不符合要求。

不管是极值试验序列还是中值试验序列，均以最后一组试验结果作为试验样品的防爆级别。

这里需要指出的是，设计人员在增安型电动机设计时应该尽可能地采用合理结构，以规避进行相关的爆炸试验和设置相应的辅助保护措施。但是，高压增安型电动机的“高压电动机：定子绕组的绝缘性能试验”是必须进行的。