【摘要】本文將國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《小功率電動(dòng)機(jī)的安全要求》2022年版和2009年版進(jìn)行對(duì)比,從適用范圍、規(guī)范性引用文件、標(biāo)志與說(shuō)明、耐熱要求、溫升試驗(yàn)、電氣強(qiáng)度、泄漏電流等方面將新舊標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了差異分析,并提出新標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施建議,希望對(duì)新標(biāo)準(zhǔn)的理解與應(yīng)用有所幫助。
【關(guān)鍵詞】電動(dòng)機(jī);安全要求;標(biāo)準(zhǔn);差異
【DOI編碼】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
國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《小功率電動(dòng)機(jī)的安全要求》于1990年首次發(fā)布,目前已經(jīng)過(guò)2000年、2009年、2022年三次修訂。GB/T 12350—2022(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“新標(biāo)準(zhǔn)”)于2022年4月15日發(fā)布,2022年11月1日開(kāi)始實(shí)施。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,新類(lèi)型的小功率電動(dòng)機(jī)不斷涌現(xiàn)。GB/T 12350—2009(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“舊標(biāo)準(zhǔn)”)已無(wú)法滿(mǎn)足新技術(shù)的要求,在執(zhí)行過(guò)程中暴露出許多問(wèn)題,如不適用于控制電機(jī),缺少對(duì)于熱分級(jí)200(N級(jí))和220(R級(jí))的限值要求,當(dāng)工作電壓大于300 V時(shí)缺少電氣間隙的限值要求等。此外,舊標(biāo)準(zhǔn)在電氣強(qiáng)度試驗(yàn)電壓要求、泄漏電流限值要求等方面也存在不合理之處,與家電整機(jī)標(biāo)準(zhǔn)在安全要求方面存在不協(xié)調(diào)部分。本次標(biāo)準(zhǔn)修訂改進(jìn)了舊標(biāo)準(zhǔn)的不足之處,使標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定更加合理,提高了標(biāo)準(zhǔn)的適用性。
1.1適用范圍
新標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍為GB/T 5171.1所規(guī)定的小功率電動(dòng)機(jī)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“電動(dòng)機(jī)”),其他類(lèi)似電動(dòng)機(jī)也可參照?qǐng)?zhí)行。新標(biāo)準(zhǔn)把控制電機(jī)(如伺服電機(jī)、自整角機(jī)、旋轉(zhuǎn)變壓器等)也列入適用范圍之中,擴(kuò)大了標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍。
1.2規(guī)范性引用文件
新標(biāo)準(zhǔn)中刪除了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,將GB/T 5171—2002改為GB/T 5171.1、GB/T 5171.21、GB/T 5171.22,更新了部分標(biāo)準(zhǔn)的引用版本,將部分標(biāo)準(zhǔn)改為不注日期的引用。規(guī)范性引用文件的更改使標(biāo)準(zhǔn)更符合技術(shù)要求,引用版本的更新使標(biāo)準(zhǔn)與時(shí)俱進(jìn)。
1.3術(shù)語(yǔ)和定義
新標(biāo)準(zhǔn)中刪除了“獨(dú)立電源”“介電性能試驗(yàn)”的定義,新增“功能性絕緣”“工作電壓”“成批定向供貨”這3個(gè)定義。
1.4標(biāo)志與說(shuō)明
1)修改了電動(dòng)機(jī)銘牌內(nèi)容要求。對(duì)于額定輸出功率標(biāo)注的規(guī)定,舊標(biāo)準(zhǔn)表述為:“額定輸出功率(單位:W或kW),轉(zhuǎn)矩定額的電動(dòng)機(jī)標(biāo)注額定輸出轉(zhuǎn)矩?!倍聵?biāo)準(zhǔn)中增加了“額定輸出功率范圍”和“額定輸出轉(zhuǎn)矩范圍”。其中,額定輸出功率范圍或額定輸出轉(zhuǎn)矩范圍僅適用于具有無(wú)級(jí)調(diào)速功能的電動(dòng)機(jī);對(duì)于有級(jí)調(diào)速功能的電動(dòng)機(jī)應(yīng)分級(jí)標(biāo)識(shí)額定輸出功率或額定輸出轉(zhuǎn)矩。新標(biāo)準(zhǔn)還規(guī)定,與其他設(shè)備、裝置完全嵌合而不能單獨(dú)分離的電動(dòng)機(jī),如吸塵器電動(dòng)機(jī)、排水泵電動(dòng)機(jī)允許標(biāo)輸入功率,銘牌上應(yīng)注明該功率為輸入功率。另外新標(biāo)準(zhǔn)在銘牌上標(biāo)明的項(xiàng)目中增加了一個(gè)條款:k)電容器的電容量與額定電壓(適用時(shí))。
2)增加標(biāo)識(shí)銘牌內(nèi)容的規(guī)定。新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,在保證信息可讀性、準(zhǔn)確性的前提下,允許采用噴碼或其他類(lèi)似方式替代激光雕刻、冷壓成型等傳統(tǒng)方法,減少銘牌制作時(shí)對(duì)鐵、鋁等金屬的消耗并降低污染排放,但該要求僅限于成批定向供貨的產(chǎn)品。隨著企業(yè)生產(chǎn)管理水平的提高,采用電子標(biāo)簽的先進(jìn)信息管理系統(tǒng)有了越來(lái)越廣泛地應(yīng)用。此規(guī)定能夠減輕企業(yè)負(fù)擔(dān),優(yōu)化企業(yè)的生產(chǎn)管理。
3)其他修改。新標(biāo)準(zhǔn)在“接地線(xiàn)端應(yīng)標(biāo)以符號(hào)”前加了“除不損壞電動(dòng)機(jī)就不能更換接地線(xiàn)的情況外”;在判斷電動(dòng)機(jī)上標(biāo)志是否耐磨損的試驗(yàn)判定方法中,增加了“試驗(yàn)期間,應(yīng)用約2 N/cm2的壓力將棉布?jí)涸跇?biāo)志上”的要求;在對(duì)成批或定向供貨的說(shuō)明書(shū)要求中,刪去了“但每箱產(chǎn)品至少需要一份說(shuō)明書(shū)”的規(guī)定;直流電的符號(hào)增加了“DC”,交流電的符號(hào)增加了“AC”。
2.1機(jī)械裝配與零件
新標(biāo)準(zhǔn)對(duì)電容電動(dòng)機(jī)的金屬外殼電容,在舊標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上新增對(duì)特殊情況的規(guī)定,對(duì)自帶接地結(jié)構(gòu)的金屬外殼電容,其外殼上無(wú)須附加絕緣,執(zhí)行接地規(guī)定即可。
2.2電氣連接
1)修改了軟線(xiàn)拉力試驗(yàn)要求。對(duì)于連接電源和連接元件的軟線(xiàn)的拉力試驗(yàn),舊標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定:“試驗(yàn)后,軟線(xiàn)被夾持部位與夾緊裝置不得有相對(duì)位移的現(xiàn)象?!毙聵?biāo)準(zhǔn)規(guī)定了該位移的合理范圍,并表述為:“試驗(yàn)前,在距軟線(xiàn)夾緊裝置約20 mm處或其他適當(dāng)位置做一標(biāo)記,試驗(yàn)后,軟線(xiàn)被夾持部位與夾緊裝置的相對(duì)位移不應(yīng)超過(guò)2 mm?!毙聵?biāo)準(zhǔn)具體地描述了試驗(yàn)方法,使標(biāo)準(zhǔn)的操作性更強(qiáng),與行業(yè)整體水平接軌,利于標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行。
2)新標(biāo)準(zhǔn)從電容量大小、插腳間電壓大小的角度增加了防止電動(dòng)機(jī)電容器通過(guò)電源線(xiàn)插頭的插腳漏電的規(guī)定。如果電容器額定電容量不大于0.1μF,就無(wú)須測(cè)量插腳間電壓大?。环粗?,在電容器充滿(mǎn)電1 s后,插腳間電壓不應(yīng)大于34 V。
2.3內(nèi)部布線(xiàn)
1)新標(biāo)準(zhǔn)將“絕緣等級(jí)”一詞改為“熱分級(jí)”。2)新標(biāo)準(zhǔn)在“內(nèi)部布線(xiàn)用引出線(xiàn)的最低耐熱溫度”表中增加了熱分級(jí)200(N級(jí))、220(R級(jí))的限值要求以及3個(gè)表注。3)其他修改。在電動(dòng)機(jī)內(nèi)部布線(xiàn)用引出線(xiàn)的耐熱要求中,新標(biāo)準(zhǔn)在“耐熱等級(jí)應(yīng)不低于電動(dòng)機(jī)的熱分級(jí)”前增加了“絕緣層與電動(dòng)機(jī)繞組接觸的內(nèi)部布線(xiàn)用引出線(xiàn)”這一限制性規(guī)定;在“絕緣套管”后增加了“或等效措施”;在被焊接接頭的規(guī)定中,為防止鋁制線(xiàn)圈氧化提出“在接頭處進(jìn)行密封處理”。
2.4電氣絕緣支持
對(duì)于用來(lái)支撐帶電部件的絕緣材料或者絕緣套管的最低運(yùn)行溫度,新標(biāo)準(zhǔn)不再作要求。對(duì)于絕緣子的材料,新標(biāo)準(zhǔn)在“陶瓷材料、塑壓材料”后加了“或橡膠材料”。
2.5絕緣結(jié)構(gòu)評(píng)定
1)修改了耐電壓強(qiáng)度試驗(yàn)要求。新標(biāo)準(zhǔn)中刪除了耐電壓強(qiáng)度試驗(yàn)的要求,改為“試驗(yàn)要求見(jiàn)20.2”,在20.2中進(jìn)行了更精細(xì)的規(guī)定。2)增加了180(H級(jí))和200(N級(jí))試樣的老化處理周期,分別為250℃,24 h,和270℃,24 h。3)增加了對(duì)控制器的相關(guān)要求。
2.6非金屬部件
2.6.1耐熱
1)修改了耐熱性能的試驗(yàn)方法。新標(biāo)準(zhǔn)中刪去了對(duì)于耐熱性能試驗(yàn)方法的描述以及圖示,規(guī)定試驗(yàn)方法按照GB/T 5169.21進(jìn)行。引用其他標(biāo)準(zhǔn)可使本標(biāo)準(zhǔn)更加簡(jiǎn)潔明了,也加強(qiáng)了本標(biāo)準(zhǔn)與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的聯(lián)系。2)增加了試樣要求。對(duì)于試樣的要求,新標(biāo)準(zhǔn)中增加了“上下表面應(yīng)大致平行”“允許用多層樣品疊成該厚度試驗(yàn),不超過(guò)3層”“試樣平坦部分應(yīng)為邊長(zhǎng)至少10 mm的方形或直徑至少10 mm的圓形表面”這些規(guī)定,并規(guī)定:“如果不能從成品上切取試樣,則可用一塊同材質(zhì)、同工藝材料作為試樣?!边@些新增規(guī)定使采樣要求更加具體、更易操作。3)舊標(biāo)準(zhǔn)只規(guī)定了“陶瓷材料的部件可不進(jìn)行本項(xiàng)試驗(yàn)”,新標(biāo)準(zhǔn)增加了可免于試驗(yàn)的材料,包括泡沫材料及在室溫下就會(huì)軟化的材料。4)新標(biāo)準(zhǔn)增加了對(duì)受試材料的球壓試驗(yàn),并規(guī)定相應(yīng)要求。對(duì)于電動(dòng)機(jī)的外部零件,試驗(yàn)后試樣上的鋼球壓痕直徑不應(yīng)大于2 mm,或受試材料的球壓溫度(BPT)不低于75℃;用于支撐載流零件的絕緣材料,試驗(yàn)后試樣上的鋼球壓痕直徑不應(yīng)大于2 mm,或受試材料的球壓溫度(BPT)不低于125℃。
2.6.2耐燃
新標(biāo)準(zhǔn)刪除了對(duì)用于安裝接線(xiàn)端或其他用螺釘連接的接頭的絕緣部件的試驗(yàn)要求。對(duì)于無(wú)人照管工作的電動(dòng)機(jī)灼燒絲試驗(yàn)溫度的要求,舊標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定:“對(duì)于正常工作期間其載流超過(guò)0.2 A的連接件,750℃?!毙聵?biāo)準(zhǔn)修改為:“1)對(duì)于正常工作期間其載流超過(guò)0.2 A的連接件,850℃。2)對(duì)于正常工作期間其載流超過(guò)0.2A的連接件,750℃;但在試驗(yàn)期間產(chǎn)生的火焰持續(xù)超過(guò)2 s的部件,進(jìn)行下述附加試驗(yàn)?!毙聵?biāo)準(zhǔn)還增加了印刷電路板基材的針焰試驗(yàn)。
2.7電氣間隙和爬電距離
1)增加了U>300 V時(shí)的電氣間隙要求。工作電壓U>300 V時(shí),最小電氣間隙為:基本絕緣3.0 mm,附加絕緣3.0 mm,加強(qiáng)絕緣5.5 mm。2)增加了500
2.8接地
1)修改了接地不適用情況。對(duì)于不適用本標(biāo)準(zhǔn)的情況,新標(biāo)準(zhǔn)將“有附加絕緣的電動(dòng)機(jī)”改為“具有雙重絕緣或加強(qiáng)絕緣的電動(dòng)機(jī)”,“安裝在具有附加絕緣的成套裝置中的電動(dòng)機(jī)”改為“安裝在具有附加絕緣或加強(qiáng)絕緣的成套裝置中的電動(dòng)機(jī)”。新標(biāo)準(zhǔn)在注釋中增加了對(duì)獨(dú)立電源的定義,以解釋采用獨(dú)立電源供電的電動(dòng)機(jī)。2)其他修改。對(duì)于接地接線(xiàn)端子的防松措施,新標(biāo)準(zhǔn)對(duì)防止因誤操作導(dǎo)致接地不良的方法作出規(guī)定,如采用柱型接線(xiàn)端子,易于識(shí)別的、難以拆除的零件等。對(duì)于接地導(dǎo)體和接地端子及其夾緊裝置,新標(biāo)準(zhǔn)中增加了“不應(yīng)用軟的或易于蠕變的金屬制造,例如鋅和鋁?!?/p>
2.9溫升試驗(yàn)
1)增加了200(N級(jí))和220(R級(jí))部件的溫升限值要求。2)增加了軸承溫度的限值要求。舊標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定:“軸承溫度的限值按各電動(dòng)機(jī)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行確定?!毙聵?biāo)準(zhǔn)中改為:“對(duì)于F級(jí)及以下的電動(dòng)機(jī),滑動(dòng)軸承溫度應(yīng)不超過(guò)80℃,滾動(dòng)軸承溫度應(yīng)不超過(guò)95℃,對(duì)于F級(jí)以上的電動(dòng)機(jī),軸承溫度的限值按各電動(dòng)機(jī)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行確定。”并增加了“注:對(duì)應(yīng)用于特殊場(chǎng)合或特殊設(shè)計(jì)的電動(dòng)機(jī)軸承,如在高溫環(huán)境中工作或采用高溫油脂等情況,不考慮軸承溫度。”值得注意的是,新標(biāo)準(zhǔn)中增加了對(duì)F級(jí)及以下電動(dòng)機(jī)的軸承溫度的具體限值要求。
2.10非正常試驗(yàn)
1)增加了200(N級(jí))和220(R級(jí))的非正常試驗(yàn)允許最高繞組溫度要求。2)刪除了舊標(biāo)準(zhǔn)中“帶有電子電路的家用類(lèi)電動(dòng)機(jī),應(yīng)隨整機(jī)一起經(jīng)受GB 4706.1—2005中19.11的試驗(yàn)”這一要求,避免了電動(dòng)機(jī)安全要求與家用電器整機(jī)安全標(biāo)準(zhǔn)不協(xié)調(diào)的問(wèn)題。
2.11絕緣電阻和電氣強(qiáng)度
1)增加了絕緣電阻測(cè)定的要求。新標(biāo)準(zhǔn)中增加了“電壓施加時(shí)間為1 min”的要求,并增加了電動(dòng)機(jī)額定電壓UN>500 V時(shí)兆歐表電壓值的要求,為1000 V。2)新增對(duì)帶控制器的電動(dòng)機(jī)的電氣強(qiáng)度試驗(yàn)及其要求。對(duì)帶控制器的電動(dòng)機(jī)試驗(yàn)電壓提出了新要求,增加3處測(cè)量點(diǎn),即主電路與外殼、主電路與控制電路、控制電路與外殼之間。增加了注釋?zhuān)骸爸麟娐放c控制電路共地時(shí),僅考核輸入端與外殼之間的電氣強(qiáng)度。”3)修改了電氣強(qiáng)度試驗(yàn)的試驗(yàn)電壓要求。新標(biāo)準(zhǔn)刪除了“對(duì)于額定電壓在48 V及以下由獨(dú)立電源供電的電動(dòng)機(jī),其試驗(yàn)電壓(有效值)為500 V”,以及“對(duì)于帶有信號(hào)控制線(xiàn)的電動(dòng)機(jī),試驗(yàn)電壓施加于信號(hào)線(xiàn)與電動(dòng)機(jī)繞組之間,試驗(yàn)電壓為1000 V+2UN,但最低為1500 V”等要求,增加了“主電路與外殼間及主電路與控制電路間的試驗(yàn)電壓(有效值)為1000 V+ 2UN,但最低為1500 V。施加于控制電路與外殼之間的試驗(yàn)電壓(有效值)為500 V。對(duì)于額定電壓在100 V以下的電動(dòng)機(jī)的絕緣繞組,其試驗(yàn)電壓(有效值)為500 V+2UN?!?,以及“注:對(duì)于帶控制器的電動(dòng)機(jī)以及在被試絕緣上跨接有電容器的情況,允許采用直流電壓試驗(yàn),試驗(yàn)電壓為交流耐壓試驗(yàn)值的1.414倍?!?/p>
2.12工作溫度下的泄漏電流
1)增加了“電動(dòng)機(jī)如裝有無(wú)線(xiàn)電干擾濾波器、保護(hù)阻抗,試驗(yàn)前應(yīng)予斷開(kāi)?!?)修改了工業(yè)用途電動(dòng)機(jī)的泄漏電流限值要求。舊標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)電動(dòng)機(jī)在正常工作時(shí)的泄漏電流限值的規(guī)定為:“電動(dòng)機(jī)在正常工作時(shí),其泄漏電流不應(yīng)大于0.25 mA?!毙聵?biāo)準(zhǔn)依據(jù)使用環(huán)境進(jìn)行規(guī)定,將泄漏電流限值分為家用和類(lèi)似用途、工業(yè)用途2大類(lèi),分別不應(yīng)大于0.25 mA和0.5 mA,即新標(biāo)準(zhǔn)放寬了工業(yè)用途電動(dòng)機(jī)的泄漏電流限值要求,由0.25 mA改為0.5 mA,而家用和類(lèi)似用途電動(dòng)機(jī)的泄漏電流限值要求則沒(méi)有改變。
2.13濕熱試驗(yàn)
新標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)于濕熱試驗(yàn)之后的泄漏電流限值也進(jìn)行了與電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)泄漏電流限值類(lèi)似的修改。舊標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定“不得超過(guò)0.25 mA”;新標(biāo)準(zhǔn)中按使用環(huán)境分為家用和類(lèi)似用途、工業(yè)用途2大類(lèi),分別不應(yīng)大于0.25 mA和0.5 mA。
2.14元件
1)增加了“電子式離心開(kāi)關(guān)應(yīng)符合JB/T 13609的要求。”2)修改了電動(dòng)機(jī)運(yùn)行電容器的試驗(yàn)要求。新標(biāo)準(zhǔn)將其中的“額定負(fù)載”改為了“空載”。3)增加了“對(duì)于帶有控制器的電動(dòng)機(jī),控制器應(yīng)符合GB/T 14536.1的要求?!?/p>
2.15其他要求
1)修改了匝間沖擊耐電壓試驗(yàn)的要求。舊標(biāo)準(zhǔn)中的試驗(yàn)依據(jù)為JB/T 9615.1—2000和JB/T 9615.2—2000,新標(biāo)準(zhǔn)中改為GB/T 5171.1、GB/T 5171.21和GB/T 5171.22,并加入“注:對(duì)于非220 V、380 V額定電壓的單相及三相電動(dòng)機(jī),峰值電壓按1.4倍的電氣強(qiáng)度試驗(yàn)電壓”。2)增加了短時(shí)升高電壓試驗(yàn)中電容運(yùn)轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)的試驗(yàn)時(shí)間要求,為1 min。
2.16檢驗(yàn)規(guī)則
在檢驗(yàn)項(xiàng)目中,新標(biāo)準(zhǔn)與舊標(biāo)準(zhǔn)相比,除名稱(chēng)與順序的改動(dòng)外,還增加了“刷握”這一項(xiàng)。具體對(duì)比情況見(jiàn)表1。
與舊標(biāo)準(zhǔn)相比,新標(biāo)準(zhǔn)考慮更加周到,表述更加合理,標(biāo)準(zhǔn)的可讀性、適用性更強(qiáng),更符合實(shí)際生產(chǎn)和使用情況。生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)當(dāng)及時(shí)關(guān)注新標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容更新,準(zhǔn)確理解新標(biāo)準(zhǔn)中的技術(shù)要求,在此基礎(chǔ)上改進(jìn)生產(chǎn)工藝,嚴(yán)格按照新標(biāo)準(zhǔn)的要求進(jìn)行質(zhì)量控制。檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)關(guān)注新標(biāo)準(zhǔn)對(duì)檢驗(yàn)規(guī)則的敘述,并參照檢驗(yàn)項(xiàng)目表檢查實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備能否對(duì)新的技術(shù)要求進(jìn)行檢測(cè),以正確地執(zhí)行新標(biāo)準(zhǔn)。
【參考文獻(xiàn)】
[1]小功率電動(dòng)機(jī)的安全要求:GB/T 12350—2009[S].
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【作者簡(jiǎn)介】
白植方,女,2002年出生,標(biāo)準(zhǔn)化工程專(zhuān)業(yè)本科在讀。
(編輯:侯睿琪)