【摘要】本文將國家標準《小功率電動機的安全要求》2022年版和2009年版進行對比,從適用范圍、規范性引用文件、標志與說明、耐熱要求、溫升試驗、電氣強度、泄漏電流等方面將新舊標準進行了差異分析,并提出新標準實施建議,希望對新標準的理解與應用有所幫助。
【關鍵詞】電動機;安全要求;標準;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
國家標準《小功率電動機的安全要求》于1990年首次發布,目前已經過2000年、2009年、2022年三次修訂。GB/T 12350—2022(以下簡稱“新標準”)于2022年4月15日發布,2022年11月1日開始實施。隨著科學技術的發展,新類型的小功率電動機不斷涌現。GB/T 12350—2009(以下簡稱“舊標準”)已無法滿足新技術的要求,在執行過程中暴露出許多問題,如不適用于控制電機,缺少對于熱分級200(N級)和220(R級)的限值要求,當工作電壓大于300 V時缺少電氣間隙的限值要求等。此外,舊標準在電氣強度試驗電壓要求、泄漏電流限值要求等方面也存在不合理之處,與家電整機標準在安全要求方面存在不協調部分。本次標準修訂改進了舊標準的不足之處,使標準中的規定更加合理,提高了標準的適用性。
1.1適用范圍
新標準的適用范圍為GB/T 5171.1所規定的小功率電動機(以下簡稱“電動機”),其他類似電動機也可參照執行。新標準把控制電機(如伺服電機、自整角機、旋轉變壓器等)也列入適用范圍之中,擴大了標準的適用范圍。
1.2規范性引用文件
新標準中刪除了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,更新了部分標準的引用版本,將部分標準改為不注日期的引用。規范性引用文件的更改使標準更符合技術要求,引用版本的更新使標準與時俱進。
1.3術語和定義
新標準中刪除了“獨立電源”“介電性能試驗”的定義,新增“功能性絕緣”“工作電壓”“成批定向供貨”這3個定義。
1.4標志與說明
1)修改了電動機銘牌內容要求。對于額定輸出功率標注的規定,舊標準表述為:“額定輸出功率(單位:W或kW),轉矩定額的電動機標注額定輸出轉矩。”而新標準中增加了“額定輸出功率范圍”和“額定輸出轉矩范圍”。其中,額定輸出功率范圍或額定輸出轉矩范圍僅適用于具有無級調速功能的電動機;對于有級調速功能的電動機應分級標識額定輸出功率或額定輸出轉矩。新標準還規定,與其他設備、裝置完全嵌合而不能單獨分離的電動機,如吸塵器電動機、排水泵電動機允許標輸入功率,銘牌上應注明該功率為輸入功率。另外新標準在銘牌上標明的項目中增加了一個條款:k)電容器的電容量與額定電壓(適用時)。
2)增加標識銘牌內容的規定。新標準規定,在保證信息可讀性、準確性的前提下,允許采用噴碼或其他類似方式替代激光雕刻、冷壓成型等傳統方法,減少銘牌制作時對鐵、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品。隨著企業生產管理水平的提高,采用電子標簽的先進信息管理系統有了越來越廣泛地應用。此規定能夠減輕企業負擔,優化企業的生產管理。
3)其他修改。新標準在“接地線端應標以符號”前加了“除不損壞電動機就不能更換接地線的情況外”;在判斷電動機上標志是否耐磨損的試驗判定方法中,增加了“試驗期間,應用約2 N/cm2的壓力將棉布壓在標志上”的要求;在對成批或定向供貨的說明書要求中,刪去了“但每箱產品至少需要一份說明書”的規定;直流電的符號增加了“DC”,交流電的符號增加了“AC”。
2.1機械裝配與零件
新標準對電容電動機的金屬外殼電容,在舊標準的基礎上新增對特殊情況的規定,對自帶接地結構的金屬外殼電容,其外殼上無須附加絕緣,執行接地規定即可。
2.2電氣連接
1)修改了軟線拉力試驗要求。對于連接電源和連接元件的軟線的拉力試驗,舊標準規定:“試驗后,軟線被夾持部位與夾緊裝置不得有相對位移的現象。”新標準規定了該位移的合理范圍,并表述為:“試驗前,在距軟線夾緊裝置約20 mm處或其他適當位置做一標記,試驗后,軟線被夾持部位與夾緊裝置的相對位移不應超過2 mm。”新標準具體地描述了試驗方法,使標準的操作性更強,與行業整體水平接軌,利于標準的執行。
2)新標準從電容量大小、插腳間電壓大小的角度增加了防止電動機電容器通過電源線插頭的插腳漏電的規定。如果電容器額定電容量不大于0.1μF,就無須測量插腳間電壓大小;反之,在電容器充滿電1 s后,插腳間電壓不應大于34 V。
2.3內部布線
1)新標準將“絕緣等級”一詞改為“熱分級”。2)新標準在“內部布線用引出線的最低耐熱溫度”表中增加了熱分級200(N級)、220(R級)的限值要求以及3個表注。3)其他修改。在電動機內部布線用引出線的耐熱要求中,新標準在“耐熱等級應不低于電動機的熱分級”前增加了“絕緣層與電動機繞組接觸的內部布線用引出線”這一限制性規定;在“絕緣套管”后增加了“或等效措施”;在被焊接接頭的規定中,為防止鋁制線圈氧化提出“在接頭處進行密封處理”。
2.4電氣絕緣支持
對于用來支撐帶電部件的絕緣材料或者絕緣套管的最低運行溫度,新標準不再作要求。對于絕緣子的材料,新標準在“陶瓷材料、塑壓材料”后加了“或橡膠材料”。
2.5絕緣結構評定
1)修改了耐電壓強度試驗要求。新標準中刪除了耐電壓強度試驗的要求,改為“試驗要求見20.2”,在20.2中進行了更精細的規定。2)增加了180(H級)和200(N級)試樣的老化處理周期,分別為250℃,24 h,和270℃,24 h。3)增加了對控制器的相關要求。
2.6非金屬部件
2.6.1耐熱
1)修改了耐熱性能的試驗方法。新標準中刪去了對于耐熱性能試驗方法的描述以及圖示,規定試驗方法按照GB/T 5169.21進行。引用其他標準可使本標準更加簡潔明了,也加強了本標準與相關標準的聯系。2)增加了試樣要求。對于試樣的要求,新標準中增加了“上下表面應大致平行”“允許用多層樣品疊成該厚度試驗,不超過3層”“試樣平坦部分應為邊長至少10 mm的方形或直徑至少10 mm的圓形表面”這些規定,并規定:“如果不能從成品上切取試樣,則可用一塊同材質、同工藝材料作為試樣。”這些新增規定使采樣要求更加具體、更易操作。3)舊標準只規定了“陶瓷材料的部件可不進行本項試驗”,新標準增加了可免于試驗的材料,包括泡沫材料及在室溫下就會軟化的材料。4)新標準增加了對受試材料的球壓試驗,并規定相應要求。對于電動機的外部零件,試驗后試樣上的鋼球壓痕直徑不應大于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,試驗后試樣上的鋼球壓痕直徑不應大于2 mm,或受試材料的球壓溫度(BPT)不低于125℃。
2.6.2耐燃
新標準刪除了對用于安裝接線端或其他用螺釘連接的接頭的絕緣部件的試驗要求。對于無人照管工作的電動機灼燒絲試驗溫度的要求,舊標準規定:“對于正常工作期間其載流超過0.2 A的連接件,750℃。”新標準修改為:“1)對于正常工作期間其載流超過0.2 A的連接件,850℃。2)對于正常工作期間其載流超過0.2A的連接件,750℃;但在試驗期間產生的火焰持續超過2 s的部件,進行下述附加試驗。”新標準還增加了印刷電路板基材的針焰試驗。
2.7電氣間隙和爬電距離
1)增加了U>300 V時的電氣間隙要求。工作電壓U>300 V時,最小電氣間隙為:基本絕緣3.0 mm,附加絕緣3.0 mm,加強絕緣5.5 mm。2)增加了500
2.8接地
1)修改了接地不適用情況。對于不適用本標準的情況,新標準將“有附加絕緣的電動機”改為“具有雙重絕緣或加強絕緣的電動機”,“安裝在具有附加絕緣的成套裝置中的電動機”改為“安裝在具有附加絕緣或加強絕緣的成套裝置中的電動機”。新標準在注釋中增加了對獨立電源的定義,以解釋采用獨立電源供電的電動機。2)其他修改。對于接地接線端子的防松措施,新標準對防止因誤操作導致接地不良的方法作出規定,如采用柱型接線端子,易于識別的、難以拆除的零件等。對于接地導體和接地端子及其夾緊裝置,新標準中增加了“不應用軟的或易于蠕變的金屬制造,例如鋅和鋁。”
2.9溫升試驗
1)增加了200(N級)和220(R級)部件的溫升限值要求。2)增加了軸承溫度的限值要求。舊標準中規定:“軸承溫度的限值按各電動機的產品標準進行確定。”新標準中改為:“對于F級及以下的電動機,滑動軸承溫度應不超過80℃,滾動軸承溫度應不超過95℃,對于F級以上的電動機,軸承溫度的限值按各電動機的產品標準進行確定。”并增加了“注:對應用于特殊場合或特殊設計的電動機軸承,如在高溫環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,新標準中增加了對F級及以下電動機的軸承溫度的具體限值要求。
2.10非正常試驗
1)增加了200(N級)和220(R級)的非正常試驗允許最高繞組溫度要求。2)刪除了舊標準中“帶有電子電路的家用類電動機,應隨整機一起經受GB 4706.1—2005中19.11的試驗”這一要求,避免了電動機安全要求與家用電器整機安全標準不協調的問題。
2.11絕緣電阻和電氣強度
1)增加了絕緣電阻測定的要求。新標準中增加了“電壓施加時間為1 min”的要求,并增加了電動機額定電壓UN>500 V時兆歐表電壓值的要求,為1000 V。2)新增對帶控制器的電動機的電氣強度試驗及其要求。對帶控制器的電動機試驗電壓提出了新要求,增加3處測量點,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:“主電路與控制電路共地時,僅考核輸入端與外殼之間的電氣強度。”3)修改了電氣強度試驗的試驗電壓要求。新標準刪除了“對于額定電壓在48 V及以下由獨立電源供電的電動機,其試驗電壓(有效值)為500 V”,以及“對于帶有信號控制線的電動機,試驗電壓施加于信號線與電動機繞組之間,試驗電壓為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電壓(有效值)為500 V。對于額定電壓在100 V以下的電動機的絕緣繞組,其試驗電壓(有效值)為500 V+2UN。”,以及“注:對于帶控制器的電動機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,試驗電壓為交流耐壓試驗值的1.414倍。”
2.12工作溫度下的泄漏電流
1)增加了“電動機如裝有無線電干擾濾波器、保護阻抗,試驗前應予斷開。”2)修改了工業用途電動機的泄漏電流限值要求。舊標準中對電動機在正常工作時的泄漏電流限值的規定為:“電動機在正常工作時,其泄漏電流不應大于0.25 mA。”新標準依據使用環境進行規定,將泄漏電流限值分為家用和類似用途、工業用途2大類,分別不應大于0.25 mA和0.5 mA,即新標準放寬了工業用途電動機的泄漏電流限值要求,由0.25 mA改為0.5 mA,而家用和類似用途電動機的泄漏電流限值要求則沒有改變。
2.13濕熱試驗
新標準中對于濕熱試驗之后的泄漏電流限值也進行了與電動機正常工作時泄漏電流限值類似的修改。舊標準中規定“不得超過0.25 mA”;新標準中按使用環境分為家用和類似用途、工業用途2大類,分別不應大于0.25 mA和0.5 mA。
2.14元件
1)增加了“電子式離心開關應符合JB/T 13609的要求。”2)修改了電動機運行電容器的試驗要求。新標準將其中的“額定負載”改為了“空載”。3)增加了“對于帶有控制器的電動機,控制器應符合GB/T 14536.1的要求。”
2.15其他要求
1)修改了匝間沖擊耐電壓試驗的要求。舊標準中的試驗依據為JB/T 9615.1—2000和JB/T 9615.2—2000,新標準中改為GB/T 5171.1、GB/T 5171.21和GB/T 5171.22,并加入“注:對于非220 V、380 V額定電壓的單相及三相電動機,峰值電壓按1.4倍的電氣強度試驗電壓”。2)增加了短時升高電壓試驗中電容運轉電動機的試驗時間要求,為1 min。
2.16檢驗規則
在檢驗項目中,新標準與舊標準相比,除名稱與順序的改動外,還增加了“刷握”這一項。具體對比情況見表1。


與舊標準相比,新標準考慮更加周到,表述更加合理,標準的可讀性、適用性更強,更符合實際生產和使用情況。生產企業應當及時關注新標準的內容更新,準確理解新標準中的技術要求,在此基礎上改進生產工藝,嚴格按照新標準的要求進行質量控制。檢驗機構應當重點關注新標準對檢驗規則的敘述,并參照檢驗項目表檢查實驗室儀器設備能否對新的技術要求進行檢測,以正確地執行新標準。
【參考文獻】
[1]小功率電動機的安全要求:GB/T 12350—2009[S].
[2]小功率電動機的安全要求:GB/T 12350—2022[S].
【作者簡介】
白植方,女,2002年出生,標準化工程專業本科在讀。
(編輯:侯睿琪)