微电机安全通用要求GB18211-2000

　　前言

　　本标准是根据微电机科研、设计，生产、应用的经验，参考有关国际、国内标准编写而成。本标准与相关标准协调一致，编写格式上符合GB/T 1.1-1993的规定。

　　本标准由国家机械工业局提出。

　　本标准由全国微电机标准化技术委员会归口。

　　本标准负责起草单位：西安微电机研究所。

　　本标准参加起草单位：上海电子部第21所、上海上微金丽微电机公司、北京微电机总厂、天津安全电机有限公司、博山电机厂集团股份有限公司博山电机厂、西安微电机厂、北京曙光电机厂、林泉电机厂、青岛微电机厂。

　　本标准主要起草人：彭丹、宁守信、刘勇、吴恒颛、刘博伟、谭莹。

　　1 范围

　　本标准规定了设计，制造和使用微电机时的安全通用要求。

　　本标准适用于一般指折算至1 000r/min时连续额定功率750W及以下或机壳外径不大于162mm或轴中心高不大于90mm的控制电机和其他特殊用途的微电机。

　　2 引用标准

　　下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。

　　GB 755-2000 旋转电机 定额和性能

　　GB/T 4942.1-1985 电机 外壳防护分级（eqv IEC 34-5:1981）

　　GB/T 5169.6-1985 电工电子产品着火危险试验 发热器的不良接触试验方法（eqv IEC 695-2-3:1984）

　　GB/T 5169.10-1997 电工电子产品着火危险试验 试验方法 灼热丝试验方法 总则（idt IEC 695-2-1/0:1994）

　　GB/T 7345-1994 控制微电机基本技术要求（neq ГOCT 16264-10:1985）

　　GB/T 7346-1998 控制微电机基本外形结构型式

　　GB/T 12113-1996 接触电流和保护导体电流的测量方法（idt IEC 990:1990）

　　3 定义

　　本标准采用下列定义。

　　3.1 爬电距离 creepage distance

　　在两导电部件之间沿绝缘材料表面的最短距离。

　　3.2 电气间隙 clearance

　　在两导电部件之间的最短直线距离。

　　3.3 灼热丝法 glow-wire test method

　　评定电工电子产品着火危险性的一种试验方法。

　　利用灼热状态的电热丝模拟故障产品中灼热元件的热源或点火源，以此评定在短时间内对与其接触或临近的绝缘材料着火危险的影响。

　　3.4 不良接触法 bad connection test method

　　评定电工电子产品着火危险性的一种试验方法。

　　利用特殊发热器模拟因振动、接触压力不足、不符合规范的安装和过电流造成接头或端子异常发热的故障状态，以此评定其对保持该接头或端子的绝缘材料着火危险的影响。

　　4 标志

　　4.1 每台电机必须在明显位置上有铭牌，铭牌应符合GB/T 7346的规定。

　　4.2 电机附件应有标志。

　　4.3 每台电机的出线方式及标记应符合GB/T 7346的规定。

　　4.5 电机上所有标志可采用打印、雕刻、压制或其他等效刻印方法、必须保证清晰、明了、耐用，在电机整个使用期限内不易磨灭。

　　是否符合要求，应按如下方法进行试验判定。

　　用浸有水的湿棉布擦15s，再用浸有汽油的棉布擦15s。每秒来回擦一次。

　　标志应在经过上述试验和本标准规定的全部试验后仍保持清晰、易辨，不能轻易除去，铭牌不应易于移动和有可能造成脱落的卷边现象。

　　5 泄漏电流

　　5.1 电机应有良好的绝缘性能，在正常工作时，泄漏电流不超过0.75mA。

　　5.2 泄漏电流应在温升试验后测量，试验方法为在额定电压的1.06倍下运行（其运行方式由产品标准规定），在电源的任意极与易触及到的金属件之间测量。测量时电机必须与大地绝缘。如图1所示。

　　泄漏电流测试仪的测量网络采用GB/T 12113中图1b)的网络。

　　对于单相电机应将开关K转换至电源的不同极性，对于三相电机则应轮流断开a、b、c开关中的一个，闭合另外两个，以测得最大泄漏电流值。

　　1-电机上易触及到的金属部件；2-电机绕组；3-泄漏电流测试仪

　　图1 泄漏电流测量原理图

　　6 绝缘介电强度

　　6.1 电机应有足够的绝缘介电强度，试验时，必须有安全保护措施，防止触及试验线路和被试电机。

　　6.2 电机应能承受表1规定的试验电压，试验时应无绝缘击穿或飞弧。绕组的峰值漏电流10mA。漏电流不包括设备电容所耗电流。

　　6.3 试验用高压电源，其频率为50Hz，电源波形近似于正弦波。电源功率和输出阻抗应能保证在各种负载下都无显著的波形失真和显著的电压变化。试验设备应能区别绕组漏电流和浪涌电流。

　　电机按表1规定施加试验电压，电压值应从零缓慢上升（至少3s）到规定值，在规定值上保持1min，整个试验过程中电压峰值应不超过规定有效值的1.5倍，并应监视故障指示器，以判定电机有无击穿放电及漏电流值。试验结束时，应逐渐降低试验电压至零，以免出现浪涌。

　　表1 V

　　7 绝缘电阻

　　7.1 电机在正常试验条件下、高温后，极限负温和湿热试验后都应有足够的绝缘电阻值。

　　 a) 电机在正常试验条件和极限负温条件下，各绕组对机壳及各绕组之间的绝缘电阻应不小于50MΩ。

　　b) 电机在相应的高温条件下绝缘电阻应不小于10 MΩ。

　　c) 电机在恒定湿热试验后，在箱内测量绝缘电阻，其值应不低于1 MΩ。

　　交变湿热试验后，电机置于正常的试验大气条件下，按通用技术条件规定通电24h后，放置2h，测量其绝缘电阻应不低于50 MΩ。

　　d) 绝缘电阻检查用兆欧表的电压值应符合表2规定。

　　表2 V

　　8 电气间隙与爬电距离

　　待补充。

　　9结构

　　9.1 应有将电机与电源或负载进行电气联结的接线装置，其形式可以为固定安装的导电连接螺栓（接线）端子，片状端子和散放引出线。

　　9.2 有接线盒的电机，接线盒可以是装在电机外部的独立外壳，也可以部分或整体是电机外壳的一部分。接线盒应有可供检查和接线用的可卸盖或罩，接线盒与机壳的固定应和接线盒盖与接线盒的固定分开。

　　9.3 具有换向器并带监测窗的电机应带防护罩，其刷握组件的结构应保证当电刷磨损至不能继续工作时，电刷、弹簧和其他零件应不会使其附近不通电的金属零件带电或触及带电零部件，并应能保证更换电刷或刷握时的安全。

　　9.4 用于支承和固定载流部件的绝缘制件，应能耐冲击振动、防潮，并具有足够的介电强度和机械强度。

　　9.5 轴承结构应能防止轴承油沿轴流至电机绕组、载流部件和其他设备上引起事故。

　　9.6 外露的电机绕组应妥善绑扎固定并经绝缘处理，绕组端部应不裸铜。

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　　10 机械强度

　　10.1 电机的外壳和零部件应有足够的机械强度和刚度，应能防止机械变形、振动和移位造成着火、触电事故。

　　10.2 电机平衡配重的装配应牢固可靠，平衡配重自身应具有足够的机械强度，防止在正常运行的振动下产生有害影响。

　　10.3 有超速要求时，电机的旋转部件应能承受产品标准规定的超速试验。试验后应无永久性的异常变形和不产生着火、漏电等缺陷，转子绕组应能满足第6章的绝缘介电强度要求。

　　10.4 有过载要求时，电机应能承受产品标准规定的过载试验而不发生转速突变、停转或有害变形。

　　10.5 电机应能承受产品标准规定的冲击试验。试验后不应出现产品标准规定的零部件松动或损坏。

　　10.6 电机应能承受产品标准规定的振动、恒加速度试验。试验后不应出现产品标准规定的零部件松动或损坏。

　　10.7 利用螺钉（螺栓）、螺母或类似装置外接电源电线的导电联接螺栓型接线端子，应符合以下规定：

　　a) 应不用于固定其他任何零件。

　　b) 螺栓电流密度应不大于2A/mm2。

　　c) 当装拆电源电线时，接线端子应不转动或移位，内部引线应不受到应力。

　　10.8 引出线或接线端强度按GB/T 7345规定进行检验。

　　11 保护接地装置

　　有保护接地装置的电机应符合以下规定：

　　a) 电机机壳与保护接地装置之间应有永久、可靠、良好的电气连接，在电机移动时仍应保持可靠连接。

　　b) 保护接地端子必须可靠锁紧，不用工具应不能将其松开。

　　c) 保护接地端子不应兼作它用。

　　d) 接地端的螺钉、接地导体的截面积应符合GB 755的规定。

　　e) 保护接地端子强度检查同10.8。

　　12 防护

　　12.1 电机应有良好的外壳防护，有防护要求时，其外壳防护应按GB/T 4942.1的规定分级，并应在产品标准中明确规定。是否符合要求，应按GB/T 4942.1进行试验检查判定。

　　12.2 对于无外壳的电机，其防护需考虑机械强度、抗振动冲击能力、耐潮性、阻燃性、耐腐蚀性、抗热变形，防锈的能力，应按产品标准规定进行考核。

　　13 防锈

　　13.1 若电机的金属零件的锈蚀可能导致电机漏电，则这些零件应采用涂覆、电镀或其他措施给予保护，使其具有足够的防锈能力。

　　13.2 对防锈能力有怀疑的零件，应进行如下试验判定。

　　把试验零件浸入四氯化碳或三氯乙烯液或纯汽油中10 min，以除去所有油脂或杂质；然后将该零件浸入温度为20℃±5℃，浓度为10％的氯化铵水溶液中10min，取出抖去水滴之后放入一个温度为20℃±5℃、饱和湿度的箱子里10min；然后再将零件放入100℃±5℃的烘箱干燥10min。

　　经过上述项试验后，零件表面应无锈蚀痕迹，但在零件锐边上的锈迹和任何可以擦除的淡黄色膜可以忽略不计。

　　14 湿热

　　电机应能经受正常使用中可能出现的湿热条件，是否符合要求应按GB/T 7345及产品标准的规定进行湿热试验判定。

　　15 耐热变形性

　　15.1 对非金属材料（陶瓷材料除外）制成的零部件应具有足够的耐热变形性。

　　15.2 对非金属材料制成的电机外部零件应通过75℃球面压力试验（见15.5）。

　　15.3 对接线板、塑料换向器、塑料电刷支架等安装或支承载流零部件和接地零部件的绝缘材料应通过125℃球面压力试验（见15.5）。

　　15.4 球面压力试验装置见图2。

　　图2 球面压力试验装置

　　15.5 球面压力试验方法

　　将试样水平放置于厚度不少于5mm的钢板上，用直径5mm的钢球，以20N的力垂直压向试样的试验平面，将试样连同试验装置放入75℃±2℃（125℃±2℃）的烘箱中，历时1h后移去试验装置并将试样立即浸入水中冷却，要求在10s内使试样冷却至接近室温。测量试样上的钢球压痕直径应不大于2mm。

　　试样厚度应不小于2.5mm，对厚度小于2.5mm的试样允许以多层叠至2.5mm后试验。

　　16 阻燃性

　　16.1 电机中用于支撑和固定载流部件的绝缘制作应能阻燃。

　　16.2 不良接触法试验

　　对安装接线端子或其他用螺钉连接的接头的绝缘部件，若接线端子的工作电流在0.2A～63A时，应按GB/T 5169.6的不良接触法进行规定试验功率的着火危险试验，试验持续时间为30min。

　　16.3 灼热丝法试验

　　a) 对换向器，刷握装置，离心开关等有可能要承受电机产生的接触火花的绝缘零部件按GB/T 5169.10的灼热丝法进行着火危险试验，试验温度为750℃，持续时间为30s±1s。

　　b) 对由非金属材料制成的扇叶、外风罩、接线盒等外部零件，按GB 5169.10的灼热丝法进行着火危险试验，试验温度为550℃，持续时间为30s±1s。

　　e) 用灼热丝法试验时，应以零件或从零件上取下的最薄弱部分进行试验。

　　d) 试验施加点及试品固定位置应按试品在电机中实际安装和工作的最不利情况确定。

　　16.4 为了评定燃烧的蔓延性，在试验样品底下放一层铺底层。

　　铺底层一般是由试验样品周围或底下的材料或元件所组成，它到试验样品底下的距离应与产品实际使用的情况一致。

　　当产品的部件或零件单独进行试验时，除有关标准另有规定外，采用绢纸覆盖厚10mm的白松木板作为铺底层，并置于施加火焰部位底下200mm±5mm处。

　　除非有标准另有规定，试验样品符合下列情况之一，可以认为符合要求。

　　a) 无火焰、无持续的灼热。

　　b) 如果试验样品它周围的零件或下面的铺底层产生燃烧或灼热，但在起燃后30s内熄灭，而周围零件和下面铺底层又未完全烧着，

　　当铺底层使用了绢纸覆盖松木板时，绢纸不应起火，松木板不应烧焦，松木板轻度变色可以不计。

　　17 非正常工作

　　17.1 电机应尽量避免发生由于不正常或误操作而破坏或削弱其安全性能，从而引起火灾、触电等事故。

　　17.2 是否符合要求应按下述方法进行试验判定。

　　a) 将电机放在两层白薄棉纸包起来的木板上。

　　b) 电机在1.35倍额定电流下运行30min。

　　c) 如果电机接线端子无接线盒盖或是散放引出线，则应在连接头用未处理医用棉花松散地覆盖。

　　d) 试验结束无熔化的金属或燃烧物落在支撑面上，棉花或其他部分没有起火，接头无损坏则认为符合要求。

　　18 检验规则

　　18.1 电机进行安全检验时按表3项目进行。

　　18.2 试验若无其他规定，均应在下列条件下进行：

　　环境温度15℃～35℃；

　　相对湿度45％～75％；

　　气压86kPa～106kPa。

　　18.3 当因气候条件对试验结果有争议时，则以下述条件的试验结果为裁定产品的依据：

　　环境温度20℃±1℃；

　　相对湿度63％～67％；

　　气压86kPa～106kPa。

　　18.4 检验

　　18.4.1 抽样方式及数量

　　电机进行安全性能检验时采取随机抽样方式进行，样品数量为1台。

　　18.4.2 检验分类及检验项目

　　检验分为安全性能检验和定期抽试，检验项目按表3项目进行。

　　表3

　　18.4.3 判定原则

　　每种检验不允许出现不合格项。

　　18.4.4 检验周期

　　定期抽试一般在安全性能检验后两年内进行，以后每两年进行一次。