GB/T 12785-2014 潜水电泵 试验方法

　　ICS 65. 060.35 B 91

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 12785—2014代替 GB/T 12785—2002

　　潜水电泵 试验方法

　　Testmethodsforsubmersiblemotor-pumps

　　2014-07-24发布 2015-01-01实施

　　中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中 国 国 家 标 准 化 管 理 委 员 会

　　发

　　布

　　GB/T 12785—2014

　　前 言

　　本标准按照 GB/T 1. 1—2009给出的规则起草 。

　　本标准代替 GB/T 12785—2002《潜水电泵 试验方法》。

　　本标准与 GB/T 12785—2002相比 ,除编辑性修改外主要技术差异如下 :

　　— 将原标准的“3 试验 ”修改为“3 试验与验收准则 ”(见第 3 章) ;

　　— 将原标准试验验收等级增加为三级 ,增加了单边容差带(见 3. 6. 1,2002年版的 11. 3) ;

　　— 增加了关于与螺杆潜水电泵试验相关的内容 ;

　　— 增加了关于与高压潜水电动机试验相关的内容 ;

　　— 修改了关于电动机初始状态绕组温度测量的内容 ,对测量条件提出了定量要求(见 5. 3. 1,2002年版的 7. 1) ;

　　— 修改了空载电阻的测定方法(见 6. 1. 3,2002年版的 8. 1. 4) ;

　　— 按 GB 755—2008将原标准的温升试验更名为热试验(见第 7章 ,2002年版的第 9章) ,并增加了采用预埋检温计测温 、降低负载电流法测温的试验方法(见 7. 2、7. 3) ;

　　— 增加了用圆图法计算电动机额定功率点性能的内容(见 8. 5. 2) ;

　　— 增加了机组成套试验 ,规范了潜水电泵机组成套试验的方法 ,满足相关潜水电泵的产品技术标准和用户使用要求(见第 9章) ;

　　— 按 JJF 1059. 1 将原标准附录 A “试验误差的分析和估算 ”, 修改为附录 B “测量不确定 度 评定 ”;

　　— 增加了附录 A“仪表校准时间间隔 ”;

　　— 删除原标准附录 B,将相关内容移入正文(见 3. 6. 1、3. 6. 2) ;

　　— 删除原标准附录 C,将相关内容移入正文(见 8. 6. 2. 4) ;

　　— 增加了附录 C“量 、符号与单位 ”;

　　— 增加了附录 D“换算为 SI单位 ”。

　　本标准由中国机械工业联合会提出 。

　　本标准由全国农业机械标准化技术委员会(SAC/TC201)归 口 。

　　本标准起草单位 : 中国农业机械化科学研究院 、江苏大学流体机械工程技术研究中心 、上海电器科学研究所(集团)有限公司 、新界泵业集团股份有限公司 、利欧集团股份有限公司 、杭州斯莱特泵业有限公司 、浙江大福泵业有限公司 、海城三鱼泵业有限公司 、晋州市水泵厂 。

　　本标准主 要 起 草 人 : 钱 一 超 、张 咸 胜 、肖 崇 仁 、王 洋 、李 圣 年 、赵 丽 伟 、席 三 忠 、许 敏 田 、毛 剑 云 、侯永胜 、鲁求荣 、林发明 、李璐璐 、李群爱 。

　　本标准所代替标准的历次版本发布情况为 :

　　—GB/T 12785—1991、GB/T 12785—2002。

　　潜水电泵 试验方法

　　1 范围

　　本标准规定了潜水电泵性能试验和验收(或评定)方法 。

　　本标准适用于各类潜水电泵(以下简称 “电泵 ”) ,包括各类潜水电动机和潜水泵的试验 。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件对于本文件的应用是必不可少的 。凡是注 日期的引用文件 ,仅注 日期的版本适用于本文件 。凡是不注日期的引用文件 ,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件 。

　　GB 755—2008 旋转电机 定额和性能

　　GB/T 1032 三相异步电动机试验方法

　　GB 1971 旋转电机 线端标志与旋转方向

　　GB/T 3214 水泵流量的测定方法

　　GB/T 3216 回转动力泵 水力性能验收试验 1 级和 2 级

　　GB/T 9651 单相异步电动机试验方法

　　GB/T 10068 轴中心高为 56 mm 及以上电机的机械振动 振动的测量 、评定及限值

　　GB/T 10069. 1 旋转电机噪声测定方法及限值 第 1部分 :旋转电机噪声测定方法

　　GB 10069. 3 旋转电机噪声测定方法及限值 第 3部分 : 噪声限值

　　GB/T 22714 交流低压电机成型绕组匝间绝缘试验规范

　　GB/T 22715 交流电机定子成型线圈耐冲击电压水平

　　GB/T 22719. 1 交流低压电机散嵌绕组匝间绝缘 第 1部分 :试验方法

　　GB/T 22719. 2 交流低压电机散嵌绕组匝间绝缘 第 2部分 :试验限值

　　3 试验与验收准则

　　3. 1 保证

　　3. 1. 1 保证点

　　泵的保证点应由保证流量 QG 和保证扬程 HG 确定 。 电动机的保证点由电动机的额定频率 fN、额定电压 UN 和额定功率 PN 确定 。保证值是电泵在保证点应保证的参数值 , 可以是标准规定值 、设计值或是验收试验时的商定值 。

　　注 :按条文使用的不同场合对保证点可采用保证 、规定 、设计(或额定)的称谓 。

　　3. 1.2 保证条件

　　除另有规定 ,验收试验应遵守下列保证条件 :

　　a) 应用 3. 3. 1规定的 试 验 用 液 体 , 在 符 合 本 标 准 规 定 的 方 法 、试 验 装 置 及 试 验 条 件 的 试 验 台 上进行 。

　　b) 应保证泵的性能 是 指 泵 入 口 和 出 口 法 兰 之 间 的 性 能 , 泵 出 口 侧 的 管 路 和 附 件 不 属 于 保 证 的

　　GB/T 12785—2014

　　范围 。

　　c) 应保证电动机的性能是指含有 5 m 以内引出电缆的性能 ,超过 5 m 所引起的电动机性能的变化不在保证的范围 。

　　试验台应为制造厂提供 ,也可经合同双方商定认可的第三方提供 。对一定批量 、同规格的泵验收时 ,测试泵的数量应由合同双方商定 。

　　3. 1.3 保证内容

　　制造厂应保证电泵在规定条件(额定频率和额定电压)下保证点的性能 :

　　a) 测得的泵在规定转速时的 H ~Q 曲线应触及或通过一个围绕保证点的容 差 范 围 ,见 表 7 和图 7、图 8;

　　b) 测得的电动机在规定温度时保证点的性能应在规定的容差范围内 ,见表 9;

　　c) 除保证流量 、保证扬程外 ,在规定条件下还可保证下列一个或多个量 :

　　1) 泵在规定转速时的最低泵效率 ηpG或最大泵轴功率 PG ;

　　2) 电泵机组成套试验时电泵最低效率 ηgrG 或电动机最大输入功率 PgrG 。

　　3.2 试验类型

　　3.2. 1 制造厂的产品性能检验

　　是制造厂对产品在保证点是否达到了保证值的检验 。试验项目按有关产品标准规定 。

　　3.2.2 合同验收试验

　　3.2.2. 1 非见证性验收试验

　　验收试验项 目 由合同双方商定 ,试验应在经合同双方商定认可的制造厂试验台或第三方试验台上进行 。非见证试验没有买方代表在场 , 由制造方和承担试验方共同遵守本标准进行试验 ,对结果作出评判并形成签名文件 。

　　3.2.2.2 见证性验收试验

　　买方代表参与的验收试验 ,试验项 目 由合同双方商定 。验收结果由买方见证人签字决定 。

　　3.2.3 监督性抽查试验

　　由国家各级政府主管部门授权的产品质量监督检验机构进行的质量抽查试验 。试验内容与项目按有关产品标准和产品质量监督检验机构的相关文件规定 。试验应遵守本标准要求并在经过认证的第三方试验台或经质检机构认同的制造厂试验台上进行 。

　　3.3 试验条件

　　3.3. 1 试验用液体

　　试验介质应为清 洁 冷 水 或 化 学 和 物 理 性 质 与 清 洁 冷 水 相 同 的 液 体 。 “清 洁 冷 水 ”的 特 性 应 符 合GB/T 3216的规定 。

　　3.3.2 试验电源

　　试验电源应符合 GB/T 1032的规定 。

　　3.3.3 试验电泵引出电缆长度

　　除另有规定 ,试验电泵引出电缆长度不应超过 5 m。

　　3.3.4 试验电泵淹没深度

　　试验应在电泵淹没于水中的条件下进行 。对高扬程井用潜水电泵 ,可部分淹没泵头 ,淹没深度应保证电泵试验过程中不发生汽蚀 。

　　3.3.5 试验过程中的稳定性

　　3.3.5. 1 运转稳定性

　　3.3.5. 1. 1 与运转稳定性有关的概念

　　在判定运转是否稳定时涉及到以下概念 :

　　a) 信号平均值 — 通常测量信号具有随机性 。信号平均值是随机信号的统计特征之一 ,用一个观测期 T 内 n 次重复测量值的算数平均值来表示 。 观测期 T 应足够长 ,确定 T 时应考虑测量系统中各仪表最长的响应时间以及是否充分反映了被测量值的变化特性 。

　　b) 波动 — 由测量系统输出的信号及其导出的物理量随时间围绕其平均值做周期性或随机的改变称为波动 。如果由于泵的结构或运转使测量信号出现大幅度波动 , 可在测量仪表或其连接管线中采用能使波动幅度降低到表 1 给定值的范围内的缓冲器或阻尼器 。但应注意所采取的措施不能影响到读数平均值的 “失真 ”, 它应提供至少一个完整的波动周期内的波动积分 。缓冲器对波动幅度的降低应是双向对称和线性的 。

　　c) 变化 — 测量系统输出信号及其导出物理量的平均值的改变 。

　　d) 读数 — 测量系统输出信号可记录的可视观测值 。

　　1) “准瞬时 ”读数 :在尽可能短的时间内(但不短于测量系统的响应时间)读出的值 。

　　2) 信号的 “平均读数 ”:具有积分功能的测量仪表直接给出的信号平均值 。

　　e) 读数组— 观测期 T 时间内所读出的 n 次 “准瞬时 ”读数群 ,可以用来进行数据的统计分析计算(如平均值 、方差 、标准差的计算) 。

　　与平均值的变化相比 ,波动是快速的 ,而平均值的变化是较慢的 。根据平均值的变化情况即可判断运转是稳定或是不稳定的 。

　　3.3.5. 1.2 允许的读数波动幅度

　　表 1 给出了每个被测量的允许波动幅度 , 以观测量平均值的百分数表示 。

　　表 1 允许波动幅度

　　3.3.5. 1.3 运转稳定条件下的观测组数

　　如果所有涉及到的量(流量 、泵出口压力 、输入功率和转速)的平均值不随时间而变化 , 即称该试验条件为稳定条件 。试验时对一个试验工况点进行至少 10 s 的观测 , 如果所观 测 的 每 个 量 值 的 变 化 在表 2 给出的稳定条件限度以内 , 同时其主要参数的波动幅度不超过表 1 给出的允许波动幅度 , 即可认为达到了稳定运转的条件 。在稳定条件下 ,对选定的试验工况点 ,各个参数可只记录一组读数组 。

　　表 2 稳定条件下同一量重复测量结果的变化限度(基于 95%置信限度)

　　3.3.5. 1.4 运转不稳定条件下的观测组数

　　当用 3. 3. 5. 1. 3 的方法所得观测值的变化超出了表 2 给出的稳定条件限度时 ,则称为运转不稳定条件 。应按照以下程序进行处理 :

　　对选定的试验工况点 , 以随机的时间间隔(但不少于 10 s)至少取三组读数组 ,并记录每一量的平均值以及由每组读数计算出来的效率平均值 。每个参数的最大平均值与最小平均值差值的相对允差不得大于表 3 给出的值 。应取每个参数的所有各读数组平均值的算术平均值作为试验得出的实际值 。

　　对每组读数组重复取样时 ,所有调节位置如阀门 、水位 、密封等应完全保持不变 。如果达不到表 3给出的值 ,应查明原因 ,调整试验条件 ,重新取一组完整的读数 ,并应全部废弃原先一组的读数 ,不可因读数超限为由对单个读数采取剔除或不读 。

　　表 3 不稳定条件下同一量重复测量结果(平均值)之间的变化限度(基于 95%置信限度)

　　除因测量方法或仪表误差等系统效应所致而无法加以消除的情况外 ,读数变化过大时应增加读数组数 ,并用统计分析方法计算测量结果的不确定度 。

　　3.3.5.2 电动机的运转热稳定性

　　除了在内部预埋有温度传感器的电动机以外 , 电动机热稳定性一般采用运转足够长时间的方法来达到 。空载试验预运转时间应不少于 0. 5 h。热试验预运转时间为 1. 5 h~ 4 h,容量大的电动机应取大

　　值 。负载及泵性能试验预运转时间应不少于 1 h。

　　3.4 试验设备、试验装置与测量仪器

　　3.4. 1 试验设备

　　试验设备包括试验装置 、测量仪器和配电设备 。对所有试验设备和试验过程应采取安全预防措施 。试验设备应可靠接地 ,试验应由有相关知识 、有经验和有操作资格的人员操作 。

　　3.4.2 试验装置

　　试验装置采用开敞式结构形式 ,如图 1所示 。应能满足在测量截面的液流具有最佳测量条件 , 即测量截面的液流呈 :

　　— 轴对称分布 ;

　　— 等静压分布 ;

　　— 无装置引起的旋涡 。

　　离压力测量截面 4D 距离(D为测量截面直径)以内不应存在任何阀门 、弯头或弯头组合 、锥管或截面的突变 , 以防止测量截面的液流出现非常不良的速度分布或旋涡 。

　　对测流管线 ,其管径应与流量计一致 , 流量计上 、下游直管段长度应符合流量计安装的技术要求 。流量调节阀应安装在流量计的下游侧 ,不能满足要求时 ,应在测流管线后设置背压管(一段垂直向上的管路) , 以确保试验液体始终充满测流管线 。

　　说明 :

　　1— 被试电泵 ;

　　2— 出 口测压管 ;

　　3— 压力测量仪表 ;

　　4— 流量计前直管段 ;

　　5— 流量测量仪表 ;

　　6— 流量计后直管段 ;

　　7— 流量调节阀 。

　　图 1 潜水电泵试验装置示意图

　　3.4.3 测量仪器

　　3.4.3. 1 测量仪器校准文件的有效性

　　测量仪器应定期检定或校准 ,并在有效期内 。测量仪器检定或校准时间间隔参见附录 A。

　　3.4.3.2 测量仪器的准确度

　　测量仪器的准确度或最大允许误差的具体要求如下 :

　　a) 电流表 、电压表及瓦特表(包括低功率因数瓦特表) 的准确度等级应不低于 0. 5 级(兆 欧 表 除外) ;仪用互感器的准确度等级应不低于 0. 2 级 。

　　b) 双臂电桥或数字微欧计准确度等级应不低于 0. 2 级 。

　　c) 电量变送器的准确度等级应不低于 0. 5 级 。

　　d) 转矩测量仪表的准确度等级应不低于 0. 5 级 ;测力计的准确度等级应不低于 1 级 。

　　e) 转速测量仪表的最大允许误差为 ±0. 1% ,频率表的准确度等级应不低于 0. 1 级 。

　　f) 涡轮或电磁流量变送器的准确度等级应不低于 1 级 ,其他流量测量仪表应符合 GB/T 3214。

　　g) 弹簧压力计准确度等级应不低于 0. 4级 ,也可使用准确度相当的数字式测量仪表(含压力变送器) 。

　　h) 温度测量仪的最大允许误差为 ±1 ℃ 。

　　i) 采用自动测试系统时 ,各参数的测量仪表(包括二次测量仪表和一次传感器或变送器) 引起的测量不确定度应不超过表 4 的规定 。

　　凡是经过校准或按附录 B 的不确定度评定 ,证明参数测量仪表引起的不确定度(简称系统不确定度)不超过表 4规定范围的其他测量仪表及测量方法均可使用 。

　　3.4.3.3 测量仪器的选择与使用

　　3.4.3.3. 1 指针式仪表

　　选择指针式电气测量仪表时 ,应使测量值位于仪表量程的 20% ~ 95%之内 。用两瓦特计法测量三相功率时 ,应使被测的电压及电流值分别不低于瓦特表电压量程及电流量程的 20% 。

　　采用弹簧压力计时 ,应按泵的规定扬程选择合适的测量范围 ,其指针的指示值应在压力计量程的1/3以上 。 弹簧压力计的读数应读到所测压力的 1/100,并应在仪表和取压孔的连接管线内完全充满水后再读数 。

　　3.4.3.3.2 电流互感器的使用

　　使用电流互感器时 ,接入副边回路的仪表总阻抗(包括连接导线) 应不超过其额定阻抗值 。额定电流小于 5 A及以下的电动机 ,除堵转试验外 ,不应使用电流互感器 。

　　3.5 测量不确定度

　　3.5. 1 总则

　　测量不确定度评定和表示方法应按附录 B。

　　3.5.2 总的测量不确定度评定

　　3.5.2. 1 随机不确定度 ur的估算

　　随机相对不确定度由观测值的平均值和标准差进行估算 ,应按 B. 5. 3. 1评定 。

　　3.5.2.2 系统不确定度 us的估算

　　允许的系统相对不确定度见表 4。具体的估算方法见 B. 3. 5. 2 和 B. 3. 5. 3。

　　表 4 允许系统不确定度

　　3.5.2.3 测量合成标准不确定度的估算

　　每个参数的测量合成标准不确定度 uc按式(1)计算 :

　　uc …………………………( 1 )

　　式中 :

　　uc— 参数测量合成标准不确定度 ;

　　ur— 由随机效应导致的测量标准不确定度(随机测量不确定度) ;

　　us— 由系统效应导致的测量标准不确定度(系统测量不确定度) 。

　　3.5.2.4 总测量不确定度

　　总测量相对不确定度的计算见 B. 5. 3. 5。表 5 给出了总测量相对不确定度 uy 的允许值 。

　　表 5 总测量不确定度的允许值

　　3.5.2.5 效率总不确定度的确定

　　泵效率 ηp、电动机效率 ηm 、电泵(机组)效率 ηgr的系统标准不确定度按式(2) ~ 式(4) ,具体计算方法见 B. 5. 3. 3. 4。

　　us …………………( 2 )

　　us …………………( 3 )

　　us …………………( 4 )

　　式中 :

　　us (ηp) — 泵效率测量的系统相对标准不确定度 ;

　　us (ηm ) — 电动机效率测量的系统相对标准不确定度 ;

　　us (ηgr) — 电泵效率测量的系统相对标准不确定度 ;

　　us (Q) — 流量测量的系统相对标准不确定度 ;

　　us (H) — 扬程测量的系统相对标准不确定度 ;

　　us (Pt) — 轴功率测量的系统相对标准不确定度 ;

　　us (P1 ) — 电动机输入功率测量的系统相对标准不确定度 ;

　　us (ρ) — 水密度测量的系统相对标准不确定度 。

　　效率合成标准不确定度按式(1)计算 ,效率总不确定度的计算见 B. 5. 3. 5。 表 6 给出了效率总不确定度的最大允许值 。

　　表 6 效率总不确定度的最大允许值

　　3.6 验收等级与容差

　　3.6. 1 泵性能的验收等级与容差

　　泵 性 能 的 验 收 分 成 1、2 和 3 级 。 1 级 含 有 较 窄 容 差 带 , 2 级 含 有 适 中 容 差 带 , 3 级 含 有 较 宽 容差 带 。 每 级 流 量 、扬 程 又 分 B(双 边) 、U(单 边) 两 种 容 差 带 , 共 有 1U、1B、2U、2B、3B五 个 验 收 等级 。 同 一 级(如 1B和 1U; 2B和 2U) 的 流 量 、扬 程 容 差 带 宽 度 相 同 , 以 适 应 不 同 的 技 术 标 准 及 不 同的使用要求 。

　　容差由参数的保证值乘以容差系数得到 。表 7 给出了泵保证点的流量 、扬程 、功率和效率的验收等级和所对应的容差系数 。所有容差系数以保证值的百分数表示 。

　　表 7 泵试验验收等级及容差系数

　　应事先确定验收等级和相应的容差来评定泵保证点的保证内容 。验收等级所对应的容差只适用于保证点 ,如果给出了保证点 ,而没有指定验收等级 ,可采用 3. 6. 3所述的默认验收等级 。

　　对保证点以外的其他试验点的容差 ,应另行规定 。如果仅指定了其他试验点 , 而没有给出容差 ,则该试验点的验收等级默认为 3B级 。

　　3.6.2 对于轴功率为 10kW 以下的泵的验收容差

　　对于轴功率为 10 kW 以下的泵 ,除另有规定 ,容差系数应按如下规定 :

　　— 流量 Q 的容差系数 τQ=±10% ;

　　— 扬程 H 的容差系数 τH=±8% ;

　　— 效率 η 的容差系数 τηp按式(5)计算 ;

　　— 功率 P 的容差系数 τP按式(6)计算 。

　　…………………………( 6 )

　　式中 :

　　Ptmax— 泵工作范围内的最大轴功率 ,单位为千瓦(kW) 。

　　泵工作范围由产品技术标准或合同规定 。 当未规定时 ,工作范围按 0. 7QG ~ 1. 2QG 定 。

　　对于轴功率小于 1 kW 的泵 ,必要时有关各方可另外达成协议 。

　　3.6.3 泵适用的默认试验验收等级

　　验收试验时 ,如果验收方和被验收方已商定了保证点 ,而没有指出验收等级 ,应按表 8 所示的默认验收等级验收 ,按照表 8 中给定等级只保证流量和扬程 。

　　表 8 默认的验收等级

　　在商定保证点时 ,买方有权指定首选验收等级 。一旦选择完成之后 ,应按首选验收等级进行验收 。

　　3.6.4 电动机性能的验收容差

　　除另有规定外 , 电动机参数保证值的容差应按表 9 的规定 。

　　表 9 电动机参数保证值的容差

　　3.6.5 机组成套性能的验收

　　除另有规定 ,如已对电动机和泵的性能进行了验收 ,则不再对机组成套性能进行验收 。

　　当需要对机组成套性能进行验收时 ,验收内容 、方法及容差应由验收方与被验收方双方商定 ,或按产品标准执行 。 除另有规定 , 电泵的保证点由实测转速下的保证流量和保证扬程(螺杆泵为保证压力)确定 ,其余保证参数为保证流量(或保证压力)对应的各参数的规定值 ,验收等级和容差规定如下 :

　　a) 保证点的流量 QG、扬程 HG 按表 7 的 3B级验收 , 电泵效率 ηgr按表 7 的 2B级验收 ;

　　b) 在泵工作范围内电动机的输入功率不超过允许的最大输入功率 P1max,P1max按式(7)计算 ;

　　c) 电泵额定功率为 10 kW 以下的泵的容差 ,除有另行规定 ,容差系数应为 :

　　— 流量 Q 的容差系数 τQ=±10% ;

　　P1max …………………………( 7 )

　　式中 :

　　P1max— 电动机允许的最大输入功率 ,单位为千瓦(kW) ;

　　PN — 电动机的额定功率 ,单位为千瓦(kW) ;

　　ηmN — 电动机的额定效率 ;

　　Δηm — 电动机的效率容差 ,按表 9 给出 。

　　4 参数测量

　　4. 1 参数测量的同时性

　　泵性能试验及其他试验 ,应在满足 3. 3. 5 规定的各种运转稳定条件下进行读数 。 流量 、出 口压力 、输入功率 、转差及其他试验的读数 ,应同时读取 。

　　4.2 流量的测量

　　流量测量采用 GB/T 3214规定的测量仪器及方法 。

　　4.3 扬程的测量

　　电泵试验时泵的扬程应为出口压力水头 、测压截面处液流速度水头及压力表中心距水池面高度的总和 ,计算公式见 8. 6. 1. 2. 1。

　　出 口压力的测压孔应距泵出口法兰 2倍管径距离 ;井筒式潜水轴流电泵或混流电泵的测压孔应设在井筒直管段 ,与电泵出口法兰的距离 L 按式(8)确定 。测压孔的个数 、形式及匀压环按照 GB/T 3216的规定 。测压孔至泵出口法兰距离的摩阻损失的修正方法及修正值的计算参照 GB/T 3216的规定 。

　　L = 2(Dj -Dd) …………………………( 8 )

　　式中 :

　　L — 测压孔至泵出口法兰的距离 ,单位为毫米(mm) ;

　　Dj — 井筒直径 ,单位为毫米(mm) ;

　　Dd — 潜水电机直径 ,单位为毫米(mm) 。

　　4.4 电量的测量

　　4.4. 1 有效值

　　除另有规定 ,所有电压和电流的测量值均为有效值(rms) 。

　　4.4.2 电压测量

　　应从电动机引出电缆端测量端电压 ,如现场不允许 ,应计算由此引起的误差并对读数做校正 。在测量三相电压时 ,取三相电压的算术平均值计算电动机性能 。

　　对 750W 及以下的电动机 ,除堵转试验外 ,测量时应将电压表接至电动机引出电缆端 ,将电压调整

　　到所需数值 ,读取此时的电压值 。然后 ,将电压表迅速换至电源端并保持电源电压不变 ,再读取其他仪表的数值 。空载试验时额定电压下 、负载试验时额定负载下 , 当电源端电压与电动机端电压之差小于电动机端电压的 1%时 , 电压表可固定在电源端进行测量 。

　　4.4.3 电流测量

　　对三相电动机应同时测量电动机的每相线电流 ,用三相线电流的算术平均值计算电动机性能 。对双绕组运行的单相电动机应同时测量主绕组电流 、副绕组电流及总电流 。

　　4.4.4 功率测量

　　对三相电动机 ,输入功率应采用两瓦特表法或三瓦特表法测量 。如需获得更准确的功率测量值可按 GB/T 1032进行修正 。

　　4.5 转速或转差的测量

　　4.5. 1 转速或转差的测量方法

　　转差或转速的测量优先采用感应线圈法 ,也可使用其他方法 ,但所使用的转速传感元件不应使功率消耗有明显的增加或影响泵的进口吸入条件 。

　　对结构特殊的电泵 ,无法使用常规测速手段测量电泵的转速或转差时 ,如内装式潜水电泵 ,可使用振动测速法 。

　　4.5.2 感应线圈法

　　感应线圈法是将一只带铁芯的多匝线圈密封后紧贴在被试电动机机壳的上部或下部(相当于电动机绕组上 、下端伸部位) 。线圈与磁电式检流计或阴极示波器或数字转差仪相连 。 当使用检流计或阴极示波器时 ,试验时测定检流计光点摆动或示波器波形全摆动次数 、所需的时间与电源频率 。数字转差仪可同时测量电源频率和电动机的转差(Hz) ,进而得出电动机的转速 。

　　4.5.3 振动测速法

　　振动测速法是将加速度传感器放置在电泵或试验管路上 ,其方向宜指向电动机旋转轴线并与轴线垂直 ,通过对加速度传感器输出的电泵振动信号进行频谱分析的方法来测量转速 。

　　4.6 直流电阻的测量

　　绕组两相引出电缆端间的直流电阻(以下简称端电阻)用电桥测量 , 电阻在 1 Ω及以下时 ,应采用双臂电桥测量 。 当采用自动检测装置或数字微欧计等仪表测量绕组电阻时 ,通过被测绕组的试验电流应不超过其正常运行时电流的 10% ,通电时间不应超过 1 min。若电阻小于 0. 01Ω,则通过被测绕组的电流不宜太小 。

　　4.7 测量参数的符号

　　本标准中主要的测量参数的符号与单位见附录 C,SI单位制与其他单位的换算关系见附录 D。

　　5 试验准备

　　5. 1 试验装置与设备

　　试验前 ,应检查电泵的装配质量 、试验装置及设备 , 以保证各项试验能顺利进行 。 除有特殊规定外 ,

　　所有试验都应将电动机和泵潜于水下进行 。

　　5.2 电动机冷(热)态绝缘电阻的测定

　　5.2. 1 测量时电动机的状态

　　电动机绝缘电阻的测定应分别在实际冷状态和热状态下进行 。 出厂检验时 ,可只在实际冷状态下进行 。测量后应将绕组对地放电 。

　　5.2.2 兆欧表的选用

　　根据电动机绕组的额定电压 ,按表 10选用兆欧表 。测量埋置式检温计的绝缘电阻时 ,应采用不高于 250V 的兆欧表 。

　　表 10 兆欧表的电压值

　　5.2.3 测量方法

　　如各相绕组的始 、末端均引出机壳外时 ,应分别测量每相绕组对机壳及相互间的绝缘电阻 。如三相绕组已在电动机内连接 ,仅引出三个出线端时 ,则测量所有绕组对机壳的绝缘电阻 。 当绝缘电阻明显偏低 、可能影响安全运行时 ,应查明原因并检修 ,否则不能继续试验 。

　　5.3 电动机绕组在初始(冷)状态下直流端电阻的测定

　　5.3. 1 初始状态下绕组温度的测定

　　试验前电动机应在水池中放置一段时间 。 当电动机内埋置有检温计时 ,可用埋置检温计测量绕组温度 ,绕组温度与周围冷却介质温度之差应不超过 2 K。

　　对于无埋置检温计的电动机 ,可用检测电动机绕组直流电阻的变化来判断电动机的绕组温度是否已与周围介质的温度基本一致 。 电动机入水后每隔 15 min测量电动 机 指 定 线 间 的 电 阻 Ri (t) , 按 式(9)计算 , 电阻值对时间的变化率 ΔR 连续三次均不超过 0. 005% ,则可用周围介质的温度作为绕组的冷态温度 θ1 。如果受仪器测量精度的限制 ,也可采取将潜水电动机潜入水下静止不动浸泡至少 2 h后 ,才可用周围水的温度作为绕组的冷态温度 。对大功率电动机尤其是干式电动机浸泡的时间要适当延长 。

　　…………………………( 9 )

　　式中 :

　　ΔR — 电阻值对时间的变化率 ;

　　i — 测量次数 ,i= 1, 2, 3, 4, … ;

　　ti — 测量电阻的时间 ,单位为分钟(min) ;

　　Ri — 在 ti时的实测电阻 ,单位为欧姆(Ω) 。

　　5.3.2 测量方法

　　5.3.2. 1 测量时电动机的状态

　　测量时电动机内部温度应与周围介质温度一致 , 电动机转子应静止不动 。定子绕组的电阻应在电动机引出电缆端上测量 。

　　5.3.2.2 端电阻的测量次数

　　每一端电阻应测量三次 ,任意一次读数与三次读数的平均值之差应在平均值的 ±0. 5%以内 , 以平均值作为电阻的实际值 。 出厂检验时 ,每一电阻可仅测量一次 。

　　5.3.2.3 单相电动机的电阻测量

　　对电容运行及双值电容的单相电动机应分别测量主 、副绕组的端电阻 。

　　5.3.3 三相电动机绕组各相电阻值的计算

　　对三相电动机 ,各相电阻值应按式(10) ~式(16)计算 :

　　设 Rmed …………………………( 10 )

　　绕组星形接法时 :

　　Ra =Rmed -Rbc …………………………( 11 )

　　Rb =Rmed -Rca …………………………( 12 )

　　Rc =Rmed -Rab …………………………( 13 )

　　绕组三角形接法时 :

　　Ra Rab -Rmed … … … … … … … … … …

　　Rb Rbc -Rmed … … … … … … … … … …

　　Rc Rca -Rmed … … … … … … … … … …

　　式中 :

　　Rab、Rbc、Rca— 分别为引出电缆端 a与 b、b 与 c、c与 a 间测得的电阻值 ,单位为欧姆(Ω) ;

　　Ra、Rb、Rc — 每相绕组相电阻 ,单位为欧姆(Ω) 。

　　当各端电阻值与三个端电阻的平均值之差 ,对星形接法的绕组不大于平均值的 2%、对三角形接法的绕组不大于平均值的 1. 5%时 ,则各相绕组的相电阻 R 应按式(17) 、式(18)计算 :

　　绕组星形接法时 : R Rav …………………………( 17 )

　　绕组三角形接法时 : R Rav …………………………( 18 )

　　式中 :

　　R — 定子绕组初始(冷)态各相绕组的相电阻 ,单位为欧姆(Ω) ;

　　Rav — 定子绕组初始(冷)态三个端电阻的平均值 ,单位为欧姆(Ω) 。

　　6 电动机的空载试验

　　6. 1 试验方法

　　6. 1. 1 一般要求

　　6. 1. 1. 1 宜在负载试验结束后进行 。试验时 , 电动机的转向应与电泵转向一致 。

　　6. 1. 1.2 电动机不带负载潜于水下 ,对于轴伸端在顶部的电动机 ,水面应淹没机械密封面或电动机轴伸端 。对电容运行及双值电容单相电动机应在起动后将副绕组开路 。

　　6. 1. 1.3 型式试验应测取空载特性曲线 , 出厂检验可只测量额定电压点的空载损耗和空载电流 。

　　6. 1. 1.4 在额定电压 、额定频率下预运转 0. 5 h~ 1 h。预运转期间每隔 15min读取输入功率 ,两次读数之差不大于前一 次 读 数 的 3% , 保 证 电 动 机 达 到 热 稳 定 状 态 。 出 厂 检 验 时 , 空 载 运 转 的 时 间 可 适 当缩短 。

　　6. 1.2 空载电流与空载损耗的测定

　　试验时被试电动机施以额定频率的电压 , 电压从 1. 1 倍 ~ 1. 3 倍额定电压开始 ,逐步降低到 0. 2 倍额定电压或空载电流最小(电流开始回升) 或不稳定为止 。在最高电压和 0. 6 倍额定电压之间均匀取4~ 5 个电压点(其中包括额定电压点) ,在约 0. 5倍额定电压和最低电压点之间 ,至少取 3个电压点 。每个电压点应测取电压 U0、电流 I0 (对三相电动机应取三相电压 、三相电流)和输入功率 P0 。 当使用指针式仪表时 ,功率测量应采用低功率因数瓦特表 。

　　6. 1.3 空载电阻的测定

　　6. 1.3. 1 有预埋检温计时空载电阻的测量

　　当电动机内埋置有检温计时 ,可用埋置检温计直接测量每个电压点时的绕组温度 ,按温度与电阻成比例关系 ,用试验开始前测得的绕组初始端电阻 、初始温度和每点温度 ,代入式(19) 计算每个电压点时的端电阻 :

　　R0 =Rav …………………………( 19 )

　　式中 :

　　R0 — 每个试验电压点的定子绕组端电阻平均值 ,单位为欧姆(Ω) ;

　　θ0 — 每个试验电压点测得的定子绕组温度 ,单位为摄氏度( ℃) ;

　　Rav — 定子绕组初始(冷)态端电阻的平均值 ,单位为欧姆(Ω) ;

　　θ1 — 定子绕组初始(冷)态的绕组温度 ,单位为摄氏度( ℃) ;

　　K1 — 导体材料在 0 ℃时电阻温度系数的倒数 ,铜 K1=235,铝 K1=225(特殊规定除外) 。

　　6. 1.3.2 无预埋检温计时空载电阻的测量

　　对于无埋置检温计的三相电动机以及空载电流大于 0. 7 倍额定电流的单相电动机 , 每一个电压点处的定子绕组的端电阻值可用线性插值法确定 ,起点是最高电压点读数前测得的电阻值 ,末点是最低电压点读数后测得的电阻值 。

　　6. 1.3.3 空载电流不大于 0.7 倍额定电流的单相电动机空载电阻的测量

　　空载电流不大于 0. 7倍额定电流的单相电动机空载试验后 ,立即测取定子绕组的端电阻 ,并将此电阻作为每个电压点处的电阻值 。

　　6. 1.4 单相电动机转子等值电阻的测定

　　当空载试验结束测量定子主绕组电阻后 ,在转子静止的状态下 , 主绕组施以低值电压 ,使绕组流过的电流值等于或接近额定值 ,测得此时的电流和输入功率 ,转子绕组的等值电阻按式(20)计算 :

　　R …………………………( 20 )

　　式中 :

　　R2'0— 转子绕组的等值电阻 ,单位为欧姆(Ω) ;

　　R10— 空载试验后测得的定子主绕组电阻 ,单位为欧姆(Ω) ;

　　Ik' — 试验测得的电流 ,单位为安培(A) ;

　　Pk' — 试验测得的输入功率 ,单位为瓦特(W) 。

　　6. 1.5 电容运转及双值电容单相电动机主、副绕组有效匝比 K 的测定

　　电动机空载运转 ,首先将副绕组开路 ,对主绕组施加额定电压 Um ,测量副绕组感应电动势 Ea 。然后 ,主绕组开路 ,将电压 Ua (Ua≥Ea ×118%) 施于副绕组上 ,测量主绕组感应电动势 Em 。有效匝比 K按式(21)计算 :

　　K …………………………( 21 )

　　式中 :

　　K — 主 、副绕组有效匝比 ;

　　Um — 施加于主绕组的额定电压 ,单位为伏特(V) ;

　　Ua — 施加于副绕组的电压 ,单位为伏特(V) ;

　　Em — 测得的主绕组感应电动势 ,单位为伏特(V) ;

　　Ea — 测得的副绕组感应电动势 ,单位为伏特(V) 。

　　注 : 对于分相起动和电容起动或者只做机组成套试验的单相电动机不测该项 。

　　6.2 试验结果的分析计算

　　6.2. 1 空载损耗的计算

　　6.2. 1. 1 三相电动机定子绕组 I2R 损耗 P0cu1按式(22)计算 :

　　P0cu1 = 1. 5IR0 …………………………( 22 )

　　式中 :

　　P0cu1 — 空载试验时定子绕组的 I2R 损耗 ,单位为瓦特(W) ;

　　I0 — 空载试验时测得的线电流的平均值 ,单位为安培(A) ;

　　R0 — 空载试验时测得的定子绕组端电阻的平均值 ,单位为欧姆(Ω) 。

　　6.2. 1.2 单相电动机定子绕组 I2R 损耗 P0cu1按式(23)计算 :

　　P0cu1 = I(R10 + 0. 5R0 ) …………………………( 23 )

　　式中 :

　　P0cu1 — 空载试验时定子绕组的 I2R 损耗 ,单位为瓦特(W) ;

　　I0 — 空载试验时测得的定子主绕组电流 ,单位为安培(A) ;

　　R10 — 空载试验时测得的定子主绕组电阻 ,单位为欧姆(Ω) 。

　　6.2. 1.3 铁耗和机械耗之和 P0'按式(24)计算 :

　　P= P0 - P0cu1 …………………………( 24 )

　　式中 :

　　P0'— 空载试验时铁耗和机械耗之和 ,单位为瓦特(W) ;

　　P0— 空载试验时电动机输入功率 ,单位为瓦特(W) 。

　　6.2.2 空载特性曲线的绘制

　　绘制空载特性曲线 P0=f(U0/UN ) 、'P0'= f[ (U0/UN )2] 、I0=f(U0/UN ) ,分离铁耗 PFe(W) 和机

　　f机),fw。, 压0的[ 耗0/NF可2] 直(U线0/N分)2交0'PP点fw求,点。的纵

　　图 2 空载特性曲线

　　7 电动机的热试验

　　7. 1 一般要求

　　7. 1. 1 热试验方法可采用直接负载法和间接负载法 。应优先采用直接负载法 。

　　7. 1.2 对 100 kW 以 上 的 电 动 机 可 采 用 间 接 负 载 法 中 的 降 低 电 压 负 载 法 , 对 1 000 kW 以 上 或IN ≥800A 的电动机可采用间接负载法中的降低电流负载法 。

　　7. 1.3 用泵做负载时 , 当采用直接负载法并且在泵反转的情况下仍然达不到电动机的额定负载时 , 可更换轴功率更大的泵做负载 ,也可采用降低电流负载法 。

　　7. 1.4 间接负载法中的降低电压负载法按照 GB/T 1032执行 。

　　7.2 温度测量方法

　　7.2. 1 应优先采用电阻法测温 。采用电阻法测绕组温度时 ,绕组冷 、热态电阻应在相同的电缆引出线端测量 。

　　7.2.2 当电动机内埋置有检温计(热电偶或电阻式 温 度 传 感 器) 时 , 可 用 埋 置 检 温 计 直 接 测 量 绕 组 温度 、轴承温度或铁心温度 。

　　7.2.3 冷却介质的温度采用温度计测量电动机周围(距电动机 0. 5 m 以内)的水温 。

　　7.3 热试验方法

　　7.3. 1 直接负载法

　　7.3. 1. 1 电泵潜入水中 ,在电动机的额定频率 、额定电压和额定功率(或铭牌电流) 下 ,按不同结构形式

　　和功率应分别运行 1. 5 h~ 4 h, 直到电动机达到热稳定为止 。 每 隔 15 min记 录 下 电 压 、电 流 、输 入 功率 、频率 、转速或转差以及周围冷却介质的温度 。

　　7.3. 1.2 电动机内埋置有检温计时 ,除按 7. 3. 1. 1记录相关数据外 ,还应记录绕组温度和轴承温度 。

　　7.3. 1.3 试验期间 ,应采取措施减少冷却介质温度的变化 。

　　7.3. 1.4 电动机达到热稳定后 ,停机测量电动机指定线间绕组直流电阻 。停机开始计时 ,连续测定一段时间间隔 t1 , t2 , … , tn 时相应的电阻值 ,直至电阻变化缓慢为止 。测得第一点电阻值的时间应不超过表 11的规定 。

　　表 11 最初读值的时间

　　7.3. 1.5 宜采用半对数坐标绘出电阻 R 随时间 t变化的曲线(见图 3) 。 电阻标在对数坐标轴上 , 曲线

　　交一点,,则(t) ,f间。电。升规,

　　则应取测得的电阻最大值作为断电瞬间的电阻值 。

　　图 3 热试验曲线

　　7.3. 1.6 对机内埋置有检温计并且已经测量和记录了运行期间温度变化的电动机,热试验应进行到当相隔 30min两个读数之间的温升变化在 1 K 之内时为止 。但对温升不易稳定的电动机 ,应进行到当相隔 60 min两个读数之间的温升变化在 2 K 之内时为止 。停机后可不再测量电阻 。

　　7.3. 1.7 对各机座号的大功率井用潜水电动机 ,允许模拟现场条件测试 。

　　7.3.2 降低电流负载法

　　采用降低电流负载法时 ,应进行下列热试验 :

　　a) 电动机潜入水中 ,在额定频率 、额定电压下进行空载热试验 ,并计算此时的绕组温升 Δθ0a,计算公式见 7. 4. 1。

　　b) 电泵潜入水中 ,在额定频率 、降低电压和最大可能的电流(I≥0. 7IN )下进行部分负载下的热试验 ,并计算此时的绕组温升 Δθr,计算公式见 7. 4. 1。

　　c) 电动机潜入水中 ,在额定频率和对应于 7. 3. 2b) 的试验电压下进行空载热试验 ,并计算此时的绕组温升 Δθ0c,计算公式见 7. 4. 1。

　　7.4 试验结果分析计算

　　7.4. 1 电阻法测温时绕组实测平均温升

　　采用电阻法测温时 , 电动机定子绕组的实测平均温升按式(25)计算 :

　　+θ1 - … … … … … … … … … …

　　式中 :

　　Δθ — 试验时电动机定子绕组的平均温升 ,单位为开尔文(K) ;

　　Rf — 试验结束时的定子绕组指定线间电阻 ,单位为欧姆(Ω) ;

　　R1 — 定子绕组初始(冷)态的指定线间电阻 ,单位为欧姆(Ω) ;

　　θa — 试验结束时电泵周围(0. 5 m 以内)冷却介质的温度 ,单位为摄氏度( ℃) ;

　　θ1 — 定子绕组初始(冷)态的绕组温度(即为开始试验时电泵周围的水温) ,单位为摄氏度( ℃) ; K1 — 常数 ,对铜绕组 K1=235;对铝绕组 K1=225(特殊规定除外) 。

　　7.4.2 额定功率时绕组温升

　　7.4.2. 1 直接负载法

　　当 5%<|(I1 -IN )/IN |≤10%时 ,按式(26)计算 :

　　ΔθN = Δθ( IN /I1 ) 2 ê1+ ……………………( 26 )

　　当|(I1 -IN )/IN |≤5%时 ,按式(27)计算 :

　　…………………………( 27 )

　　式中 :

　　ΔθN — 额定功率时定子绕组的温升 ,单位为开尔文(K) ;

　　IN — 满载电流 , 即额定功率时的电流 ,从电动机工作特性曲线上求得 ,单位为安培(A) ;

　　I1 — 热试验时的电流 ,取在整个试验过程的最后 1/4时间内按相等时间间隔测得的几个线电流的平均值 ,单位为安培(A) ;

　　Δθ — 对应于 I1 时的定子绕组温升 ,单位为开尔文(K) 。

　　当采用泵做负载时 ,如果(I1 -IN )/IN 超出了上述范围时 ,应换更大的泵做负载 , 或者采用降低电流负载法 。

　　7.4.2.2 降低电流负载法

　　额定功率时定子绕组的温升 ΔθN 按如下步骤确定 :

　　当按 7. 3. 2规定完成试验并算出 Δθ0a、Δθr、Δθ0c后 ,连接 Δθr、Δθ0c两点作直线 ,纵坐标为温升 Δθ、横坐标为(I1/IN ) 2 ,如图 4所示 。通过 Δθ0a点作 Δθr、Δθ0c两点连线的平行线 。此平行线上查找与横坐标(I1/IN ) 2 = 1对应的纵坐标值 , 即为电动机在额定电压 、额定电流时的绕组温升 ΔθN 。

　　说明 : Δθ0a、Δθ0c、Δθr见 7. 3. 2。

　　图 4 降低电流负载法确定温升 ΔθN

　　8 电动机的负载试验及泵的性能试验

　　8. 1 一般要求

　　8. 1. 1 电动机负载试验应在额定电压 、额定频率和规定温度下 ,测量电动机的输入功率 P1、负载电流I1、效率 ηm 、功率因数 cosφ和转差率 s(或转速 n)和输出功率 P2 。

　　8. 1.2 泵性能试验应在额定电压 、额定转速或额定频率下测量泵的总扬程 H(或全压力 pi) 、流量 Q、轴功率 Pt和泵的效率 ηp。

　　8. 1.3 应优先采用泵做负载的方法 。两项试验可在一次试验过程中同时完成 ,通过调节阀门开度同时改变泵的工况和电动机的输出功率 。也可采用测功机做负载另做电动机的负载试验 ,但应配备专用的试验装置 。将被试电动机潜于水下 ,轴伸端露出水面 ,再用相关的测量设备和仪器与电动机的轴伸端相接 ,进行试验 。 当受试验设备或泵的轴功率限制 ,在额定电压下 ,试验不能得到电动机在额定功率时的满意的结果时 ,允许采用圆图计算法求额定负载点的参数 。

　　8. 1.4 对试验结果的计算处理 , 电动机负载性能和泵性能应分别进行 。 电动机的性能应换算到电动机的规定温度下 ,泵的性能应换算到额定转速下 。对叶片泵除另有规定 ,试验转速可在额定转速的 50% ~ 120%范围内进行试验 , 当试验转速的变化是在额定转速的 ±20%以内时 ,泵效率的改变可忽略 。

　　8.2 试验方法

　　8.2. 1 泵做电动机负载的试验方法

　　电动机负载试验和泵的工作性能试验应在额定电压 、额定频率下进行 ,采用损耗分析及推荐负载杂散损耗的方法确定电动机效率和泵的轴功率 。如果试验时所能做到的电动机的最大电流值达不到额定电流值 ,在电泵结构允许的前提下 ,可通过反转电动机增大电动机输出功率和电流 ,满足试验要求 。在电泵不允许反转或反转 也 达 不 到 额 定 电 流 值 的 情 况 下 , 可 更 换 轴 功 率 更 大 的 泵 重 新 做 电 动 机 的 负 载试验 。

　　8.2.2 测功机做电动机负载的试验方法

　　当 采 用 测 功 机 另 做 电 动 机 的 负 载 试 验 时 , 宜 采 用 损 耗 分 析 及 输 入-输 出 法 间 接 测 量 杂 散 损 耗

　　的 方 法 确 定 电 动 机 的 效 率 。 试 验 应 在 额 定 电 压 、额 定 频 率 下 进 行 , 具 体 试 验 方 法 按 照 GB/T 1032和 GB/T 9651 的 规 定 执 行 。

　　8.2.3 圆图计算法

　　圆图计算法是根据电动机的空载试验和堵转试验数据 ,利用圆图求取额定功率时的效率 、功率因数及转差率 。此时的堵转试验的试验点应包含堵转电流在 1. 0~ 1. 1倍额定电流值时的测点 。

　　8.3 电动机杂散损耗的确定

　　负载杂散损耗是指总损耗中未计入定子 I2R 损耗 、转子 I2R 损耗 、铁耗和机械损耗的那一部分损耗 。如果没有特殊规定 ,额定负载杂散损耗 Ps 的推荐值按表 12确定 。

　　表 12 额定负载杂散损耗 Ps的推荐值

　　非额定负载点的杂散损耗值按与(I-I)/(I-I)成比例确定 ,I0 为被试电动机在额定电压时的空载电流 。

　　8.4 额定电压负载法试验过程

　　8.4. 1 试验时电泵的状态

　　电泵应潜入水中 ,在额定 频 率 、额 定 电 压 和 泵 的 额 定 流 量 下 , 按 不 同 结 构 形 式 和 功 率 分 别 预 运 行1 h~ 1. 5 h, 达到表 1、表 2 或表 3 规定的运转稳定条件和电动机达到热稳定为止 。如在热试验后立即进行负载试验和泵的性能试验 ,预运转的时间可适当缩短 。测试应保证在泵性能没有受到汽蚀影响的条件下进行 。

　　8.4.2 试验步骤

　　试验应从功率最小点开始 ,对离心泵一般从零流量开始 ,逐步增大至流量保证点的 140%以上或阀门全开 。对混流泵 、轴流泵和旋涡泵应从阀门全开状态开始 ,逐步减少至流量保证点的 60%以下 。其间应取 13~ 15个不同流量点 。所取流量点中应包含有流量保证点 QG、95% QG、105% QG、泵工作范

　　围的小流量点 Qmin、大流量点 Qmax和额定电流点 。对离心泵还应包括零流量点 。

　　对螺杆泵一般从零压力点(阀门全开)开始 ,逐步增大至压力保证点附近 。其间应取 10~ 13个不同压力点 。所取压力点中应包含有压力保证点 pG、零压力点 pmin、50% pG、75% pG、95% pG 以及额定电流点 。 当流量调节阀全开而且泵出口压力示值不超过 0. 05 MPa时 , 出 口压力视为零压力 。

　　当上述试验过程所能测得的电动机的最大电流值达不到额定电流时 ,在电泵允许的前提下 ,应在测定电阻后立即逆转水泵再测量 2~ 3 点 ,使试验电流达到 1. 25倍额定电流 。此时流量和压力不必记录 。

　　每点测量时应有一定的时间间隔以保证该工况点达到稳定状态 。 每个工况点应在额定电压 、额定频率下同时测量下列参数 :

　　a) 对三相电泵 :读取三相电流 、输入功率 、电源频率 、转差(或转速) 、出 口压力和流量值 ;

　　b) 对单相电泵 :

　　1) 电阻或电容起动电动机读取输入功率 、定子主绕组电流 、电源频率 、转差(或转速) 、出 口压力和流量值 ;

　　2) 电容运转或双值电容电动机读取输入功率 、绕组总电流 、定子主 、副绕组电流 、电源频率 、转差(或转速) 、出 口压力和流量值 。

　　8.4.3 负载电阻的测定

　　试验结束应立即在引出电缆端测量定子绕组的热态直流电阻 。对电容运转和双值电容的单相电动机应分别读取定子主 、副绕组的热态直流电阻 。

　　8.4.4 单相电动机容损的测定

　　对电容运转和双值电容的单 相 电 动 机 , 还 应 在 电 容 器 端 施 加 额 定 工 作 电 压 时 测 定 电 容 器 电 流 Ic (A)和用低功率因数瓦特表测量电容器的损耗功率 W c (W) 。

　　8.5 电动机试验结果的计算分析

　　8.5. 1 三相电动机特性计算

　　8.5. 1. 1 机械损耗 Pfw 和额定电压时的铁损耗 PFe 由空载试验求得 ,见 6. 2. 2。

　　8.5. 1.2 规定温度下定子绕组 I2R 损耗 Pcu1s 由式(28)计算 :

　　Pcu1s = 1. 5IRs …………………………( 28 )

　　式中 :

　　Pcu1s— 定子绕组 I2R 损耗 ,单位为瓦特(W) ;

　　I1 — 测得的线电流的平均值 ,单位为安培(A) ;

　　Rs — 换算到规定温度θs时的定子绕组端电阻平均值 ,单位为欧姆(Ω) , 由式(29)计算 :

　　Rs =Rav …………………………( 29 )

　　式中 :

　　Rav— 定子绕组初始(冷)态的定子绕组端电阻的平均值 ,单位为欧姆(Ω) ;

　　θ1 — 定子绕组初始(冷)态时的定子绕组温度 ,单位为摄氏度( ℃) ;

　　θs — 规定温度 ,见表 13,单位为摄氏度( ℃) 。

　　表 13 潜水电动机的规定温度(基准工作温度)

　　8.5. 1.3 规定温度下的转差率 ss 由式(30)计算 :

　　ss = s …………………………( 30 )

　　式中 :

　　ss— 换算到规定温度θs时的转差率 ;

　　s — 负载试验实测的转差率 , 由式(31)计算 :

　　s或 s …………………………( 31 )

　　式中 :

　　n — 负载试验实测转速 ,单位为转每分钟(r/min) ;

　　n0 — 同步转速 ,单位为转每分钟(r/min) , 由式(32)计算 ;

　　st — 负载试验实测的转差 ,单位为赫兹(Hz) ;

　　f — 负载试验实测工频 ,单位为赫兹(Hz) 。

　　n …………………………( 32 )

　　式中 :

　　p— 电动机极对数 。

　　8.5. 1.4 规定温度下转子绕组 I2R 损耗 Pcu2s,按式(33)计算 :

　　Pcu2s = ss (P1 - Pcu1s - PFe) …………………………( 33 )

　　式中 :

　　Pcu2s— 规定温度下转子绕组 I2R 损耗 ,单位为瓦特(W) ;

　　P1 — 负载试验时电动机的输入功率 ,单位为瓦特(W) ;

　　PFe — 电动机额定电压时的铁损耗 , 由空载试验得 ,单位为瓦特(W) 。

　　8.5. 1.5 每个试验点的负载杂散损耗 Ps按 8. 3 确定 。

　　8.5. 1.6 总损耗∑P 及输出功率 P2 ,按式(34)计算 :

　　P2 = P1 - ∑ P

　　P2 = P1 - (Pcu1s + Pcu2s + PFe + Pfw +Ps)

　　式中 :

　　P2 — 规定温度下电动机的输出功率 ,单位为瓦特(W) ;

　　Pfw — 电动机的机械损耗 , 由空载试验得 ,单位为瓦特(W) ;

　　PFe — 电动机额定电压时的铁损耗 , 由空载试验得 ,单位为瓦特(W) ;

　　Ps — 电动机的负载杂散损耗 ,按 8. 3 确定 ,单位为瓦特(W) ;

　　∑P — 电动机的总损耗 ,单位为瓦特(W) 。

　　8.5. 1.7 电动机效率 ηm ,按式(35)计算 :

　　…………………………( 35 )

　　8.5. 1. 8 电动机功率因数 cosφ,按式(36)计算 :

　　cos …………………………( 36 )

　　式中 :

　　UL— 线电压 ,单位为伏特(V) ;

　　IL — 定子线电流 ,单位为安培(A) 。

　　8.5.2 圆图计算法求额定功率时的电流、效率、功率因数及转差率

　　圆图计算法公式中的电压 、电流 、电阻均为相电压(V) 、相电流(A) 、相电阻(Ω)的三相算术平均值 ,功率为三相功率值(W) 。

　　计算步骤如下 :

　　a) 定子绕组电阻 R1s :换算至规定温度时的电阻值 。

　　b) 由空载试验求得的参数 ,按式(37) 、式(38)计算 :

　　空载电流的有功分量 ,单位为安培(A) : I0R ……………………( 37 )

　　空载电流的无功分量 ,单位为安培(A) : I0X …………………( 38 )

　　式(37)和式(38)中 :

　　UN — 额定相电压 ,单位为伏特(V) ;

　　P0 — 额定电压时的空载输入功率 ,单位为瓦特(W) ;

　　I0 — 额定电压时的空载电流 ,单位为安培(A) 。

　　c) 由额定频率堵转试验(堵转电流在 1. 0~ 1. 1 倍额定电流值时)求得的参数 ,按式(39) ~ 式(45)

　　计算 :

　　等值阻抗 ,单位为欧姆(Ω) : ZK …………………………( 39 )

　　等值电阻 ,单位为欧姆(Ω) : RK …………………………( 40 )

　　等值电抗 ,单位为欧姆(Ω) : XK …………………………( 41 )

　　再按下述方法求出参数 R、X、Z,单位为欧姆(Ω) :

　　对 F、H 级绝缘 : .3RK

　　Z …………………………( 42 )

　　堵转电流 ,单位为安培(A) : IKN …………………………( 43 )

　　堵转电流的有功分量 ,单位为安培(A) : IKR = IKN …………………………( 44 )

　　堵转电流的无功分量 ,单位为安培(A) : IKX = IKN …………………………( 45 )

　　式(39) ~式(45)中 :

　　UK — 堵转电流在 1. 0~ 1. 1倍额定电流值时的堵转电压 ,单位为伏特(V) ;

　　PK— 堵转电流在 1. 0~ 1. 1倍额定电流值时的堵转功率 ,单位为瓦特(W) ;

　　IK — 堵转电流(1. 0~ 1. 1倍额定电流) ,单位为安培(A) 。

　　d) 额定功率 PN 时的电流 、效率 、功率因数及转差率 ,按式(46) ~式(65)计算 :

　　K = IKR - I0R …………………………( 46 )

　　H = IKX - I0X …………………………( 47 )

　　I2K …………………………( 48 )

　　由 tan求出 α、cosα、sinα

　　K3 = I …………………………( 49 )

　　K2 = K - K3 …………………………( 50 )

　　IR …………………………( 51 )

　　a IRcosα …………………………( 52 )

　　b=a …………………………( 53 )

　　b1 =bcosα …………………………( 54 )

　　b2 =bsinα …………………………( 55 )

　　c …………………………( 56 )

　　d =c+ IR …………………………( 57 )

　　I1R = I0R +b1 + IR …………………………( 58 )

　　I1X = I0X +b2 …………………………( 59 )

　　定子电流 ,单位为安培(A) : I …………………………( 60 )

　　功率因数 : cos …………………………( 61 )

　　转差率 : s …………………………( 62 )

　　各项损耗 :铁耗和机械耗按 6. 2. 2 确定 ;定子绕组 I2R 损耗按 8. 5. 1. 2 确定 ;杂散耗按 8. 3 确定 。

　　转子绕组 I2R 损耗 ,单位为瓦特(W) : Pcu2s ……………( 63 )

　　总损耗 : ∑ P = Pcu1s + Pcu2s + PFe + Pfw + Ps ………………( 64 )

　　效率 : ……………( 65 )

　　式(46) ~式(65)中 :

　　PN — 电动机的额定功率 ,单位为瓦特(W) 。

　　8.5.3 单相电动机特性计算

　　8.5.3. 1 机械损耗 Pfw和额定电压时的铁损耗 PFe

　　机械损耗 Pfw 和额定电压时的铁损耗 PFe 由空载试验求得 。

　　8.5.3.2 规定温度下定子绕组 I2R 损耗Pcu1s

　　8.5.3.2. 1 电阻或电容起动的电动机按式(66)计算 :

　　Pcu1s = IRms …………………………( 66 )

　　式中 :

　　Pcu1s— 定子绕组 I2R 损耗 ,单位为瓦特(W) ;

　　I1 — 定子绕组电流 ,单位为安培(A) ;

　　Rms — 换算到规定温度θs时的定子主绕组端电阻 ,单位为欧姆(Ω) , 由式(67)计算 :

　　Rms =Rm …………………………( 67 )

　　式中 :

　　Rm0— 实际冷态时的定子主绕组端电阻 ,单位为欧姆(Ω) 。

　　8.5.3.2.2 电容运行或双值电容的电动机按式(68)计算 :

　　Pcu1s = IRms + I(Ras +Rc) ………&hellip