小功率电动机电气强度试验的研究

程 磊

（威凯检测技术有限公司 广州 510663）

引言

《强制性产品认证实施规则 小功率电动机》中对小功率电动机的适用范围进行了详细的表述。该规则适用于额定电压为36 V以上（不含36 V），交流电压为1 000 V以下，直流电压为1 500 V以下的驱动用小功率电动机，主要包括两大类电动机，一类是转速折算到1 500 r/min时最大连续定额不超过1.1 kW的各类交流同步电动机和交流异步电动机，另一类是最大连续定额不超过1.1 kW的直流电动机和交流换向器电动机。在不同的标准中，电气强度试验的具体要求也不相同，这些不同主要表现在施加的电压和判定要求上，本文主要对这些差异进行研究和分析。

1 标准中关于电气强度试验的相关要求

1.1 试验的通用技术要求

电气强度试验通常安排在其他试验之后，如果电机需要进行热试验，那么电气强度试验应该在热试验之后立即进行。在试验的过程中，电动机应该处于静止状态。

进行电气强度试验时，试验电压的频率为工频50 Hz，电压波形应该为正弦波。施加试验电压的过程应该缓慢，起始试验电压应该不超过全值试验电压的一半，从半值试验电压到全值试验电压的过程至少需要花费10 s的时间，电动机应能承受60 s的全值试验电压。

1.2 关于试验电压的要求

电气强度试验的电压施加部位一般为被试绕组与机壳间或者各项绕组之间，但是有些电机带有信号控制线，这类电动机的施加部位为信号线与电动机绕组之间。GB/T 12350-2009对不同种类电机的耐压试验值有着不同的要求，一般情况下，试验电压为1 000 V+2UN，如果计算出的试验电压数值小于1 500 V，则选取试验电压为1 500 V。标准中对试验电压值的特殊情况进行了说明，试验电压为500 V是针对额定电压在48 V及以下由独立电源供电的电动机，试验电压为3 000 V是针对含有加强绝缘的电动机。

GB/T 14711-2013中对额定输出小于1 kW（或kVA）且额定电压小于100 V的旋转电机施加试验电压为500 V+2UN，对其余的适用GB/T 14711-2013的小功率电动机来说，试验电压均为1 000 V+2UN，但最低为1 500 V。

1.3 关于试验变压器容量的要求

GB/T 12350-2009中要求试验设备的容量不小于0.5 kVA，而GB 14711-2013中对额定电压1 000 V及以下的电机，每1 kV试验电压，试验电压器的容量应不小于1 kVA。

1.4 关于试验判定依据的要求

GB/T 12350-2009要求试验过程中跳闸电流值应不大于10 mA，而GB 14711-2013对交流1 000 V以下、直流1 500 V以下的小功率电动机试验用的高压变压器过电流继电器的脱扣电流为100 mA，当试验电流大于或等于100 mA，则判定被试电机击穿。

2 相关概念分析

标准中提到的跳闸电流和脱扣电流在实践中是一个意思，均是指电气强度测试仪器上设定的跳闸电流值，对于小功率电机来说，10 mA和100 mA是2个典型跳闸电流设定值，试验中根据标准的使用情况来选择合适的跳闸电流。

电气强度试验中不应出现击穿，当在试验电路中电流超过跳闸电流时，其实是假定已经出现击穿的。之所以是假定击穿，是因为漏电流超过跳闸电流并不是真正意义上的击穿，击穿应该是电动机的内部绝缘材料在电场的作用下产生的破坏性放电。虽然电气强度测试仪的跳闸和击穿没有直接的联系，但是漏电流过大也说明电动机的绝缘性能是不充分的，也同样会存在危险，因此在实践中跳闸视同为击穿，跳闸就不满足标准要求。

由于标准的表述不同，会出现“电气强度试验”、“介电强度试验”、“耐电压试验”等，这些可以通常称为“电气强度试验”。

3 实际检测中遇到的问题

3.1 目前电气强度试验的局限性

耐电压试验的目的是为了验证电机产品是否存在绝缘的薄弱环节，以便保证消费者的人身安全。随着电机技术的发展，带控制器的小功率电动机越来越多，而标准中目前的规定主要是针对传统的电机，耐压测试的部位只考虑了绕组与机壳间、绕组间以及信号线与电动机绕组之间，电气强度试验考核的部位已经不能满足带控制器电机的要求，因此耐电压部位需要增加带控制器电动机的主电路与外壳、主电路与控制电路、控制电路与外壳之间，这样才能使标准的覆盖性更好，同时也能保证考核电机绝缘的全面性。

3.2 典型电机产品耐电压值数据分析比较

小功率电机产品的技术标准主要有GB/T 12350-2009、GB/T 14711-2013、JB/T 10888-2008和GB/T 755-2019，其中GB/T 14711-2013和GB/T 755-2019中对耐电压的要求基本上和国际标准IEC 60034-1:2017中保持一致，图1～3以图示的形式来表现这些标准中对电气强度试验耐压值的具体要求。

从图1～3中可以看出标准中关于小功率电动机耐压值规定方面的差异主要体现在额定电压在100 V以下的电机，尤其是额定电压在48 V～100 V之间的电机，然而48 V～100 V之间的电机大部分属于永磁直流电动机中的电动车用的电动机，因此这部分电机产品电气强度试验的耐压值需要特别关注。

图1 GB/T 12350-2009耐压值和电机额定电压的关系

图2 GB/T 14711-2013(GB/T 755-2019/ IEC 60034-1:2017)耐压值和电机额定电压的关系

3.3 电气强度的施加电压需要合理调整

对于带控制器的电动机，试验电压需要施加于主电路与外壳、主电路与控制电路、控制电路与外壳之间，这些部位的施加测试的电压值需要根据实际和国内国际的其他标准制定出一个具体值，使其考核更加合理。

GB/T 12350-2009中仅仅对于额定电压在48 V及以下的电动机规定试验电压的有效值为500 V，而其他大于48 V的电动机耐压的最低值为1 500 V，这个规定对于额定电压在48～100 V之间的电机有点苛刻。例如电动机车用电动机是直流电源供电的，按照产品标准JB/T 10888-2008规定的电压等级为“24 V、36 V、48 V、60 V、72 V”，JB/T 10888-2008关于耐电压试验的具体耐压值为500 V+2UN，这样就会出现额定电压为60 V和72 V的电动机按照产品标准施加的耐压有效值为620 V和644 V，而按照强制性认证的要求，其适用于标准GB/T 12350-2009，于是耐压有效值均为1 500 V，因此就会出现在强制性认证中其耐电压试验通不过，而实际上满足产品标准的电动机就可以满足绝缘要求。综上所述，关于额定电压在100 V以下的电机，GB/T 12350中的规定应该参考GB/T 14711-2013，将试验电压定为500 V+2UN比较妥当。

4 总结

本文对强制性认证产品小功率电动机的电气强度试验要求进行了详细的说明，对标准中涉及到的概念进行了解析，并且根据在实践经验中提出了一些问题和建议。希望本文能够对小功率电动机的生产厂家起到一定的指导和启发作用，同时也希望新版的标准在修订过程中能够更加全面地考虑到其适用产品的针对性。