钢质海洋渔船建造规范1998 第三篇 电气装置
第4章 电气设备的制造和试验
第1节 旋转电机
4.1.1 一般要求
4.1.1.1 发电机的原动机及调速器的性能应符合第二篇第5章的有关规定。
4.1.1.2 并联运行发电机组原动机的调速器特性应保证本节4.1.6.5和4.1.7.6所规定的负载分配要求。并应设有足够精细的调速器调节机构，以便在正常频率下，能进行小于发电机额定功率5%的负载调节。 4.1.1.3 重要设备用电机转轴的材料应符合第七篇的有关规定。 4.1.1.4 电机应有防止轴电流有害影响的措施。
4.1.1.5 电机应考虑设有轴承加油杯或孔，并设置相应的排油道，以保证轴承良好的润滑。 4.1.2 温升
4.1.2.1 表4.1.2.1规定了空气冷却电机在环境空气温度为45℃下额定运行时的温升限值。
表4.1.2.1 用空气冷却的电机的温升限值(K)(基准环境温度为45℃)
项 号 电机的部件 A级 T R E 电机的交流绕组 本项的d和e除外2) c. 功率小于600W(或VA)电机的交流绕组2) 绕组2) 2 有换向器的电枢绕组 3 用直流励磁的交流和直流电机的磁场绕组，但第4项除外 4 a.用直流励磁绕组嵌入槽中的圆柱形转子同步电机的磁场绕组。 b.多层的直流电机静止磁场绕组 c.交流和直流电机的低电阻磁场绕组以及多层的直流电机的补偿绕组 d.表面裸露或仅涂清漆的交流和直流电机的单 层绕组以及直流电机的单层补偿绕组 3) 5 6 永久短路的绝缘组 4) 永久短路的无绝缘绕组 45 55 - 60 70 - 65 75 - 80 100 - 100 120 - 45 55 - 60 70 - 65 75 - 80 100 - 100 120 - - - - - - - - 85 - - 105 - - 130 - 绝 缘 等 级 E级 T R E B级 T R E F级 T R E H级 T R E 1 a. 功率大于200kW(或kVA)但小于5000kW(或kVA) - - b. 功率为200kW(或kVA)及以下电机的交流绕组，但- 55 60 - 70 - 55 - 55 - 55 - - 70 - - 70 - - 70 - - 75 851) - 95 1001) - 115 1201)- - 75 - - 80 - - 80 - - 95 - - 100 - - 100 - - 115 - - 120 - - 120 - d. 不带风扇自冷式(IC40)电机的交流绕组或囊风式- 45 55 - 60 70 - 65 75 85 80 100 105 100 120 - 55 55 - 70 70 - 75 75 - 95 95 - 120 120 - - 75 - - 95 - - 120 - - 60 60 - 75 75 - 85 85 - 105 105 - 130 130 - 55 - - 70 - 这些部件的温升，在任何情况下不应使其本身或邻近的绝缘或其他材料有损坏危险的数值出现 3-36
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续表4.1.2.17 项 号 8 9 绝 缘 等 级 A级 T R E E级 T R E B级 T R E F级 T R E H级 T R E - 电机的部件 不与绕组接触的铁芯及其他部件 与绕组接触的铁芯及其他部件 开启或封闭的换向器和集电环5) 1) 对高压交流绕组的修正可适用这些项目。 55 55 - - - 70 - - 65 - - 75 - - 75 - - 95 - - 120 - - 856) - - 95 6) - - 2) 对额定功率为200kW(或kVA)及以下电机的E、B和F级绝缘绕组用叠加法测量时，限值可比表中用电阻法提高5K。 3) 对多层绕组，如下面的各层都与循环的初级冷态介质接触，也包括在内。 4) 温度计可用热敏试验带取代。 5) 项9中的温升限值，只有在换向器或集电环采用了与限值相适应的绝缘时才是允许的，但如换向器或集电环与绕 组靠近，则它们的温升应不超过邻近绕组所采用绝缘等级的限值，温升只限于用膨胀式温度计测得。当采用热 电偶或电阻温度计时，温升限值应由制造厂与用户协议，此时对功率为600kW(或kVA)及以下的电机，E和B级 温升限值可提高5K；F和H级可提高10K。 6) 若采用85K或更高的温升时，对电刷材料的选择需特别注意。 7) 表中T为温度计法、R为电阻法、E为埋置检温计法。 4.1.2.2 主发电机、应急发电机(包括励磁机)以及连续工作制的电动机，在最高冷却空气温度情况下，均应能在额定输出时长期地连续工作，且不超过本节表4.1.2.1所规定的温升限值。
上述以外的其他发电机和电动机的定额应与它们所执行的工作制相符合，并在额定输出条件下进行试验时，其温升不应超过本节表4.1.2.1中的规定。 4.1.3 换向
4.1.3.1 电刷已整定在固定位置的直流电动机和发电机，当负载从空载到所规定的瞬时过载工作时，应不产生有害火花。
4.1.3.2 交流换向器电动机在其规定的负载和转速范围内工作时应不产生有害火花。 4.1.4 过载
电机应能承受下列的过电流或过转矩而不发生有害变形: 直流发电机 50%过电流 15s 交流发电机 50%过电流 2min 直流电动机 50%过转矩 15s 多相异步电动机 60%过转矩 15s 4.1.5 短路
船用发电机应能在选择性保护装置的任何延时脱扣时间内，承受短路电流所产生的机械应力和热应力。交流发电机及其励磁系统，在稳态短路状态下，至少能维持三倍额定电流历时2 s。如掌握精确的数据，则其持续时间可为脱扣器所整定的延时脱扣时间。 4.1.6 直流发电机
4.1.6.1 除充电发电机外，直流发电机的励磁形式一般应采用复励式或带有自动电压调整器的并励或稳定并励式(具有少量串励的分励电机)。
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4.1.6.2 每一直流发电机均应在其控制屏上设有能单独对其电压进行调节的手动电压调整器。在发电机所允许的工作温度范围内，以及负载自空载到额定负载之间的任何负载下，电压在额定值的80%～105%范围内，电压调整的精确度应为:
1) 对额定输出超过100kW的发电机，应在额定电压的±0.5%以内； 2) 对额定输出不超过100kW的发电机，应在额定电压的±1%以内。
手动电压调整器的电路一般应能分断，并须设有防止分断时产生过电压的措施。只有能将空载电压调低到接近剩磁电压，调整器才允许不分断。
手动电压调整器手轮，当顺时针旋转为发电机电压升高，反之为下降。
4.1.6.3 均压连接线应有适应于系统的截面积，但应不小于自发电机到配电板之间的负极连接线截面积的50%。
4.1.6.4 在考虑了原动机调速特性的情况下，复励直流发电机组在热态下的电压负载特性应为:当负载为发电机额定功率的20%时，使发电机的电压偏差为额定电压的1%以内；当负载为满载时，其电压偏差应在额定电压的2.5%以内；在20%负载到满载之间，电压负载特性的上升曲线和下降曲线的平均曲线与额定电压的偏差应不大于4%。
4.1.6.5 并联运行的各直流发电机组均应稳定运行，且当负载在总额定负载的20%～100%范围内变化时，各机组所承担的负载与总负载按机组额定功率比例分配值之差，应不超过: 1) 最大机组额定功率的±12%；
2) 当最小发电机的额定功率小于最大发电机额定功率的50%时，为最小发电机额定功率的±25%。 负载分配应不引起较小机组过载运行。
4.1.6.6 在船舶航行中会改变转速的主机驱动的直流发电机应设有控制装置，并满足如下要求: 1) 在发电机的整个设计转速范围内变化时，其端电压的变化应仍能保证受电设备仍能可靠工作； 2) 至少在主机额定转速的70%～100%范围内发电机应能输出额定功率； 3) 具有一定的过载能力；
4) 在本篇2.4.2.2中认为是主电源的轴带发电机，除满足上述2)～3)的要求以外，还应满足如下要求:在主机额定转速的70%～104%和负载自空载至额定负载范围内变化时，其稳态电压变化值应不超过额定电压的±4%。 4.1.7 交流发电机
4.1.7.1 交流发电机除自励恒压式外，均应在发电机控制屏上设有独立的自动和手动电压调整装置。 4.1.7.2 由调速特性符合第二篇第5章第7节规定的原动机驱动的交流发电机连同其励磁系统，应能在负载自空载至额定负载范围内，且在功率因数为额定值的情况下，保持其稳态电压的变化值在额定电压的±2.5%以内，应急发电机可允许为±3.5%以内。
4.1.7.3 交流发电机在负载为空载，转速为额定转速，电压接近额定值的状态下，突加和突卸60%额定电流及功率因数不超过0.4(滞后)的对称负载时，当电压跌落时，其瞬态电压值应不低于额定电压的85%；当电压上升时，其瞬态电压值应不超过额定电压的120%，且电压恢复到与最后稳定值相差3%以内所需时间不应超过1.5s。
4.1.7.4 交流发电机的空载线电压波形正弦性畸变率应不超过5%，但容量小于24kW的发电机可以除外。 4.1.7.5 在船舶航行中会改变转速的主机驱动的交流发电机应设有控制装置，并应满足如下要求: 1) 在发电机的整个设计转速范围内变化时，其端电压和频率的变化应仍能保证受电设备可靠地工作；
2) 至少在主机额定转速的70%～100%范围内发电机应能输出额定功率；
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3) 线电压波形的正弦性畸变率可以高于5%，但应采取措施以保证不干扰受电设备或其他设备如无线电和航行设备的工作； 4) 具有一定的过载能力；
5) 在2.4.2.2中认为是主电源的轴带发电机，除满足上述2)～4)的要求以外，还应满足如下要求:在主机额定转速的70%～104%和负载自空载至额定负载范围内变化时，其稳态电压变化值应不超过额定电压的±2.5%。稳态频率变化值应不超过额定值的±5%。
4.1.7.6 并联运行的各交流发电机组应能稳定运行。当负载在总额定功率的20%～100%范围内变化时，其功率分配的误差应符合下列要求:
1) 各机组所承担的有功负载与总负载按机组定额比例分配值之差，应不超过下列数值中的较小者: a) 最大机组额定有功功率的±15%； b) 各个机组额定有功功率的±25%；
2) 各机组所承担的无功负载与总无功负载按机组定额比例分配值之差，应不超过下列数值中的较小者:
a) 最大机组额定无功功率的±10%； b) 最小机组额定无功功率的±25%。 4.1.8 试验
对重要用途的电机，应至少按下列项目进行试验。
1) 温升试验:旋转电机在额定负载连续运转至温度最后稳定后，温升限值不应超过本节表4.1.2.1中的数值。
2) 绝缘电阻试验:旋转电机在温升试验之后，应用500V或大于500V的直流高阻计来测量绝缘电阻，其值不低于下述规定:
容量等于或小于100kW(直流)或kVA(交流)者不低于1MΩ； 容量大于100kW(直流)或kVA(交流)者不低于下式的计算值: 33额定电压(V)
绝缘电阻值= MΩ 1000+额定容量(kVA或kW) 对于单个并励或他励励磁绕组应不低于1MΩ。
3) 过电流或过转矩试验:旋转电机在温升试验之后，均应能承受本节4.1.4规定的过电流或过转矩试验。试验时，电压、转速和频率均应尽量保持在额定值。
4) 短路试验:根据需要，船用发电机应进行突然短路试验以及交流发电机及其励磁系统的稳态短路试验。
5) 换向试验:换向器旋转电机，当电刷整定在固定位置，从空载到50%过载之间工作时，应不产生有害火花。
6) 耐电压试验:每台电机均应进行下述的耐压试验: a) 绕组对机壳间； b) 绕组相互间。
试验电压值见表4.1.8中的规定，试验电压的频率为25Hz到100Hz之间任一频率，试验时间为1min，无击穿或闪络现象。但同一台电机应不重复进行本项试验。如有必要时，允许再进行一次额外的试验，其试验电压不超过下表规定数值的80%。试验前应将电机烘干。 7) 电压调整率试验:发电机尚应作电压调整率试验。
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8) 并联运行试验: 对并联运行的发电机尚应作并联运行试验。
表4.1.8 试验电压
项号 1 电机或部件 功率小于1kW(或1kVA)且额定电压低于100V电机的绝缘绕组，但3～7项除外 额定电压为36V及以下由独立电源(如蓄电池或干电池等)供电的电动机 2 3 4 功率小于10000kW(或10000kVA)电机的绝缘绕组，但1和3～7项除外2) 直流电机的他励磁场绕组 同步发电机的磁场绕组 a. 额定励磁电压为:500V及以下 500V以上 b. 当电机起动时，磁场绕组短路或并联一小于绕组电阻10倍的电阻 c. 当电机起动时，磁场绕组并联一不小于绕组电阻10倍的电阻或磁场绕组开路并带(或不带)磁场分段开关 1000V+2倍最高额定励磁电压，但最低为1500V 10倍额定励磁电压，但最低为1500V 4000V十2倍额定励磁电压 10倍额定励磁电压，但最低为1500V最高为3500V 1000V+2倍最高电压的有效值(此电压在规定的起动条件出现于磁场绕组的线端，当磁场绕组分段时则出现于任一段的线端间)，但最低为1500V 3) 5 非永久短路(例如用电阻起动的异步电动机绕组 a. 不可逆转或仅在停止后才可逆转的电动机 b. 在运转时将电源反接而使逆转或制动的电动机 6 7 a. 励磁机 b. 励磁机的他励磁场绕组 成套设备 1000V+2倍静止时转子绕组开路电压，即当初级绕组 施加额定电压时，在集电环间或次级绕组线端间测得的电压 1000V+4倍静止时转子绕组开路电压(定义见本项a) 同与其所连接的绕组 1000V+2倍最高额定励磁电压，但最低为1500V 应尽量避免重复以上1～6项试验。但如对新的成套设备作试验，而其每一组件已事先通过耐电压试验， 则试验电压应为成套设备任一组件中最低试验电压的80% 4) 1) 对有一个共同出线端的两相绕组，公式中的额定电压为运行时任意两个线端之间所出现的最高电压有效值。 2) 对具有分级绝缘的电机，试验应按专门协议。 3) 在规定的起动条件下，磁场绕组或其分段的线端间所产生的电压，可适当降低电源电压进行测量，再将测得的电 压按规定的起动电压与降低的电压之比来折算。 4) 对一台或多台电机作电连接的绕组，其电压应为绕组对地实际存在的最高电压。 1000V+2倍频定电压，但最低为1500V1) 试验电压(有效值) 500V+2倍额定电压 由该类型产品标准规定
第2节 配电板与配电电器
4.2.1 配电板的设计和结构
4.2.1.1 主配电板和应急配电板的结构应满足下列要求:
1) 配电板的顶部应达到防护等级IP22的要求，但若安装在符合本篇2.4.4.2要求的控制室中，则其顶部的防护等级可为IP21，配电板的两侧应有不低于防护等级可为IP2X的防护措施。额定电压大于500V者，其背面还应设有不低于防护等级IP2X的防护措施；
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