企业标准.docx
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企业标准
2012-08-02实施
2012-07-02发布
XXXXXXXX—2012
XXXXXXX有限公司企业标准
XXXXXXXXXX机电有限公司发布
矿用隔爆兼本质安全型控制器
XXX
1前言
本标准是依据GB3836-2010《爆炸性气体环境用电气设备》系列标准、GB/T12668-2002调速电气传动系统等相关标准编写而成,本标准的编写结构执行GB/T1.1-2009《标准化工作导则第一部分:
标准的结构和编写规则》的规定。
本标准有效期五年,到期复审。
本标准用于指导《矿用隔爆兼本质安全型开关磁阻控制器》生产
本标准起草单位:
XXXXXXXXXXXXXX
本标准主要起草人:
XXXXXXXX
本标审定准纪要人:
XXXXXXXX
矿用隔爆兼本质安全型开关磁阻控制器
11 范围
本部分适用于矿用隔爆兼本质安全型开关磁阻控制器(以下简称开关磁阻控制器);
本装置必须配用专用的开关磁阻电动机,从而构成一套调速系统。
12 规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。
GB3836.1-2010爆炸性气体环境用电气设备第1部分:
通用要求
GB3836.2-2010爆炸性气体环境用电气设备第2部分:
隔爆型“d”
GB3836.3-2010爆炸性气体环境用电气设备第3部分:
增安型“e”
GB3836.4-2010爆炸性气体环境用电气设备第4部分:
本质安全型“i”
GB4208-2008外壳防护等级(IP代码)
GB/T2423.4—2008电工电子产品环境试验第2部分:
实验方法试验Db:
交变湿热(12h+12h循环)
GB/T12668.2-2002调速电气传动系统第2部分:
一般要求低压交流变频电气传动系统额定值的规定
GB12668.3-2003调速电气传动系统第3部分:
产品的电磁兼容性标准及其特定的试验方法
GB/T12668.4-2006调速电气传动系统第4部分:
一般要求交流电压1000V以上但不超过35KV的交流调速电气传动系统额定值的规定
GB/T3797-2005电气控制设备
GB14048.1-2006低压开关设备和控制设备第1部分:
总则
GB/T14549-1993电能质量公用电网谐波
GB/T15945-2008电能质量电力系统频率允许偏差
GB/T15543-2008电能质量三相电压允许不平衡度
AQ1043—2007矿用产品安全标志标识
GB191包装储运图示标志
13 型号及基本参数
13.1 防爆型式:
矿用隔爆兼本质安全型
隔爆标志“Exd[ib]IMb”
13.2 型号
13.3 主要技术参数
开关磁阻控制器整机及其组件的额定功率,电源额定电压,额定电流,额定频率,额定转速,转速范围,工作制,冷却方式,见表1:
表1整机主要技术参数
型号
KJC-400/1140、
ZJC-400/1140K
KJC-200/1140、
KJC-200/1140K
KJC-160/660、
KJC-160/660K
额定功率
400kW
200kW
160kW
额定电压
1140V
1140V
660V
电源额定频率
50Hz
50Hz
50Hz
额定电流
230A
115A
160A
额定转速
1500r/min
1500r/min
1350r/min
转速范围
200~1500r/min
200~1350r/min
200~1000r/min
工作制
连续工作制
连续工作制
连续工作制
冷却方式
风机散热
风机散热
风机散热
表1(续)组件主要技术参数
型号
KJK-400/1140K-SR
KJK-400/1140K-ZL
名称
控制器
整流器
额定功率
400kW
400kW
额定电压
1140V
1140V
电源额定频率
50Hz
50Hz
额定电流
230A
230A
额定转速
1500r/min
转速范围
200~1500r/min
工作制
连续工作制
连续工作制
冷却方式
风机散热
风机散热
14 技术要求
14.1 一般要求
开关磁阻控制器及各组成部分应符合本标准要求,并按经规定程序和国家指定检验单位审批的图样和技术文件制造,并取得防爆检验单位发放的防爆合格证。
能量回馈电网型开关磁阻控制器,恒转矩特性、温升、电磁兼容、过载保护及配套设备有特殊要求的相关试验项目需包含电动和制动状态下的测试。
开关磁阻控制器的外购件除符合本标准要求外还应符合各自的产品标准规定,并附有“产品合格证”方可使用。
14.2 环境条件
14.2.1 工作环境
具有甲烷和煤尘爆炸性危险混合物的煤矿井下。
环境温度
工作温度-5℃~+40℃,产品不得暴晒和雨淋。
工作环境湿度
空气的最大相对湿度不超过95%(20℃),且不允许凝露发生,采取防滴水措施。
污染等级
空气中不得有过量的尘埃、酸、盐、腐蚀性气体及蒸汽,控制器在污染等级3的环境条件(见
GB14048.1-2006第6.1.3.2)能够使用。
海拔
海拔高度不超过1000m。
14.3 电源允许偏差
电压的允许偏差为+10%,-15%。
频率的允许偏差为±1%。
以上电压偏差和频率偏差不同时发生。
14.4 特殊说明
3.3各项技术参数如用户有特殊要求,则可以与用户商定。
14.5 防护等级
开关磁阻控制器的外壳防护应符合GB4208-2008的规定,不低于IP54。
14.6 结构与防爆要求
隔爆结构和性能应符合GB3836.1-2010、GB3836.2-2010的规定,并按规定的程序和国家指定的检验单位审查合格的图样和文件制造。
(有本安时还应符合GB3836.4-2010)
接地装置应符合GB3836.1-2010第15章15.1及15.2的规定,隔爆外壳内、外设接地螺栓。
隔爆外壳接合面
14.6.1.1 隔爆接合面最小宽度和最大间隙应符合GB3836.2-2010表1规定,粗糙度应符合GB3836.2-2010中第5.2.2条的规定。
14.6.1.2 隔爆外壳的接合面配合间隙、长度和粗糙度应符合GB3836.2-2010的规定及审查合格图纸要求。
外壳精加工后需进行水压试验。
14.6.1.3 水压试验,压力为1Mpa、加压时间10+2S,壳体不发生变形和滴水。
接线端子和接线空腔
14.6.1.4 隔爆外壳应有隔爆型主腔和接线盒。
引入装置应符GB3836.1-2010第16条的规定。
14.6.1.5 接线腔的电气间隙、爬电距离应符合GB3836.3-2010的4.3和4.4规定。
本安电路电气间隙、爬电距离按GB3836.4-2010表5要求。
14.6.1.6 主腔内电气间隙、爬电距离按GB/T14048.1-2006中附录C的规定进行。
开关磁阻控制器的电气间隙和爬电距离应不小于下表的规定。
表2电气间隙和爬电距离
额定工作电压V
主腔
接线腔
电气间隙mm
爬电距离mm
电气间隙mm
爬电距离mm
660
10
20
10
20
1140
14
28
18
35
隔爆外壳的观察窗冲击试验应满足GB3836.1-2010中26.4.2条及表12的规定,热剧变试验应符合GB3836.1-2010第26.5.2条规定。
电缆引入装置
14.6.1.7 电缆引入装置橡胶密封圈的热稳定性能应符合GB3836.1-2010中7.2的要求。
14.6.1.8 电缆引入装置密封圈夹紧、密封性能应符合GB3836.1-2010附录A及GB3836.2-2010附录C的有关规定。
接线柱的扭转性能应符合GB3836.1-2010第26.6.1章规定,试验后连接件与绝缘套管不得转动和损坏。
外壳耐压及内部点燃不传爆试验
14.6.1.9 外壳耐压及内部点燃不传爆试验应符合GB3836.2-2010中第15条的规定。
试验后不得产生影响隔爆性能的变形和损坏。
本质安全电路
14.6.1.10 本质安全电路连接导线须用蓝色导线,并与非本质安全电路导线分开布置单独捆扎,接线盒内本安接线柱旁设“i”本安标志。
14.6.1.11 本质安全电路的变压器与电子线路结构应符合GB3836.4-2010中第8条要求。
14.6.1.12 本安电路接线端子应单独设置。
本安电路接线端子与非本安电路接线端子设在同一接线盒时,它们之间的距离须大于50mm。
14.6.1.13 本安电路与非本安电路之间的绝缘应承受2U+1000V交流有效值试验电压,但小于1500V,U指本质安全电路与非本质安全电路电压有效值之和。
14.6.1.14 向本安电路供电的变压器应符合GB3836.4-2010第8.1要求,按表9进行例行试验(工频耐压试验),按GB3836.4-2010第8.1.3进行型式试验。
14.6.1.15 内置JHK-127/5D本安插件产品,防爆合格证号2074157U,输出参数:
本安电路最高开路电压20V,本安电路最大短路电流85mA。
14.6.1.16 本安电路应通过GB3836.4-2010中第10.1条规定的火花点燃试验。
14.6.1.17 内置输出本质安全型电源,防爆合格证号:
320110052U,输出参数:
Uo:
24.3V,Io:
360mA,Co:
2uF,Lo:
0.5mH。
14.7 介电性能
开关磁阻控制器相关部件的绝缘等级应符合表3要求;主回路(不含功率半导体器件)应能承受表4规定的额定短时工频耐受电压试验,试验时间为1min,不得有闪络,击穿现象。
表3绝缘等级
条件
绝缘电阻值(兆欧)
≤60V
220V
380V
660V
1140V
常温:
20±5℃
相对湿度:
50%-70%
≥2
>20
>20
>50
>100
湿热实验后
1
1.5
1.5
2.0
2.5
表4工频耐压
回路名称
耐压值
1140V主回路
4200V
660V主回路
3000V
380V控制回路
2500V
220V控制回路
2000V
本安回路
500V
输出本质安全型电源
2500V
14.8 性能指标
温升
在额定运行条件下,柜体各部位温升应符合下表:
表5温升极限
柜体部位
温升极限
散热器
70℃
腔体
65℃
控制变压器
65K
电解电容
65K
主回路导线
60K
速度稳定精度
在4.2规定的使用条件下,当电源电压为95%~110%额定电压,开关磁阻控制器速度稳定精度应不低于0.5级。
额定输出功率的电压适应范围试验
开关磁阻控制器工作电压在额定电压±10%范围内波动时,加载到额定负载,开关磁阻控制器应正常工作.
系统效率试验
开关磁阻控制器输入电源电压为95%~110%额定值时,开关磁阻控制器在额定转速和额定输出功率下的系统效率应≥90%.
恒转矩调速特性
开关磁阻控制器在200r/min~nH(额定速)范围内为恒转矩调速段。
轻载试验
开关磁阻控制器驱动电机在额定速下空载运行2小时以上。
正反相序功能
开关磁阻控制器能实现正转、反转功能。
14.9 保护功能
过电压、欠电压保护
开关磁阻控制器应具有过电压、欠电压保护功能,当电源电压大于115%额定电压或低于85%额定电压时,应能保护动作,具有保护显示。
过载保护
开关磁阻控制器应具有过载保护功能,当开关磁阻控制器输出电流达到额定电流的1.2倍时,1分钟内应能保护动作,封闭输出,具有显示功能。
瞬时断电保护
开关磁阻控制器在瞬时断电的情况下,应具有保护功能,再次通电后应能不自启动。
电容放电试验
开关磁阻控制器切断输入电源后,10分钟内电容应放电至剩余能量。
14.10 交变湿热试验
开关磁阻控制器应按GB/T2423.4-2008的规定进行交变湿热试验,严酷等级为40℃,试验周期为12d,试验后应能承受表4中规定的工频耐受电压试验,绝缘电阻应符合表3的规定,且隔爆面不应锈蚀。
14.11 电磁兼容
传播的电磁骚扰的极限值应符合表6规定。
表6传播的电磁骚扰的极限值
频带
MHZ
电场强度分量
dB(μV/m)
30≤f≤230
30
230 37 若由于高的环境噪声电平或其他原因不能在10m处进行测试,则可在较近距离处如3m处进行测试,为了确定兼容性,对于特定距离测量数据的归一化,应每10m距离修正20dB。 传导骚扰电压的极限值应符合表7规定。 表7传导骚扰电压的极限值 频带 MHz 准峰值 dBμV 平均值 dBμV 0.15≤f<0.50 79 66 0.5≤f≤5.0 73 60 5.0 73 60 谐波含量 14.11.1.1 谐波含量应符合表8规定。 表8电压谐波含量 电网电压 kV 电压总谐波畸变率% 各谐波电压奇次含有率,% 各谐波电压偶次含有率,% 0.38 5.0 4.0 2.0 14.11.1.2 电流谐波含量应符合表9规定。 表9电流谐波允许值 标准 电压 KV 基准短 路容量MVA 谐波次数及谐波电流允许值,A 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 0.38 10 78 62 39 62 26 44 19 21 16 28 13 24 11 12 9.7 18 8.6 16 7.8 8.9 7.1 14 6.5 12 电压允许偏差 10kV及以下三相电压允许偏差为标称系统电压的±7%。 频率允许偏差 正常频率偏差允许值为±0.2Hz。 三相电压允许不平衡度 正常电压不平衡度允许值为2%,短时不得超过4%。 14.12 真空接触器 额定接通、分断能力 真空接触器的接通、分断能力应符合表10的规定: 表10 使用类别 接触器额定工作电流A 接通条件 通断条件 通断时间s 间隔时间s 操作次数 I/Ie U/Ue cosø I/Ie U/Ue cosø AC-3 Ie>100 10 1.1 0.35 8 1.1 0.35 0.05~0.2 见表10 50 U/Ue允许误差±5%。 验证额定接通与分断能力时分断电流Ic与间隔时间之间的关系符合表11规定: 表11 分断电流Ic(A) 间隔时间(s) 300<Ic≤400 40 注: 按使用要求允许缩短时间间隔,但必须≥10s。 极限分断能力 真空接触器的极限分断能力应符合表12的规定: 表12 接触器额定工作电流 A 极限分断电流 kA U/Ue cosø 通电时间 s 间隔时间 s 试验次数 200<Ie≤400 4.5 1.0 0.65±0.05 0.05~0.2 180 3 动作 在控制电源电压为额定值(US)的75%~110%范围内接触器均应可靠地吸合;在20%~60%范围内接触器可靠地释放。 14.13 外观 开关磁阻控制器的表面油漆应干燥、完整,无污损、碰坏和裂痕等现象。 所有黑色金属部件(电磁铁的工作表面除外)均应有可靠的防锈蚀措施,金属零部件不得有裂纹及镀层脱落等情况。 塑料零部件表面应光滑,不得有气泡、开裂及麻点。 各类标志应齐全。 15 试验方法 15.1 隔爆性能试验 接地检查 在自然光下用目测方法进行检查。 隔爆接合面检查 隔爆接合面结构参数、表面粗糙度用游标卡尺、千分尺、塞尺、表面粗糙度比较样块逐件逐项按GB3836.2-2010第15条及表1规定进行检查。 隔爆外壳水压试验 外壳水压试验按GB3836.2-2010中第15.1.3.2条规定进行,压力为1Mpa、加压时间10+2S。 电气间隙、爬电距离的测量 电气间隙、爬电距离用游标卡尺、卡钳等按GB3836.3-2010中第4.3条、第4.4条规定检查。 本质安电路按GB3836.4中表5规定检查。 透明件抗冲击试验,热剧变试验 抗冲击试验按GB3836.1-2010第26.4.2进行,热剧变试验按GB3836.1-2010第26.5.2条进行。 橡胶材料热稳定性能试验 耐热试验和耐寒试验应按照GB3836.1-2010中的26.8和26.9进行。 引入装置夹紧密封性能试验和机械强度试验 夹紧密封性能试验和机械强度试验按GB3836.1-2010附录A及GB3836.2-2010附录C有关规定进行。 连接件扭转试验 连接件扭转试验按GB3836.1-2010第26.6.1条进行。 外壳耐压及内部点燃不传爆试验 外壳耐压及内部点燃不传爆试验按GB3836.2-2010第15条进行。 本质安全电路试验 15.1.1.1 本质安全电路检查 本质安全电路连接用蓝色导线,本安标志及与非本质安全导线布线分开要求用目测检查,绝缘距离用卡尺测量是否满足要求。 15.1.1.2 向本质安全电路供电的变压器耐压试验 按本标准4.6.8.5进行。 15.1.1.3 本质安全电路参数检查 按本标准4.6.8.6条进行。 15.1.1.4 本质安全电路火花点燃试验 按本标准4.6.8.7条进行。 15.2 介电性能试验 开关磁阻控制器在进行主回路(不含功率半导体器件)的介电性能试验时,试验电压应施加于: 所有带电部件与相互连接的裸露导电部件之间; 在每个极和为此试验被连接到其他成套设备相互连接的裸露导电部件上的所有其他极之间。 开始施加时试验电压应不超过本标准中4.8表5的规定值的50%,然后将试验电压平稳增加到本标准中4.8表5的规定值。 试验电压实际应为正弦波,并且频率在45Hz至62Hz之间。 15.3 温升试验 额定转速温升试验的加载方法 应在4.2规定的使用条件下及电源电压为95%~110%额定电压的电源条件下进行温升试验。 开关磁阻控制器的输出转速设定在额定转速,以给电动机加直接负载的方法使其输出转矩为额定转矩(即开关磁阻控制器各部件的电流达到额定电流)。 试验持续的时间应足以使温度上升达到稳定值,当每小时温度变化不超过1K时,可认为温度达到稳定值。 试验时外接导线应采用单芯或多芯绝缘铜导线,其截面积按GB14048.1-2006中表9的规定。 最低转速温升试验的加载方法 应在4.2规定的使用条件下及电源电压为95%~110%额定电压的电源条件下进行温升试验。 开关磁阻控制器的输出转速设定在最低转速,以给电动机加直接负载的方法使其输出转矩为额定转矩(即开关磁阻控制器各部件的电流达到额定电流)。 试验持续的时间应足以使温度上升达到稳定值,当每小时温度变化不超过1K时,可认为温度达到稳定值。 试验时外接导线应采用单芯或多芯绝缘铜导线,其截面积按GB14048.1-2006中表9的规定。 周围空气温度和冷却介质温度测量 在试验过程中应测量并记录周围空气温度。 测量周围空气温度时至少用两个温度检测器(如温度计或热电偶),均匀地分布被试品的周围,放置在被试品高度的1/2处离开被试品的距离约为1m. 部件温度测量 应用热电偶、温度计、红外测温仪或其他合适的温度测量器测量主要零部件和热管散热器的温度。 部件温升 部件的温升应由按5.7.4测得的温度与按5.7.3测得的试验结束时冷却介质温度值之差求得。 15.4 调速特性试验 速度稳定精度试验 开关磁阻控制器输入电源电压为95%~110%额定值,将开关磁阻控制器输出转速设定在额定转速,满载运行0.5h,以5min为时间间隔对电动机转速测量6个值,取其中最大值和最小值,速度稳定精度的计算按公式 (1)规定。 ………………………… (1) 式中: δ1———速度稳定精度; ntmax———开关磁阻控制器在0.5h内以5min的间隔周期连续测量若干个转速nt中的最大值,单位为转每分(r/min); ntmin———开关磁阻控制器在0.5h内以5min的间隔周期连续测量若干个转速nt中的最小值单位为转每分(r/min)。 求得开关磁阻控制器的速度稳定精度。 额定输出功率的电压适应范围试验 开关磁阻控制器启动后,加载到额定负载,用调压器调压,使电压在额定电压±10%范围内波动,测试开关磁阻电机是否能持续稳定工作. 系统效率试验 开关磁阻控制器输入电源电压为95%~110%额定电压范围内,额定转速下加载至额定功率,测量开关磁阻控制器输入功率,计算输出功率,η=输出功率/输入功率×100%. 恒转矩调速特性试验 开关磁阻控制器输入电源电压为95%~110%额定值,将开关磁阻控制器输出转速依次设定在100%、80%、70%、60%、50%、40%、30%、20%额定转速和200r/min,从空载开始缓慢加载直至额定转矩,转速降低一般不大于额定转速的2.5%。 轻载试验 开关磁阻控制器输入电源电压为95%~110%额定值,启动后升速至额定转速,空载运行两小时。 正反相序功能 开关磁阻控制器正向停车后,当面板显示速度降为零时,按换向按键一次,再次按启动,电机反相启动. 15.5 保护试验 过电压、欠电压保护试验 开关磁阻控制器在输入电源电压为额定电压情况下以任一转速空载或轻载运行,然后逐渐升高输入电源电压直至超过开关磁阻控制器的供电电压范围上限值,检查其过电压保护动作情况。 开关磁阻控制器在输入电源电压为额定电压情况下以任一转速空载或轻载运行,然后逐渐降低输入电源电压直至低于开关磁阻控制器的供电电压范围下限值,检查其欠电压保护动作情况。 过载保护试验 启动开关磁阻控制器,加载使输出电流超过其过载保护动作值,即电流传感器的检测值大于等于过载门槛值时,检查其过电载保护动作情况。 瞬时断电保护 开关磁阻控制器在空载运行过程中,切断输入电源,检测开关磁阻控制器保护动作情况,5分钟后重新上电,检测是否能正常工作. 电容放电试验 开关磁阻控制器在额定电压上电之后,切断输入电源,测量放电置剩余电量时的电容电压和所用的时间. 15.6 交变湿热试验 交变湿热试验按GB/T2423.4-2008的规定。 15.7 EMC电磁兼容试验 电磁辐射骚扰试验按GB12668.3的规定进行。 传导骚扰电压试验按GB12668.3的规定进行。 谐波含量试验按GB/T14549的规定进行。 电压允许偏差试验按GB/T14549的规定进行。 频率允许偏差试验按GB/T15
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