【国家标准(GB)】 潜水电泵 试验方法

GB/T 12785--2002
本标准是对GB/T12785—1991《潜水电泵试验方法》的修订。本标准与GB/T12785—1991相比，主要技术内容改变如下：1.将原试验等级B级和C级改为1级和2级；2．增加了井筒式轴流或混流式潜水电泵测压孔的位置规定；3.增加了污水污物潜水电泵通过能力试验；4．增加了潜水电机转向标志试验；5.增加了对铜条转子杂散损耗的确定；6.调整了表1、表2、表3和表4中的有关参数值；7.修改了流量、扬程和效率的满足规定值的判定方法，废除了原椭圆判定方法，采用容差系数和容差十字线的判定方法。
本标准的附录A为提示的附录。
本标准的附录B和附录C都是标准的附录。本标准自实施之日起，代替GB/T12785—1991。本标推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归口。本标准由中国农业机械化科学研究院，江苏理工大学排灌机械研究所负责起草。本标准主要起草人：赵朝光、王洋。489
1范围
中华人民共和国国家标准
潜水电泵试验方法
Test methods for submersible motor-pumps本标准规定了潜水电泵的试验方法。GB/T12785—2002
代替GB/T12785-1991
本标准包括了两种测量精度等级：1级适用于较高精度的试验，2级适用于较低精度的试验，两种测量精度等级包含了不同的容差系数值、容许波动值和测量误差限。本标准适用于电源电压660V及以下，频率50Hz和60Hz的各类潜水电泵（以下简称电泵），包括各类潜水电动机和潜水泵的试验。额定电压660V以上的潜水电泵的试验可参照本标准规定的方法进行。
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/T1032—1985三相异步电动机试验方法GB1971—1980电机线端标志与旋转方向GB/T3214-1991水泵流量的测定方法GB/T3216--1989离心泵、混流泵、轴流泵和旋涡泵试验方法（eqVISO2548：1973）GB/T9651—1988单相异步电动机试验方法GB/T10068-2000轴中心高为56mm及以上电机的机械振动振动的测量、评定及限值(idtIEC60034-14:1996)
GB/T10069.1—1988旋转电机噪声测定方法及限值噪声工程测定方法(neq ISO 1680-1:1986)
直噪声简易测定方法
GB/T10069.2—1988旋转电机噪声测定方法及限值(neqISO1680-2:1986)
GB/T10069.3—1988旋转电机噪声测定方法及限值噪声限值（neqIEC34-9）JB/Z294—1981交流低压电机散嵌绕组匝间绝缘试验方法3试验
3.1试验内容
潜水电泵的试验分型式试验和出厂试验(检查试验)两种，其试验项目按有关产品标准的规定。3.2试验装置及仪表
3.2.1试验设备应包括水循环系统、电气控制系统及参数测量系统。3.2.2水循环系统采用开式，如图1所示。应保证通过测量截面的液流具有如下特性：a）轴对称的速度分布；
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局2002-03-10批准190
2002-08-01实施
b）等静压分布；
c）无装置引起的旋涡。
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对于2级试验，以上条件是参考条件。试验管路应符合如下要求：
连接泵出口直管段应与泵出口法兰端面垂直，管径与泵出口应相等。其长度应不少于4D。取压孔的位置、设置形式及制造要求应符合GB/T3216规定。在管路中设置流量测量装置时，其前后直管段长度应符合各种测量装置使用的具体规定。试验电源
谢压罄
电阻测量仪表电流互感器
转差表
电压表
电流表
功率表
流量表
工频表
1—潜水电泵;2-泵出口测压管段;3—压力表：4-—流量计前直管段；5—流量计;6—流量计后直管段;7—流量调节阀图1试验装置示意图
3.2.3凡用于测量的仪器仪表均应有检定证书或报告，并应按规定定期检定。3.2.4各类测量仪表的测量精度应满足表1对各测量参数系统误差的规定。对仪表的精度要求如下：a）电流表、电压表及单相瓦特表（包括低功率因数瓦特表)的精度应不低于0.5级；兆欧表允许使用1.0级；三相瓦特表的精度应不低于1.0级；互感器的精度应不低于0.2级；电桥的精度应不低于0.2级；
b）使用电量变送器时，其精度应不低于土0.5%（出厂试验应不低于士1%)；c）数字式转速测量仪（包括十进频率仪)及转差测量仪的精度应不低于士0.1%；d）转矩测量仪和测力计的精度不低于1.0级；e）温度计的误差在士1℃以内；f）涡轮流量变送器的精度不低于1.0级，其他流量测量仪表应符合GB/T3214；g）弹簧压力计精度不低于0.4级，也可使用精度相当的压力传感器或其他仪表。凡是经过校准或通过与有关国家标准比较，证明对电泵有关参数测量的系统误差不超过表1规定范围的其他测试设备和方法均可使用。491
测定值
轴功率
电动机输人功率
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表1测定量的允许系统误差
允许范围/%
3.2.5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。用两瓦特表法测量三相功率时，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%。若采用弹簧压力计时，应按泵的规定扬程选择合适的量程，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扬程的1/100，并应在仪表和取压孔的连接管内完全充满水后再读仪表示值。
3.2.6采用电流互感器时，接人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。容量在750W及以下的三相电动机，除堵转试验外，不允许使用电流互感器。3.2.7采用自动测试系统时，仪器仪表及数据采集和数据处理装置的系统误差应不超过表1的规定。3.3试验条件
3.3.1试验用液体应符合GB/T3216的规定。3.3.2试验用电源应符合GB/T1032的规定。3.3.3试验电泵引出电缆长度按有关产品标准的规定。3.3.4试验-般应在电泵淹没于水中的条件下进行。淹没深度应保证试验过程中泵不致产生汽蚀。3.3.5运转稳定性
3.3.5.1本标准中波动”和“变化”的定义如下：波动：在一次读数的时间内，读数相对于平均值的短周期变动。变化：同一量相邻两次读数间的数值改变。3.3.5.2电泵主要参数的最大波动幅度及同一参数多次重复读数的变化值达到表2和表3的规定时，系统处于稳定运转，否则为不稳定运转。表2最大允许波动幅度
测定量
最大允许波动幅度/%
注：当使用差压计测流量时，观测液柱差的大允许波动幅度1级为士6%；2级为士12%，3.3.5.3系统稳定运转时，每一工况点可只记录组读数。3.3.5.4系统处于不稳定运转时，对参数的波动幅度超出允许范围造成的不稳定，可设置稳流栅、阻尼器、稳压器等稳定装置和采取其他减小波动幅度的措施，使之达到稳定。对参数的变化超出表3规定范492
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围的不稳定，应查找原因改进试验条件，达到表3规定后，再重新取数，原有读数应成组作废。表3同量多次重复测量的变化
每一量多次重复测量的最大值与最小值间的最大偏差3/%流量
重复读数组数
注：最大值与最小值之间的百分数偏差按下式计算：3=最大值一2
最小值×100%
最大值
在按表3要求进行试验点的重复读数时，应在调节阀位和水位完全保持不变、电压稳定在额定电压的条件下进行。若通过调整仍不能达到表3的规定时，应降低试验精度等级，并以每量的重复读数的算术平均值作为该量的实际试验值。3.4测量精度
测量精度取决于测量误差范围的大小。测量误差是指使用测试设备和仪器直接测得的量以及由这些量间接算出的量偏离实际值的程度，其误差范围表示所测得的性能与实际性能之间的最大可能的差异。误差范围越小，则测量精度越高。详细的误差分析和估算方法见附录A（提示的附录）。只要满足本标准中关于装置和仪器的有关条件，并采用本标准所述的试验方法，对应于各测量精度等级的试验总误差限将不大于表4中给出的数值。表4最大总误差限
测定量
电机输人功率
泵输人功率（由电机输人功率和电机效率算出）转速
泵效率
电泵效率
参数的测量
允许最大总误差限/%
测量时各仪表读数尤其是流量、扬程和输人功率的读数应在同一时刻读取。流量的测量
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流量测量采用GB/T3214中规定的测量仪表及方法。4.3扬程的测量
电泵试验时泵的扬程应为出口压力水头、取压孔处液流速度水头及压力表中心距水池面高度的总和，按公式（43)计算。
测压孔距泵出口法兰2倍管径距离；井筒式潜水轴流或混流电泵的取压孔应设在井筒直管段，与电泵出口法兰的距离L按公式(1)确定。测压孔的个数、形式及匀压环按照GB/T3216的规定执行。L = 2(D, - D)
式中：L一一测压孔至泵出口法兰的距离，mm;Dj——井简直径，mm；
Da.-潜水电机直径，mm。
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按GB/T3216规定执行。4.4电量的测量
4.4.1三相电动机应同时测量三相电流，取其平均值作为电流测量值；三相功率应采用两瓦特表法或三瓦特表法测量。
4.4.2测量电压和电阻时，应从电动机引出电缆端测量。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，将电压调节到所需数值，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。在测量三相电压时，应取三相读数平均值作为测量值。4.4.3绕组的直流电阻用电桥测量，电阻在1Q及以下时，必须采用双臂电桥测量。4.4.4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1min。4.4.5如需获得更准确的功率测量值，可按GB/T1032一1985中附录A进行修正。4.5转差或转速的测量
4.5.1转差或转速的测量优先采用感应线法，也可使用其他方法，但所使用的转速传感元件不得使功率消耗有明显的增加或影响泵的进口吸人条件。4.5.2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。线圈与磁电式检流计或阴极示波器或数字转差仪相连。试验时测定检流计光点摆动或示波器波形全摆动次数及所需的时间以及电源频率。
5”试验前的准备
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。6绝缘电阻的测定
用兆欧表测量所有绕组对机壳的冷态绝缘电阻，测量后应将绕组对地放电。对额定电压500V以下的电动机用500V兆欧表，额定电压500V及以上的电动机用1000V兆欧表。
7电动机绕组冷态直流电阻的测定7.1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。型式试验时电动机应潜人水中。7.2每一线间电阻应测量三次，每次读数与三次读数的平均值之差应在平均值的士0.5%之内，以平均值作为电阻的实际值。
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检查试验时，每电阻可仅测量一次。7.3对单相电动机应分别测量主、副绕组的电阻。7.4对三相电动机，各相电阻值应按公式(2)～公式（8)计算：Rma = Rab + Rte + Re
星形接法时：
R。 Rmed - Rbe
R = Rmed - Rea
R。= Rmed -- Rab
三角形接法时：
Rt Ro + Rab - Rred
Rmed -- Rab.
R。· Ra + Rte - Rmned
Rp= Rned - Rve
Rab.· Rbe
+Re—Rmed
Rmed - R.
引出电缆端A与B间测得的电阻值，Q；式中：Rab—
引出电缆端B与C间测得的电阻值，Q；Rh
Rc—…引出电缆端 C与 A间测得的电阻值,α。(2）
.（4)
（5）
.....( 6 )
....(8)
如果各线间的电阻值与三个线间电阻的平均值之差，对星形接法绕组不大于平均值的2%；对三角形接法绕组不大于平均值的1.5%时，则各相电阻值可按公式（9)、公式（10)计算：星形接法时：
三角形接法时：
式中：Ra\
-三个线间电阻平均值，2。
8电动机的空载试验
8.1空载电流和空载损耗的测定
8.1.1试验时电动机的转向应与电泵转向一致。9)
（10)
8.1.2型式试验时，电动机不带负载潜人水中（水面应淹过机密封面或电动机轴伸端），对单相电容运转电动机型式试验时应在起动后将副绕组开路，在额定电压、额定频率下运转0.5~1h，使机械耗达到稳定，即输人功率相隔15min的两个读数之差不大于前个读数的3%时，即可开始试验。8.1.3试验时施于定子绕组上的电压从1.1~～1.3倍额定电压开始，逐步降低到可能达到的最低电压值，即电流开始回升为止。其间测取7～11点读数。每点应取下列数值：电压、电流（对三相电动机应取三相电压、三相电流）、输人功率。功率的测量应采用低功率因数瓦特表。8.1.4试验结束应立即在引出电缆端测量定子绕组的直流电阻。8.7.5单相电动机转子等值电阻的测量对单相电动机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，使绕组流过的电流接近额定值，测得此时的电流I及输入功率P，转子绕组等值电阻R2按公式(11)计算：
式中：R20—试验测得的转子绕组等值电阻，2；-Rmo
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空载试验后测得的定子主绕组电阻，。8.1.6对电容运转单相电动机，应测定主、副绕组的有效匝数比K。此时应将电动机空载运转，并将副绕组开路，对主绕组施加额定电压Um，并测量副绕组感应电动势E，然后将电压U.（U.≥118%E。）施于副绕组上，主绕组开路，电动机空载运转，测量主绕组的感应电动势E，其K可按公式（12)计算：K=
式中：K-
主、副绕组的有效匝数比；
施加于主绕组的额定电压，V；
U.施加于副绕组的电压，V；
Em——测得的主绕组感应电动势，V；E,测得的副绕组感应电动势，V。8.2试验结果的计算
8.2.1空载损耗的计算
a）三相电动机定子绕组I\R损耗Pou按公式（13)计算：Pacui = 3Ric
式中Pu.空载试验时定子绕组的IR损耗，WI。—定子相电流，A；
Rto-—空载试验后定子绕组的相电阻,2。b）单相电动机定、转子绕组的I\R损耗Pou1按公式（14)计算：Pou1 = I(R1o + 0. 5R20)
式中：Pul
定子主绕组和转子绕组I?R损耗，W；空载试验时定子主绕组电流，A。c）铁耗Pr和机械耗Pw之和P按公式（15)计算：P, = P。- Poeul
式中：P-铁耗和机械耗之和，W；P。—空载试验时电动机输入功率，W。8.2.2绘制空载特性曲线P。
Prw(W)。
作曲线P。
械耗。
（12）
(13）
（14）
（15）
（图2），分离铁耗Pre（W）和机械耗，延长曲线的直线部分与纵坐标轴交于P点，P点的纵坐标即为电动机的机=)
图2空载特性曲线
（（）
9电动机的温升试验
9.1测量方法
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9.1.1采用电阻法测取定子绕组的温度。试验时绕组冷、热态电阻必须在相同的电缆引出线端测量。9.1.2电泵潜入水中，在额定频率、额定电压和电动机的额定功率（或标牌电流)下按照不同结构型式和功率分别运行1.5～4h，直至电动机达到热稳定为止。每隔15min记录下电压、电流和输人功率，待所测数据稳定后可停机測量。
9.1.3停机并开始计时，连续测定一段时间间隔t、t2·t，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尽可能短，一般不超过20 s。9.1.4采用半对数坐标绘出电阻R随时间t变化的曲线（图3)。电阻标在对数坐标轴上，曲线外延与坐标相交，其交点即为断电瞬间电阻值Rt。如停机后电阻值连续上升，则应取测得的电阻最大值作为断电瞬间的电阻值。
9.1.5电动机断电后如能在15s内测得第一点读数，则以该值计算温升，而不需外推至断电瞬间，否则应按9.1.3和9.1.4内容进行测量。9.1.6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。R/Q
9.2试验结果的计算
R-f(0)
图3电机温升曲线
9.2.1电动机定子绕组的温升按公式（16)计算：R. R。
(+）+
式中：△9——试验时电动机定子绕组的温升K；Rt-—试验结束时的绕组电阻,；R。一试验开始时绕组的玲态电阻，K。--—常数，对铜绕组K。一235，对铝绕组K。=225（特殊规定除外）；。—一试验开始时绕组的温度(即为开始试验时电泵周围的水温），C；8—-试验结束时电泵周(0.5m以内）的水温，C。9.2.2额定功率时绕组温升A%%按公式（17）、公式（18)换算：在±(5~～10)%之内时：
在士5%之内时：
（16）
（17）
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式中：△6-——额定功率时定子绕组的温升，K；I一满载电流，即额定功率时的电流，从电动机工作特性曲线上求得，A；（18）
I,-一温升试验时的电流，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电流的平均值,A；
△9—对应于 I, 时的定子绕组温升,K。10电动机的负载试验和水泵的性能试验10.1电动机的效率值按额定电压负载法间接测定或采用直接测定法测取。采用直接测定法时，其试验方法和所用设备参照GB/T1032执行。10.2杂散损耗P。的测量方法按GB/T1032。注：当试验条件不具备时，杂散损耗暂按下列各数取值：小型潜水电动机P为2.5%P:(P2一输出功率），并用潜水电动机（铸铝转子）：滑动轴承结构P.为2%P2.滚动轴承结构P.为2.5%Pz铜条转子潜水电动机杂散摄耗P.的确定按相关产品标规定执行。10.3工作特性曲线的测定
10.3.1电泵在额定电压和额定流量下运转1~2h，使电泵达到稳定状态。试验应从功率最小点开始，对离心泵一般从零流量开始，逐步增大至大流量点流量的115%以上。对混流泵、轴流泵或旋涡泵，应从阀门全开状态开始，逐步减少至小流量点流量的85%以下，其间应取至少13个不同的流量点，测点应均匀地分布在整个性能曲线上。对离心泵和旋涡泵应在13点以上；对混流泵和轴流泵应在15点以上。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。工况稳定的判别按表2、表3要求进行。每个工况点应在额定电压下同时测量下列性能参数：对于三相电泵：读取三相电流、输人功率、电源频率、转差、扬程和流量值。对于单相电泵：
a）分相起动和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、扬程和流量值；b）电容运转和电容起动并运转电动机读取输人功率，绕组总电流，定子主、副绕组电流，电源频率，转差，扬程和流量值。
10.3.2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。对电容运转和电容起动并运转的单相电泵应分别读取定子主、副绕组的热态直流电阻，并测定在电容器端电压接近额定工作电压时电容器电流I（A)和用低功率因数瓦特表测量电容器的损耗功率W.(W）。10.3.3对三相电泵，如试验的最大电流值未达到电动机的额定电流时，应在测定电阻后立即逆转水泵，使试验电流达到额定电流或额定电流的1.25倍之间再测量2～3点。对采取逆转仍不能达到额定电流值的电泵以及不能逆转的电泵，应另配负载，如另配水泵或采用电动机对拖的方法等另做电动机负载试验。
10.4试验结果的计算
10.4.1三相电动机特性计算
a）机械耗Prw和额定电压时的铁耗Pre由空载试验求得；b）定子绕组I\R损耗Peun按公式（19）、公式（20)计算：Peu! = 3Rref
Rre = RK,+0
式中：I1-—定子相电流.A;
Rirer——折算到基准工作温度时定子绕组的相电阻，Q；498
·（19）
··（20)
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实际冷态时定子绕组的电阻三相平均值，2：基准工作温度，C；各类电机的基准工作温度值见表5。表5电动机的基准工作温度
电动机类型
小型潜水电泵
并用潜水电动机
充水式
充油式
充水式
充油式
屏蔽式
绝缘材料或绝缘等级
聚乙烯、聚氯乙烯
E、B级
聚乙烯、聚氯乙烯和交联聚乙烯E、B级
F、H级
c）折算至基准工作温度时电动机的转差率Srer按公式（21)计算：K.+ eref
Srer = S.
K+ 0 + 0
式中：Srt
折算至基准工作温度时电动机的转差率，%；实测转差率，%。
采用感应线圈法时按公式（22)计算：N
×100%
式中：N—检流计光点摆动或示波器波形全摆动的次数，次；t
摆动N次需要的时间，s；
电源频率实测值，Hz。
d）转子绕组的I2R损耗Peu2按公式（23)计算：Peuz Srer(Pi - Peul - PFe)
e）输出功率P2按公式（24)计算：P2 =P,ZP
=Pi—(PFe + Pw + Peu + Peuz +P,)式中：P,—电动机输人功率,W。f）电动机效率7m按公式（25）计算：P
g）功率因数cos按公式（26)计算：cosd=
×100%
V3·UilL
式中：U—
线电压，V；
一定子线电流，A。
10.4.2单相电动机特性计算
a）额定电压时的铁耗Pre和机械耗Prw，由空载试验求得：b）定子绕组I?R损耗Peui按公式（27）～公式（32)计算：分相起动和电容起动的电动机：Peul = I?· Rmref
Ka+Oref
Rmrer = Rmo K. + 0。
式中：Peul—定子绕组I2R损耗，W；基准工作温度/℃C
.（21)
·（22)
·（23）
·（24）
+（25）
......*( 26 )
·（27)
定子绕组电流，A；
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折算到基准工作温度时定子主绕组的电阻，2；Rmo—实际冷态时定子主绕组的电阻,Q。电容运转和电容起动并运转的电动机：Peui I· Rmref + I?· (Raref + R。)K.+ere
Rmrer = Rmo K+
K+eref
Rret = R.o K+e
式中：Im—主绕组电流，A；
副绕组电流，A；
Raref折算到基准工作温度时副绕组的电阻,QR.实际冷态时定子副绕组的电阻,；R电容器等效电阻.a。
c）转差率Srer的计算同10.4.1中的c)项d）转子绕组I\R损耗Peuz按公式（33）～公式（36)计算：分相起动和电容起动的电动机：Paa = St (P, - Pal - Pro)+ TR - (.++*+*2)K +Oref.
电容运转和电容起动并运转的单相电动机：Peuz =Srer · (Pr -- Peul — PFe) 1+[+(K·I)2 -- 2K. I,·Im· sing].R2·K.+ eef.
.1- s.
,+ 20+8:2 S.
p arccos
式中：Φ—
电容运转电动机主、副绕组电流间的相角差，（°）,0<<180°转子绕组R损耗，W；
定子绕组总电流，A；
R2—一负载试验时转子绕组等值电阻，Q。R2
Rm·R20
式中：Rm一负载试验后测得的定子主绕组电阻，2；e）输出功率P，按公式(37)计算：P2 P, - ZP= P-(Pre +Pfw + Peui + Peu2 + P,)式中：P
电动机输出功率，W；
f）电动机效率nm按公式（38)计算：m
式中：nm—电动机效率，%。
g）功率因数cos按公式（39)计算：500
2×100%
·（29 ）
·（30)bzxz.net
.( 31)
·（32）
·（33）
·（34）
·（35）
（36）
（37）
（38）
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