《石油天然氣鉆采設(shè)備電動壓裂泵送設(shè)備用 主驅(qū)動異步電動機》

ICS75.180.10CPI

E92

團體標準

T/CPIXXXX—202X

石油天然氣鉆采設(shè)備電動壓裂泵送

設(shè)備用主驅(qū)動異步電動機

Maindriveasynchronousmotorforelectricfracturingpump

（征求意見稿）

202X-XX-XX發(fā)布202X-XX-XX實施

中國石油和石油化工設(shè)備工業(yè)協(xié)會

石油天然氣鉆采設(shè)備電動壓裂泵送設(shè)備用

主驅(qū)動異步電動機

1范圍

本文件規(guī)定了石油天然氣鉆采設(shè)備電動壓裂泵送設(shè)備用主驅(qū)動異步電動機（以下簡稱電

機）的運行條件，電機與變頻控制系統(tǒng)的信息交流，技術(shù)要求，試驗要求，檢驗規(guī)則，出廠

文件，標志、包裝、運輸與貯存。

本文件適用于石油天然氣鉆采設(shè)備電動壓裂泵送設(shè)備用主驅(qū)動異步電動機。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期

的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括

所有的修改單）適用于本文件。

GB/T755-2019旋轉(zhuǎn)電機定額和性能

GB/T1971-2021旋轉(zhuǎn)電機線端標志與旋轉(zhuǎn)方向

GB/T2900.1-2008電工術(shù)語基本術(shù)語

GB/T2900.25-2008電工術(shù)語旋轉(zhuǎn)電機

GB/T4942-2021旋轉(zhuǎn)電機整體結(jié)構(gòu)的防護等級（IP代碼）分級

GB/T9239.1-2006機械振動恒態(tài)(剛性)轉(zhuǎn)子平衡品質(zhì)要求第1部分：規(guī)范與平衡允

差的檢驗

GB/T10068-2020軸中心高為56mm及以上電機的機械振動振動的測量、評定及限值

GB/T10069.1-2006旋轉(zhuǎn)電機噪聲測定方法及限值第1部分：旋轉(zhuǎn)電機噪聲測定方法

GB/T10069.3-2008旋轉(zhuǎn)電機噪聲測定方法及限值第3部分:噪聲限值

GB/T12351-2008熱帶型旋轉(zhuǎn)電機環(huán)境技術(shù)要求

GB/T12665-2017電機在一般環(huán)境條件下使用的濕熱試驗要求

GB/T14711-2013中小型旋轉(zhuǎn)電機通用安全要求

GB/T21209-2017用于電力傳動系統(tǒng)的交流電機應(yīng)用導則

GB/T22670-2018變頻器供電三相籠型感應(yīng)電動機試驗方法

GB/T25442-2018旋轉(zhuǎn)電機（牽引電機除外）確定損耗和效率的試驗方法

GB/T30121-2013工業(yè)鉑熱電阻及鉑感溫元件

JB/T4159-2013熱帶電工產(chǎn)品通用技術(shù)要求

T/CPI11008-2021石油天然氣鉆采設(shè)備全電動壓裂成套裝備應(yīng)用技術(shù)規(guī)范

T/CPI11001-2021石油天然氣鉆采設(shè)備全電動壓裂成套裝備制造與配套技術(shù)規(guī)范

3術(shù)語和定義

下列術(shù)語和定義適用于本文件。

1

GB/T755-2019、GB/T2900.1-2008、T/CPI11001-2021、T/CPI11008-2021界定的術(shù)

語和定義適用于本文件。

3.1

典型值typicalvalue

最初4臺電機（其中1臺進行型式試驗）參數(shù)的平均值。

4運行條件

電機在下列使用環(huán)境和條件下應(yīng)能正常工作：

——海拔高度：≤1200m。當海拔超過1200m時，海拔高度每增加300m或增加值不足300

m，則電流定額減少1%；[IEEEStd11-2000，Altitude1.3.1]

——環(huán)境溫度：-20℃～+45℃；如果環(huán)境溫度超出上述溫度范圍，則應(yīng)根據(jù)實際情況確

定電機部件的機械性能和溫升限值。

——空氣相對濕度：最高相對濕度95％（在25℃）；

——振動：安裝底座處，當振動頻率范圍為10Hz～150Hz時，最大徑向振動加速度2g；

——露天安裝和運行。

5電機與變頻控制系統(tǒng)信息交流

——變頻控制系統(tǒng)應(yīng)向電機提供變頻器的開關(guān)頻率、峰值電壓、電壓變化率、母線電壓、

接地保護方式等參數(shù)；

——電機應(yīng)向變頻控制系統(tǒng)提供在不同磁通下的等效電路參數(shù)，包括定子電阻、轉(zhuǎn)子電

阻、定子漏感、轉(zhuǎn)子漏感、激磁電感；

——電機應(yīng)向變頻器提供在整個應(yīng)用范圍內(nèi)的典型特性曲線，包括轉(zhuǎn)矩、功率、定子電

壓、定子電流與轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系；

——電機應(yīng)向變頻控制系統(tǒng)提供電機速度傳感器、溫度傳感器、輔助控制等信息；

——考慮泵的輸入功率比較大，電機和變頻控制系統(tǒng)可考慮設(shè)計為多相電機和多相控制

系統(tǒng)。

6技術(shù)要求

6.1安全要求

6.1.1電機的外殼防護等級應(yīng)不低于IP44，接線盒外殼的防護等級不應(yīng)低于IP55。防護型

式的定義及技術(shù)要求應(yīng)符合GB/T4942-2021的規(guī)定。

6.1.2電機采用IC06強迫通風空氣冷卻方式時，位于露天位置的進風口和出風口，應(yīng)保證

在電機工作時也可以防止雨水進入電機內(nèi)部或防止雨水的進入量不影響電機正常工作。

6.1.3電機的絕緣系統(tǒng)不應(yīng)低于H級。

6.1.4電機的絕緣系統(tǒng)應(yīng)考慮電機與變流器之間的電纜連接長度對電機端子處峰值電壓的

影響。

6.1.5電機內(nèi)部應(yīng)設(shè)置電加熱器。電加熱器的容量應(yīng)能使機殼內(nèi)部溫度高于機殼外部溫度

5K，并應(yīng)使加熱溫度不超過附近絕緣的允許溫度。

6.1.6電機傳動端軸伸部位的徑向跳動量不大于0.05mm。

2

6.1.7轉(zhuǎn)子許用剩余不平衡量不應(yīng)低于GB/T9239.1-2006規(guī)定的G2.5級要求。

6.1.8接線盒內(nèi)電氣間隙和爬電距離滿足GB/T14711-2013項11的要求。

6.1.9接線盒內(nèi)應(yīng)有輔助接線端子定義圖，接線盒內(nèi)的接線端子及線號標識應(yīng)完整、清晰、

準確。

6.1.10接線盒應(yīng)設(shè)有防止內(nèi)部冷凝積水的排水裝置。

6.1.11接線盒外殼的明顯位置應(yīng)有“通電時禁止打開接線盒”的警告牌，或設(shè)置聯(lián)鎖裝置，

保證電源接通時接線盒不能打開，接線盒打開后電源不能接通。

6.1.12安裝在電機側(cè)面的主電源接線盒，其外殼應(yīng)能承受最高140MPa的高壓液體泄漏時

的沖擊。

6.1.13電機機座、接線盒外殼應(yīng)有接地導線連接裝置，并用相應(yīng)規(guī)格的接地導線將接地點

連接，接地點應(yīng)有符號或圖形標志。接地導線及接線端子應(yīng)符合GB/T755-2019的規(guī)定。

6.1.14電機兩端軸承應(yīng)裝有PT100溫度傳感器，溫度傳感器的測溫部位應(yīng)接近軸承外圈。

6.1.15電機定子繞組應(yīng)裝有PT100溫度傳感器，每相繞組至少安裝一個。

6.1.16采用獨立冷卻風機，且冷卻風機安裝在電機本體上的，主電機應(yīng)配置風壓開關(guān)或風

壓傳感器，用于檢測風機的工作狀態(tài)。

6.1.17電機安裝成橇時必須在電機接地端子上安設(shè)接地線，接地導線的面積應(yīng)符合GB/T

755-2019第11.1的規(guī)定。

6.2性能要求

6.2.1電機的特性參數(shù)

電機的連續(xù)運行輸出功率至少達到電動壓裂泵送設(shè)備最大輸入功率的的60%，有特殊要

求時，按雙方技術(shù)協(xié)議約定執(zhí)行；

電機的最大輸出功率需滿足壓裂泵的最大工作能力，且在最大輸出功率時的持續(xù)運行時

間滿足電動壓裂泵送設(shè)備的運行需求。

電機的輸出特性應(yīng)滿足壓裂泵的工作特性。

6.2.2溫升限值

6.2.2.1連續(xù)定額溫升

溫升試驗時采用電機實際運用的變頻器或性能相近的變頻器供電，電機按連續(xù)定額運行

進行溫升試驗。其溫升限值應(yīng)符合GB/T755-2019的規(guī)定。

6.2.2.2最大功率短時溫升

溫升試驗時采用電機實際運用的變頻器或性能相近的變頻器供電，先按連續(xù)定額運行到

溫度穩(wěn)定后，將輸出功率增加到最大輸出功率，此時開始計時，運行規(guī)定的時間后立即停機，

測量電機的溫升。電機最大功率短時溫升限值可比連續(xù)定額的溫升限值高20K。

6.2.3軸承要求

電機運行時，軸承應(yīng)平穩(wěn)輕快、無卡滯現(xiàn)象，聲音均勻無雜音。

電機軸承溫度在任何時候不超過105℃。

6.2.4特性及其容差

6.2.4.1概述

3

產(chǎn)品技術(shù)條件中應(yīng)包括6.2.4.4規(guī)定的特性曲線。這些被稱作“規(guī)定特性”的曲線，應(yīng)

在每個變量的設(shè)計運用限值范圍內(nèi)繪出。

在完成電機型式試驗后，應(yīng)按6.2.4.4的規(guī)定，根據(jù)試驗結(jié)果做出“典型特性”曲線。

若電機在電磁性能上與以前為同樣用戶或同種應(yīng)用而制造的電機相同，除另有協(xié)議外，

一般該電機可采用原有電機的典型特性曲線。此時，可僅用例行試驗來驗證電機是否符合這

些特性。

6.2.4.2基準溫度

不論電機使用哪種絕緣等級，各種特性曲線均應(yīng)在繞組基準溫度為150℃時繪制。該溫

度應(yīng)在特性曲線上注明。

6.2.4.3效率特性

對變頻器供電的交流電動機的效率特性應(yīng)考慮由于變頻器供電產(chǎn)生的諧波引起的損耗。

損耗及其影響參照GB/T21209-2017?？倱p耗的確定按GB/T25442-2018。

6.2.4.4特性曲線

電機規(guī)定的特性和典型特性為變頻器供電下整個工作范圍內(nèi)，線電壓、電流、頻率、平

均轉(zhuǎn)矩、效率與電動機轉(zhuǎn)速的關(guān)系。

電機還應(yīng)繪制出規(guī)定的額定頻率點的空載特性和堵轉(zhuǎn)特性曲線。

6.2.4.5容差

6.2.4.5.1轉(zhuǎn)矩容差

對應(yīng)特性曲線上0～90%最大轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)任一點，輸入功率為規(guī)定值時，輸出轉(zhuǎn)矩不應(yīng)

小于95%的規(guī)定值。

6.2.4.5.2效率容差

在額定定額時測得的電機效率容差為10%（1-），為規(guī)定的額定效率（電機額定功率

大于150kW）。

6.2.4.5.3空載電流容差

電機空載運行，在額定頻率或50Hz頻率點，電壓為特性曲線上對應(yīng)頻率的電壓，所測

得的空載電流不應(yīng)偏離典型值的±10%。

6.2.4.5.4堵轉(zhuǎn)電流容差

堵住轉(zhuǎn)子，加上一個能產(chǎn)生接近保證定額電流的電壓。該電壓值應(yīng)在被試的第一臺電機

中確定，并在隨后的所有電機試驗中采用。

電機的堵轉(zhuǎn)電流不應(yīng)偏離典型值的±5%。

6.3絕緣性能

6.3.1絕緣電阻

電機繞組的冷態(tài)絕緣電阻應(yīng)不低于20MΩ。

電機繞組的絕緣電阻在熱狀態(tài)時或溫升試驗后應(yīng)不低于公式（1）所求得的數(shù)值。

R=U/(1000+P/100)………………（1）

4

式中：

R—繞組絕緣電阻，單位為兆歐（MΩ）；

U—繞組額定電壓，單位為伏特（V）；

P—額定功率，單位為千瓦（kW）。

6.3.2耐電壓強度

電機的定子繞組應(yīng)能承受歷時1min的耐電壓試驗而不發(fā)生擊穿，試驗電壓的頻率為

50Hz，并盡可能為正弦波形。驗收時不應(yīng)對繞組再重復進行全值電壓的耐電壓試驗。然而

在用戶堅持下而進行第二次試驗時（如認為必要應(yīng)進一步烘干后進行）,其試驗電壓按公式

（2）的80%執(zhí)行。

試驗時應(yīng)在每個繞組和機座之間依次施加試驗電壓，此時不參與試驗的繞組均與機座連

接。定子繞組對地耐壓試驗使用工頻電源。

試驗電壓為按公式（2）計算出電壓值（有效值）。

Uiso=2×UN+1000………………（2）

式中：

Uiso——耐壓試驗值，單位為伏特（V）。

UN——電機的額定電壓（有效值），單位為伏特（V）。

試驗電壓應(yīng)逐漸施加，初始電壓不應(yīng)超過最終值的1/2，然后均勻地或以每步不超過全

值5%逐步增加至全值，電壓從半值增加至全值的時間應(yīng)不少于10s，達到全值后，應(yīng)保持

60s。

6.3.3匝間絕緣耐電壓強度

電機的定子繞組應(yīng)能承受匝間耐沖擊電壓試驗而不發(fā)生擊穿。進行耐沖擊電壓試驗時，

其線圈試驗沖擊電壓峰值和試驗方法按GB/T22715的規(guī)定。

6.3.3絕緣防潮能力

電機按照GB/T12665的規(guī)定，經(jīng)過高溫40℃六個周期交變濕熱試驗后應(yīng)滿足下列要

求：

繞組對機座和相互間的絕緣電阻按下式確定：

………………（3）

R=

式中：R—電阻繞組的絕緣電阻，單位為兆歐（MΩ）；

UN—電機額定電壓，單位為伏特（V）；

PN—電機額定功率，單位為千瓦（kW）；

——電機繞組應(yīng)能承受6.3.2規(guī)定試驗電壓值的80%，歷時1min而不發(fā)生擊穿；

——電機轉(zhuǎn)動或可動部分零部件不應(yīng)有卡住或影響正常運行的現(xiàn)象，整機應(yīng)能正常運轉(zhuǎn)；

——電機表面防銹處理件的外觀應(yīng)不低于JB/T4159-2013項5.4中的3級要求；

——電機表面油漆外觀和附著力應(yīng)不低于GB/T12351-2008項5.4中的2級要求，附著

力應(yīng)不低于G2級要求；

——絕緣材料、塑料等零部件不應(yīng)有變形、發(fā)粘、開裂等現(xiàn)象；

——潤滑脂不應(yīng)出現(xiàn)乳化、變質(zhì)和泄露等現(xiàn)象。

6.4超速

5

電機在熱態(tài)空載下，應(yīng)能承受提高轉(zhuǎn)速至最大工作轉(zhuǎn)速的1.2倍歷時2min而不發(fā)生有

害變形，且能通過6.3.2和6.3.3規(guī)定的耐電壓試驗。

做超速例行試驗時，為避免高速空載運行對滾動軸承的損害，可做必要的預(yù)防。如降低

試驗轉(zhuǎn)速，但不應(yīng)低于最大工作轉(zhuǎn)速。

6.5振動限值

電機空載運行，采用正弦電源供電，測量電機的低速點、額定點、恒功最高轉(zhuǎn)速點和最

高轉(zhuǎn)速點的振動速度值。在試驗臺上剛性安裝和自由放置時，電機的振動速度限值應(yīng)符合

GB/T10068-2020表1的規(guī)定。

6.6電機噪音

此處的電機噪聲是指電機本身的噪音，不含可獨立運行的冷卻設(shè)備。

電機空載運行，采用正弦電源供電，測量電機的低速點、額定點、恒功最高轉(zhuǎn)速點和最

高轉(zhuǎn)速點的噪音。電機A計權(quán)聲功率級噪聲限值應(yīng)符合GB/T10069.3-2008表1的規(guī)定。

6.7定子繞組冷態(tài)直流電阻

定子繞組的冷態(tài)直流電阻不得偏離典型值的±5%。

所有的電阻值應(yīng)換算至基準溫度20℃。

6.8旋轉(zhuǎn)方向

電機應(yīng)配備接線指示圖，能夠明確指出電機的相序與電源相序之間的轉(zhuǎn)向關(guān)系，電機上

應(yīng)標識相序與轉(zhuǎn)向。按電機出線端標志接線，當出線端標志的字母順序與三相電源的相序相

同時，從傳動端看，電機的旋轉(zhuǎn)方向與轉(zhuǎn)向標識的方向相同。

6.9傳感器功能檢查

6.9.1溫度傳感器功能

當電機配備溫度傳感器時，應(yīng)測量并記錄溫度傳感器的電阻值，并依據(jù)GB/T30121-2013

換算至溫度值，其換算溫度與環(huán)境溫度偏差不應(yīng)超過±3℃。

6.9.2速度傳感器（若有）功能

安裝在電機上的速度傳感器的工作電壓、相位差、輸出電平應(yīng)符合供需雙方協(xié)商確定的

技術(shù)要求。

6.10電機質(zhì)量

除非另有規(guī)定，電機的質(zhì)量應(yīng)在給定值的±5%范圍內(nèi)，給定值由電機設(shè)計完成后供需

雙方協(xié)商確定。

7試驗要求

7.1外觀檢查

電機的外觀和裝配質(zhì)量檢查，包括對電機的外形與安裝尺寸、零部件裝配的正確性、金

屬鍍層、表面涂層等的檢查。

標識內(nèi)容正確性檢查，包括緊固件防松標識、接地標識、相序標識、旋轉(zhuǎn)方向標識、警

6

示標識。

7.2絕緣電阻測定

測量定子繞組絕緣電阻按照GB/T22670-2018中5.1的規(guī)定進行測量和選擇絕緣電阻表。

測量溫度傳感器、速度傳感器（若有）、軸承的絕緣電阻，選用DC500V的絕緣電阻表。

測量軸承絕緣電阻時，若電機安裝接地裝置，則斷開接地裝置進行測量。

7.3定子繞組冷態(tài)直流電阻測定

測量電阻時，應(yīng)將電機在室內(nèi)放置一段時間，使繞組溫度與環(huán)境空氣溫度的差值不超過

4K。

三相電阻值與三相電阻的平均值之差不超過平均值的±2%，否則應(yīng)檢查電機接線是否

正確。

7.4旋轉(zhuǎn)方向的檢查

按電機出線端標志接線，當出線端標志的字母順序與三相電源的電壓相序相同時，從傳

動端看，電機的旋轉(zhuǎn)方向應(yīng)與轉(zhuǎn)向標識相同。

7.5空載試驗

按照GB/T22670-2018中第6章的規(guī)定進行，采用正弦電源供電，電機空載運行。

型式檢驗：測量電機的空載特性曲線。如果是多相電機，除了測量電機全部繞組通電時

的空載特性曲線外，還需測量只有三相通電時的空載特性曲線。

出廠檢驗：可測量額定頻率或50Hz頻率時，規(guī)定電壓下的空載電流、輸入功率。如果

是多相電機，可只測量3相繞組通電時的空載電流、輸入功率。

7.6傳感器功能檢查

7.6.1溫度傳感器功能檢查

電機在冷態(tài)下，測量并記錄所有溫度傳感器的電阻值，并依據(jù)GB/T30121-2013換算至

溫度值，并記錄環(huán)境溫度。

7.6.2速度傳感器（若有）功能檢查

測定電機轉(zhuǎn)向后，給速度傳感器通電，測試相位差、信號時序和輸出電壓。

7.7堵轉(zhuǎn)試驗

按照GB/T22670-2018第7章進行，采用正弦電源供電，堵住轉(zhuǎn)子。

型式檢驗：給定頻率、施加電壓至電流為規(guī)定的電流值，測定電流、輸入功率、轉(zhuǎn)矩與

堵轉(zhuǎn)電壓的曲線。如果是多相電機，除了測量多相通電時的堵轉(zhuǎn)特性曲線外，還需測量三相

通電時的堵轉(zhuǎn)特性曲線。

出廠檢驗：可測量額定頻率或50Hz頻率時，規(guī)定的堵轉(zhuǎn)電壓、堵轉(zhuǎn)電流、輸入功率和

堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩。如果是多相電機，可只測量3相繞組通電時的堵轉(zhuǎn)電流、輸入功率和堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩。

7.8溫升試驗

按照6.2.2的要求和GB/T22670-2018第11章的規(guī)定進行。

7.9特性試驗

7

特性試驗按照GB/T22670-2018中8.4進行。

7.10超速試驗

按照6.4要求進行。

7.11振動測量

按照6.5的要求和GB/T10068-2020規(guī)定進行。

7.12噪聲測量

按照6.6的要求和GB/T10069.1-2006規(guī)定進行。

7.13定子繞組對地耐壓試驗

試驗時應(yīng)在定子繞組和機座之間施加試驗電壓，型式檢驗時電機處于熱態(tài)，出廠檢驗時

電機可處于冷態(tài)。試驗按6.3.2要求進行。

7.14匝間耐電壓試驗

匝間耐壓試驗采用脈沖耐壓的方法，型式檢驗時電機處于熱態(tài)，出廠檢驗時電機可處于

冷態(tài)。耐壓試驗按本文件6.3.3的要求進行。

7.15稱重

采用符合量程要求的秤對電機進行稱重。

7.16濕熱試驗

按本文件的6.3.4的要求進行。

8檢驗規(guī)則

8.1檢驗分類

電機的檢驗分為型式檢驗、出廠檢驗。

8.2型式檢驗

型式檢驗在出廠檢驗的合格品中抽樣。

在下列情況下應(yīng)進行型式檢驗：

a）新產(chǎn)品定型時；

b）產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、材料、生產(chǎn)工藝有重大改變，可能影響其性能及運行安全時；

c）停產(chǎn)2年以上再生產(chǎn)時；

d）已定型產(chǎn)品轉(zhuǎn)廠生產(chǎn)時；

e）連續(xù)生產(chǎn)5年時。

8.3出廠檢驗

出廠檢驗用來驗證每臺電機已正確組裝，能夠承受相應(yīng)的耐壓試驗，并且在機械和電氣

方面處于良好的工作狀態(tài)。出廠檢驗應(yīng)對每一臺電機進行。

為了減少溫度變化所帶來的影響，對所有的電機均應(yīng)按相同順序進行試驗。

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8.4檢驗項目

電機的檢驗項目見表1。

表1電機的檢驗項目

技術(shù)要求檢驗方法

序號檢驗項目型式檢驗出廠檢驗

對應(yīng)的條款對應(yīng)的條款

1外觀檢查6.17.1√√

2絕緣電阻的測定6.3.17.2√√

3定子繞組冷態(tài)直流電阻的測定6.77.3√√

4旋轉(zhuǎn)方向的檢查6.87.4√√

5空載試驗6.2.3.5.37.5√√

6溫度傳感器檢查6.9.17.6.1√√

7速度傳感器（若有）功能檢查6.9.17.6.2√√

8堵轉(zhuǎn)試驗6.2.3.5.47.7√√

9溫升試驗6.2.27.8√-

10特性試驗6.2.37.9√-

11超速試驗6.47.10√√

12振動測量6.57.11√√

13噪聲測量6.67.12√-

14對地耐壓試驗6.3.27.13√√

15匝間耐電壓試驗6.3.37.14√-

16稱重6.107.15√-

17濕熱試驗6.4.37.16*-

注：“√”為應(yīng)做的項目；“-”為不需要做的項目；“*”為供需雙方協(xié)商性項目。

9出廠文件

9.1文件要求

9.1.1總則

本部分所述的文件是電機出廠驗收的組成部分，一般應(yīng)為文本