T/CPI 11034—2024
石油天然气钻采设备电动压裂泵送设备用主驱动异步电动机
Main drive asynchronous motor for electric fracturing pumping unit
2024 07 01 发布2024 09 01 实施
中国石油和石油化工设备工业协会 发布
I
目 次
前言…………………………………………………………………………………………………………… Ⅲ
1 范围 ……………………………………………………………………………………………………… 1
2 规范性引用文件 ………………………………………………………………………………………… 1
3 术语和定义 ……………………………………………………………………………………………… 1
4 运行条件 ………………………………………………………………………………………………… 2
5 功率等级 ………………………………………………………………………………………………… 2
6 电机制造方与变频控制系统制造方的信息交流 ……………………………………………………… 2
7 技术要求 ………………………………………………………………………………………………… 2
7.1 安全要求 …………………………………………………………………………………………… 2
7.2 性能要求 …………………………………………………………………………………………… 3
7.3 绝缘性能 …………………………………………………………………………………………… 4
7.4 超速 ………………………………………………………………………………………………… 5
7.5 振动限值 …………………………………………………………………………………………… 5
7.6 电机噪声 …………………………………………………………………………………………… 5
7.7 定子绕组冷态直流电阻 …………………………………………………………………………… 5
7.8 旋转方向 …………………………………………………………………………………………… 6
7.9 温度传感器 ………………………………………………………………………………………… 6
7.10 速度传感器 ………………………………………………………………………………………… 6
7.11 电机质量 …………………………………………………………………………………………… 6
8 试验 ……………………………………………………………………………………………………… 6
8.1 外观检查 …………………………………………………………………………………………… 6
8.2 温升试验 …………………………………………………………………………………………… 6
8.3 特性试验 …………………………………………………………………………………………… 6
8.4 空载试验 …………………………………………………………………………………………… 6
8.5 堵转试验 …………………………………………………………………………………………… 7
8.6 绝缘电阻测定 ……………………………………………………………………………………… 7
8.7 定子绕组对地耐压试验 …………………………………………………………………………… 7
8.8 匝间耐电压试验 …………………………………………………………………………………… 7
8.9 湿热试验 …………………………………………………………………………………………… 7
8.10 超速试验 …………………………………………………………………………………………… 7
8.11 振动测量 …………………………………………………………………………………………… 7
8.12 噪声测量 …………………………………………………………………………………………… 7
8.13 定子绕组冷态直流电阻测定 ……………………………………………………………………… 7
II
8.14 旋转方向的检查 …………………………………………………………………………………… 7
8.15 温度传感器检查 …………………………………………………………………………………… 8
8.16 速度传感器检查 …………………………………………………………………………………… 8
8.17 称重 ………………………………………………………………………………………………… 8
9 检验规则 ………………………………………………………………………………………………… 8
9.1 检验分类 …………………………………………………………………………………………… 8
9.2 型式检验 …………………………………………………………………………………………… 8
9.3 出厂检验 …………………………………………………………………………………………… 8
9.4 检验项目 …………………………………………………………………………………………… 8
10 出厂文件………………………………………………………………………………………………… 9
10.1 文件要求 …………………………………………………………………………………………… 9
10.2 文件配备 …………………………………………………………………………………………… 9
11 标志和包装运输………………………………………………………………………………………… 9
11.1 标志 ………………………………………………………………………………………………… 9
11.2 包装运输 …………………………………………………………………………………………… 10
III
前 言
本文件按照GB/T 1.1—2020《标准化工作导则 第1 部分：标准化文件的结构和起草规则》的
规定起草。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。
本文件由中国石油和石油化工设备工业协会提出并归口。
本文件起草单位：中车永济电机有限公司、西安中车永电智慧驱动有限责任公司、中国石油和石
油化工设备工业协会、中石化四机石油机械有限公司、宝鸡石油机械有限责任公司。
本文件主要起草人：刘志刚、宋志龙、孙强、刘珀、廖丽华、张金玲、李哲、汪满、雷晓林、戴
启平、袁畅。
1
石油天然气钻采设备电动压裂泵送设备用主驱动异步电动机
1 范围
本文件规定了石油天然气钻采设备电动压裂泵送设备用主驱动异步电动机（以下简称电机）的运
行条件、电机制造方与变频控制系统制造方的信息交流、技术要求、试验、检验规则、出厂文件、标
志和包装运输。
本文件适用于石油天然气钻采设备电动压裂泵送设备用主驱动异步电动机的设计、制造和检验。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文
件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适
用于本文件。
GB/T 755—2019 旋转电机 定额和性能
GB/T 1971—2021 旋转电机 线端标志与旋转方向
GB/T 2900.1—2008 电工术语 基本术语
GB/T 4942 旋转电机整体结构的防护等级（IP 代码） 分级
GB/T 9239.1—2006 机械振动 恒态（刚性）转子平衡品质要求 第1 部分：规范与平衡允差
的检验
GB/T 10068—2020 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
GB/T 10069.1 旋转电机噪声测定方法及限值 第1 部分：旋转电机噪声测定方法
GB/T 10069.3—2008 旋转电机噪声测定方法及限值 第3 部分：噪声限值
GB/T 12665 电机在一般环境条件下使用的湿热试验要求
GB/T 14711—2013 中小型旋转电机通用安全要求
GB/T 21209 用于电力传动系统的交流电机 应用导则
GB/T 22670—2018 变频器供电三相笼型感应电动机试验方法
GB/T 22715 旋转交流电机定子成型线圈耐冲击电压水平
GB/T 25442 旋转电机（牵引电机除外）确定损耗和效率的试验方法
GB/T 30121—2013 工业铂热电阻及铂感温元件
JB/T 4159—2013 热带电工产品通用技术要求
T/CPI 11001—2021 石油天然气钻采设备 全电动压裂成套装备制造与配套技术规范
T/CPI 11008—2021 石油天然气钻采设备 全电动压裂成套装备应用技术规范
3 术语和定义
GB/T 755—2019、GB/T 2900.1—2008、T/CPI 11001—2021、T/CPI 11008—2021 界定的以及下
列术语和定义适用于本文件。
2
3.1
典型值 typical value
电机最初四台电机（其中一台进行型式试验）参数的平均值，这些参数包括空载电流、堵转电
流、绕组冷态直流电阻。
4 运行条件
电机在下列使用环境和条件下应能正常工作：
——海拔高度：≤ 2000m ；
——环境温度：-20℃～ 45℃ ；
——空气相对湿度：最湿月的月平均最大相对湿度为95％（该月月平均最低温度不高于25℃）；
——振动：径向振动加速度≤ 2g ；
——露天安装和运行。
5 功率等级
电机功率与泵功率的对照见表1，电机功率选择时宜从表1 中选取。
表1 电机与泵对应的标准功率等级
泵的功率，kW（hp） 1860（2500） 2090（2800） 2240（3000） 2460（3300） 2610（3500） 2980（4000）
电机的功率，kW 1960 2200 2360 2590 2750 3140
泵的功率，kW（hp） 3730（5000） 4180（5600） 4470（6000） 4920（6600） 5220（7000） 5960（8000）
电机的功率，kW 3930 4400 4710 5180 5500 6280
6 电机制造方与变频控制系统制造方的信息交流
—— 变频控制系统制造方应向电机制造方提供变频器的开关频率、峰值电压、电压变化率、母线
电压、接地保护方式；
—— 电机制造方应向变频控制系统制造方提供在不同磁通下的等效电路参数，包括定子电阻、转
子电阻、定子漏感、转子漏感、激磁电感；
—— 电机制造方应向变频控制系统制造方提供电机在整个应用范围内的特性曲线，包括输出转
矩、输出功率、线电压、线电流与电机转速之间的关系；
—— 电机制造方应向变频控制系统制造方提供电机速度传感器、温度传感器及其他辅助电气的
信息；
—— 考虑泵的输入功率比较大，电机制造方和变频控制系统制造方宜考虑设计为多相电机和多相
控制系统。
7 技术要求
7.1 安全要求
7.1.1 电机的外壳防护等级应不低于IP44，接线盒外壳的防护等级应不低于IP55。防护型式的定义
3
及技术要求应符合GB/T 4942 的规定。
7.1.2 采用IC06 冷却方式的电机，位于露天位置的进风口和出风口应能保证雨水的进入量不使电机
的冷态绝缘电阻低于20MΩ。
7.1.3 电机的绝缘等级不应低于H 级。
7.1.4 电机的绝缘系统应考虑电机与变频器之间的电缆连接长度对电机端子处峰值电压的影响。
7.1.5 电机内部应设置电加热器。电加热器的功率应能使机壳内部温度高于机壳外部温度5℃，电加
热器温度不超过附近绝缘的允许温度。
7.1.6 电机传动端轴伸部位的径向跳动量不大于0.05mm。
7.1.7 转子许用剩余不平衡量不应低于GB/T 9239.1—2006 中6.2 规定的G2.5 级。
7.1.8 接线盒内电气间隙和爬电距离应满足GB/T 14711—2013 中第11 章的要求。
7.1.9 接线盒内应有辅助接线端子定义图，接线盒内的接线端子及线号标识应完整、清晰、准确。
7.1.10 接线盒应设有排水装置，防止接线盒内部冷凝积水。
7.1.11 接线盒外壳的明显位置应有“通电时禁止打开接线盒”的警告牌，或设置联锁装置，保证电
源接通时接线盒不能打开，接线盒打开后电源不能接通。
7.1.12 安装在电机侧面的接线盒，其外壳材料宜采用厚度为6mm 及以上的钢板。
7.1.13 电机机座、接线盒外壳应有接地导线连接装置，并用相应规格的接地导线将接地点连接，接
地点应有符号或图形标志。接地导线及接线端子应符合GB/T 755—2019 中11.1 的规定。
7.1.14 电机两端轴承应装有温度传感器，温度传感器的测温部位应接近轴承外圈。
7.1.15 电机定子绕组应装有温度传感器，每相绕组至少安装一个温度传感器。
7.1.16 采用独立冷却风机时，且冷却风机安装在电机本体上的，主电机应配置风压开关或风压传感
器，用于检测风机的工作状态；采用水冷方式时，主电机铭牌应注明冷却液名称、流量和压力。
7.1.17 电机安装成橇时，必须在电机接地端子上安设接地线，接地导线的面积应符合GB/T 755—
2019 中11.1 的规定。
7.2 性能要求
7.2.1 电机的特性参数
电机的连续运行输出功率不低于电动压裂泵送设备最大输入功率的80%。
电机的最大输出功率应满足压裂泵的最大工作能力，且最大输出功率持续运行时间满足电动压裂
泵送设备的运行需求。
电机的输出特性应满足压裂泵的工作特性。
7.2.2 温升限值
7.2.2.1 连续定额温升
电机的连续定额温升限值应符合GB/T 755—2019 中8.10 的规定。
7.2.2.2 最大功率短时温升
电机按连续定额运行到温度稳定后，输出功率增加到最大，运行至少15min 后电机的温升为最大
功率短时温升。电机最大功率短时温升限值可比连续定额的温升限值高20K。
7.2.3 轴承要求
电机运行时，轴承应平稳轻快、无卡滞现象，声音均匀、无异音，轴承温度不应超过105℃。
4
7.2.4 特性
电机由变频器供电，整个工作范围内，线电压、线电流、频率、输出转矩、效率与转速的关系为
电机的特性。各种特性曲线均应在绕组基准温度为150℃时绘制，该温度应在特性曲线上注明。
变频器供电的交流电动机的效率特性应考虑由于变频器供电产生的谐波引起的损耗。损耗及其影
响参照GB/T 21209。总损耗的确定按GB/T 25442 的规定执行。
在完成电机型式试验后，根据试验结果做出特性曲线。
电机还应绘制出额定频率点的空载特性和堵转特性曲线。
7.2.5 容差
7.2.5.1 转矩容差
对应特性曲线上0 ～ 90% 最大转速范围内任一点，输入功率为规定值时，输出转矩不应小于
95% 的规定值。
7.2.5.2 效率容差
在额定定额时测得的电机效率容差为10%（1-η），η 为规定的额定效率（电机额定功率大于
150kW）。
7.2.5.3 空载电流容差
电机空载运行，在额定频率或50Hz 频率点，所测得的空载电流不应偏离典型值的±10%。
7.2.5.4 堵转电流容差
堵住转子，在额定频率或50Hz 频率点，所测的堵转电流不应偏离典型值的±5%。
7.3 绝缘性能
7.3.1 绝缘电阻
电机绕组的冷态绝缘电阻应不低于20MΩ。
电机绕组的绝缘电阻在热态时或温升试验后应不低于公式（1）所求得的数值：
R=U/（1000+P/100） …………………………………（1）
式中：
R——绕组绝缘电阻，单位为兆欧（MΩ）；
U——绕组额定电压，单位为伏特（V）；
P——额定功率，单位为千瓦（kW）。
7.3.2 对地耐电压强度
电机的定子绕组应能承受历时1min 的耐电压试验而不发生击穿。验收时不应对绕组再重复进行
全值电压的耐电压试验，其试验电压按公式（2）的80% 执行。
试验电压为按公式（2）计算出的电压值（有效值）：
Uiso=2×UN+1000 ……………………………………（2）
5
式中：
Uiso——耐压试验值，单位为伏特（V）；
UN——电机的额定电压（有效值），单位为伏特（V）。
7.3.3 匝间绝缘耐电压强度
电机的定子绕组应能承受匝间耐冲击电压试验而不发生击穿。进行耐冲击电压试验时，其线圈试
验冲击电压峰值按GB/T 22715 的规定执行。
7.3.4 绝缘防潮能力
经过高温40℃六个周期交变湿热试验后应满足下列要求：
——绕组对机座和相互间的绝缘电阻按公式（3）确定：
N
N 1000+ /100
U
R
P
……………………………………（3）
式中：
R——电阻绕组的绝缘电阻，单位为兆欧（MΩ）；
UN——电机额定电压，单位为伏特（V）；
PN——电机额定功率，单位为千瓦（kW）。
——电机绕组应能承受7.3.2 计算试验电压值80% 的耐电压试验，历时1min 而不发生击穿。
——电机转动或可动部分零部件不应有卡住或影响正常运行的现象，整机应能正常运转。
——电机表面防锈处理件的外观应不低于JB/T 4159—2013 中5.4 规定的3 级。
——电机表面油漆外观和附着力应不低于JB/T 4159—2013 中5.4 规定的2 级。
——绝缘材料、塑料等零部件不应有变形、发黏、开裂等现象。
——润滑脂不应出现乳化、变质和泄漏等现象。
7.4 超速
电机应能承受提高转速至最大工作转速的1.2 倍历时2min 而不发生有害变形，且能通过7.3.2 和
7.3.3 规定的耐电压试验。
做超速例行试验时，为避免高速空载运行对滚动轴承的损害，可做必要的预防。如降低试验转
速，但不应低于最大工作转速。
7.5 振动限值
测量电机的低速点、额定点、恒功最高转速点和最高转速点的振动速度值。在试验台上刚性安装
和自由放置时，电机的振动速度限值应符合GB/T 10068—2020 中表1 的规定。
7.6 电机噪声
此处的电机噪声是指电机本身的噪声，不含可独立运行的冷却设备。
测量电机的低速点、额定点、恒功最高转速点和最高转速点的A 计权声功率级噪声。噪声限值
应符合GB/T 10069.3—2008 中表1 的规定。
7.7 定子绕组冷态直流电阻
定子绕组的冷态直流电阻不得偏离典型值的±5%。
6
所有的电阻值应换算至基准温度20℃。
7.8 旋转方向
电机应配备接线指示图，能够明确指出电机的相序与电源相序之间的转向关系，电机上应标识相
序与转向。按照标识的相序接线，电机的旋转方向应与标识的转向相符。
7.9 温度传感器
温度传感器宜采用PT100 铂热电阻，其允差等级不应低于GB/T 30121—2013 中表3 规定的B 级，
应检查温度传感器的电阻值并换算至温度值，其换算温度与环境温度偏差不应超过±3℃。
7.10 速度传感器
速度传感器用于检测电机转速，可采用霍尔传感器、编码器、旋转变压器等。速度传感器安装好
后应测量其输出波形，其输出波形应符合速度传感器的技术要求。
7.11 电机质量
电机的质量偏差不应超过给定值的±5%。
8 试验
8.1 外观检查
电机的外观检查包括对电机的外观形状、表面涂层颜色、紧固件防松标识、接地标识、相序标
识、旋转方向标识、警示标识进行目测检查，对安装尺寸进行测量检查。
8.2 温升试验
8.2.1 连续定额温升试验
采用电机实际运用的变频器或性能相近的变频器供电，电机按连续定额运行，按GB/T 22670—
2018 中第11 章的规定进行试验。
8.2.2 最大功率短时温升试验
采用电机实际运用的变频器或性能相近的变频器供电，电机先按连续定额运行到温度稳定，再
将电机的输出功率增加到最大输出功率，此时开始计时，运行规定的时间后立即停机，测量电机的
温升。
8.3 特性试验
特性试验按照GB/T 22670—2018 中8.4 进行。
8.4 空载试验
型式试验时，按照GB/T 22670—2018 中第6 章的规定进行试验。多相电机，除了测量电机全部
绕组通电时的空载特性外，还需测量只有三相通电时的空载特性。
出厂检验时，只测量额定频率或50Hz 频率时，规定电压下的空载电流、输入功率。多相电机可
7
只测量三相绕组通电时的空载电流、输入功率。
8.5 堵转试验
型式试验时，按照GB/T 22670—2018 中第7 章的规定进行试验。多相电机，除了测量多相通电
时的堵转特性外，还需测量只有三相通电时的堵转特性。
出厂检验时，只测量额定频率或50Hz 频率时，规定的堵转电压下的堵转电流、堵转功率和堵转
转矩。多相电机可只测量三相绕组通电时的堵转电流、堵转功率和堵转转矩。
8.6 绝缘电阻测定
定子绕组绝缘电阻按照GB/T 22670—2018 中5.1 的规定进行测量和选择绝缘电阻表。
8.7 定子绕组对地耐压试验
试验时应在定子绕组和机座之间施加试验电压，此时不参与试验的绕组均与机座连接。试验电源
为工频电源，电压波形尽可能为正弦波形。试验电压应逐渐施加，初始电压不应超过最终值的1/2，
然后均匀地或以每步不超过全值5% 逐步增加至全值，电压从半值增加至全值的时间应不少于10s，
达到全值后，应保持1min。型式试验时电机处于热态，出厂检验时电机可处于冷态。
8.8 匝间耐电压试验
匝间耐压试验采用脉冲耐压的方法，型式试验时电机处于热态，出厂检验时电机可处于冷态。试
验方法按GB/T 22715 的规定执行。
8.9 湿热试验
按照GB/T 12665 的规定执行。
8.10 超速试验
按照GB/T 22670—2018 中14.1 的方法进行试验，型式试验时电机处于热态，出厂检验时电机可
处于冷态。
8.11 振动测量
按照GB/T 10068 的规定进行测量。
8.12 噪声测量
按照GB/T 10069.1 的规定进行测量。
8.13 定子绕组冷态直流电阻测定
测量电阻时，应将电机在室内放置一段时间，使绕组温度与环境空气温度的差值不超过4K。
三相电阻值与三相电阻的平均值之差不超过平均值的±2%，否则应检查电机接线是否正确。
8.14 旋转方向的检查
按电机出线端标志接线，当出线端标志的字母顺序与三相电源的电压相序相同时，从传动端看，
检查电机的旋转方向是否与转向标识相同。
8
8.15 温度传感器检查
电机处于冷态，测量并记录所有温度传感器的电阻值，依据GB/T 30121—2013 中的表1 换算至
温度值，并记录环境温度。
8.16 速度传感器检查
测定电机转向后，给速度传感器通电，用示波器测试速度传感器的输出波形并记录波形图像。
8.17 称重
采用符合量程要求的秤对电机进行称重。
9 检验规则
9.1 检验分类
电机的检验分为型式试验和出厂检验。
9.2 型式检验
型式试验在出厂检验的合格品中抽样。
在下列情况下应进行型式试验：
a）新产品定型时；
b）产品结构、材料、生产工艺有重大改变，可能影响其性能及运行安全时；
c）停产两年以上再生产时；
d）已定型产品转厂生产时；
e）连续生产五年时。
9.3 出厂检验
出厂检验用来验证每台电机已正确组装，能够承受相应的耐压试验，并且在机械和电气方面处于
良好的工作状态。出厂检验应对每一台电机进行。
为了减少温度变化所带来的影响，对所有的电机均应按相同顺序进行试验。
9.4 检验项目
电机的检验项目见表2。
表2 电机的检验项目
序号检验项目
技术要求
对应的条款
检验方法
对应的条款
型式检验出厂检验
1 外观检查7.1 8.1 √ √
2 温升试验7.2.2 8.2 √ —
3 特性试验7.2.4 8.3 √ —
4 空载试验7.2.5.3 8.4 √ √
5 堵转试验7.2.5.4 8.5 √ √
9
序号检验项目
技术要求
对应的条款
检验方法
对应的条款
型式检验出厂检验
6 绝缘电阻的测定7.3.1 8.6 √ √
7 对地耐压试验7.3.2 8.7 √ √
8 匝间耐电压试验7.3.3 8.8 √ —
9 湿热试验7.3.4 8.9 * —
10 超速试验7.4 8.10 √ √
11 振动测量7.5 8.11 √ √
12 噪声测量7.6 8.12 √ —
13 定子绕组冷态直流电阻的测定7.7 8.13 √ √
14 旋转方向的检查7.8 8.14 √ √
15 温度传感器检查7.9 8.15 √ √
16 速度传感器检查7.10 8.16 √ √
17 称重7.11 8.17 √ —
注：“√”为应做的项目；“—”为不需要做的项目；“*”为供需双方协商性项目。
10 出厂文件
10.1 文件要求
本章所述的文件是电机出厂验收的组成部分，文件的内容应符合相关标准和产品技术要求的规
定，应简明、准确、真实、完整，易于阅读和理解。文件应采用统一规定的文本文件或格式文件。
10.2 文件配备
电机制造完成后应至少配备以下文件：
——产品用户手册；
——产品合格证；
——检查试验报告；
——外形图；
——包装发运清单。
11 标志和包装运输
11.1 标志
11.1.1 铭牌
铭牌至少标有以下内容：
表2（续）
10
——制造商名称；
——产品名称、型号；
——电机主要参数（输出功率、线电压、线电流、频率、转速、极数、效率、功率因数）；
——电机绝缘等级；
——电机防护等级；
——环境温度；
——重量；
——产品出厂编号及出厂日期。
11.1.2 线端标志和接地标志
线端标志应符合GB/T 1971—2021 中第6 章的规定。接地标志应符合GB/T 14711—2013 中4.7
的规定。
11.1.3 警告标志
在电机接线盒上设有电机通电时禁止打开接线盒的警告标志。
11.2 包装运输
电机的轴伸表面、地脚表面应加防锈及保护措施，凸缘式电机的凸缘加工面应加防锈及保护措
施；电机应安装防止转子轴向窜动的装置；电机应有防雨、防尘和固定的措施。
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