GB/T 21707-2025 变频调速电机绝缘规范

　　ICS 29. 160. 01 CCS K 20

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 21707—2025代替 GB/T21707—2018

　　变频调速电机绝缘规范

　　Insulation specification for frequency conversion machine

　　2025-05-30发布 2025-12-01实施

　　国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会

　　

　　发

　　

　　布

　　GB/T 21707—2025

　　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 技术要求 4

　　5 试验方法与试验设备 7

　　6 检验规则 9

　　附录 A (规范性) 高频冲击试验仪波形参数计量导则 10

　　附录 B (资料性) 高频冲击试验系统及影响因素 12

　　附录 C (资料性) 测试浸渍树脂的挥发分 14

　　附录 D (资料性) 特殊工况下的绝缘结构耐热性评定规程 — 新能源汽车驱动电机绝缘结构

　　耐热性评定示例 15

　　附录 E (资料性) 变频电机绝缘结构的评定规程 19

　　参考文献 22

　　图 1 双极对称方波示意图 3

　　图 2 三电平变频器供电电机端的 5 阶相间电压 3

　　图 A. 1 “畸变 ”波形与标准波形对比示意图 10

　　图 A. 2 接线图 11

　　图 D. 1 诊断试验中的温度循环曲线 17

　　图 E. 1 Ⅰ 型绝缘结构鉴别试验流程 19

　　图 E. 2 Ⅱ 型绝缘结构鉴别试验流程 20

　　表 1 电磁线通用要求 4

　　表 2 漆包铜圆线在高频冲击电源下的寿命 5

　　表 3 漆包铜扁线在高频冲击电源下的寿命 5

　　表 4 绝缘结构在高频冲击电源下的寿命 6

　　表 5 电磁线耐高频冲击试验的波形参数 7

　　表 6 绝缘结构耐高频冲击试验的波形参数 9

　　表 D. 1 驱动电机绕组对地工频耐压限值 15

　　表 D. 2 匝间冲击试验电压限值 16

　　表 D. 3 推荐的老化温度和老化分周期曝露时间 16

　　表 D. 4 试验电压 18

　　表 E. 1 二电平变频器供电的电机绝缘结构各部位试验电压(峰-峰值) 19

　　表 E. 2 应力类型与 IVIC 的关系 20

　　Ⅰ

　　GB/T 21707—2025

　　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 。

　　本文件代替 GB/T 21707—2018《变频调速专用三相异步电动机绝缘规范》,与 GB/T 21707—2018相比 ,除结构调整和编辑性改动外 ,主要技术变化如下 :

　　— 更改了电磁线通用要求(见表 1,2018年版的表 1) ;

　　— 更改并增加了漆包线的耐高频冲击性能的相关技术要求(见表 2、表 3,2018年版的 4. 1. 1. 2) ;

　　— 更改了对地 、相间 、层间绝缘材料的技术条件(见 4. 1. 3,2018年版的 4. 1. 3~4. 1. 5) ;

　　— 增加了电磁线耐高频冲击性能要求(见 4. 2. 4) ;

　　— 更改了电磁线耐高频冲击性能试样制备要求(见 5. 1. 1,2018年版的 4. 3. 1. 1) ;

　　— 增加了绝缘结构耐高频冲击性能评定(见 5. 6) 。

　　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 。

　　本文件由中国电器工业协会提出 。

　　本文件由全国旋转电机标准化技术委员会(SAC/TC26)归 口 。

　　本文件起草单位 :上 海 电 机 系 统 节 能 工 程 技 术 研 究 中 心 有 限 公 司 、SEW-电 机(苏 州) 有 限 公 司 、佳木斯电机股份有限公司 、浙江九洲新能源科技有限公司 、浙江丰球克瑞泵业有限公司 、四川宏华电气有限责任公司 、哈尔滨电气动力装备有限公司 、广东精冷源建设有限公司 、浙江江潮电机实业有限公司 、卧龙电气驱动集团股份有限公司 、卧龙电气南阳防爆集团股份有限公司 、山西电机制造有限公司 、山东华力电机集团股份有限公司 、宁波韵升电驱动技术有限公司 、大连智鼎科技有限公司 、江苏大通机电有限公司 、东方电气集团东方电机有限公司 、杜邦(中国)研发管理有限公司 、上海裕生特种线材有限公司 、华域汽车电动系统有限公司 、博格华纳汽车零部件(武汉)有限公司 、上海电器科学研究所(集团)有限公司 、哈尔滨电气集团先进电机技术有限公司 、江苏大中电机股份有限公司 、中达电机股份有限公司 、上海电气集团上海电机厂有限公司 、茵梦达电机(中国)有限公司 、无锡欧瑞京机电有限公司 、湘潭电机股份有限公司 、绍兴摩泰机电科技有限公司 、厦钨电机工业有限公司 、苏州太湖电工新材料股份有限公司 、河北新四达电机股份有限公司 、铜陵精达特种电磁线股份有限公司 、青岛艾诺仪器有限公司 、山东富智大兴电机有限公司 、河南华洋电工科技集团有限公司 、四川东材新材料有限责任公司 、广东顺德三合工业自动化设备股份有限公司 、宁波恒特汽车零部件有限公司 、常州晟威机电股份有限公司 。

　　本文件主要起草人 :刘芮 、张 生 德 、张 运 哲 、李 兴 波 、陈 丽 慧 、陈 建 新 、张 鹏 、刘 洋 、谢 必 华 、兰 玉 华 、郑艳文 、邢印 、李思思 、尹志华 、霍华锋 、张兆宇 、肖先雄 、何明鹏 、杜敏 、汤海峰 、魏雄强 、汪义军 、汪双灿 、陈振强 。

　　本文件及其所代替文件的历次版本发布情况为 :

　　— 2008年首次发布为 GB/T 21707—2008,2018年第一次修订 ;

　　— 本次为第二次修订 。

　　Ⅲ

　　GB/T 21707—2025

　　变频调速电机绝缘规范

　　1 范围

　　本文件规定了变频调速电机绝缘的技术要求 、试验方法 、试验设备和检验规则 。

　　本文件适用于额定电压 1 140V及以下变频调速电机 。额定电压高于 1 140V 的高压变频电机能参照执行 。

　　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 4074. 7—2024 绕组线试验方法 第 7部分 :测定漆包绕组线温度指数的试验方法

　　GB/T 5591. 3—2018 电气绝缘用柔软复合材料 第 3部分 :单项材料规范

　　GB/T 6109. 1 漆包圆绕组线 第 1部分 :一般规定

　　GB/T 7095. 1 漆包铜扁绕组线 第 1部分 :一般规定

　　GB/T 11026. 4—2012 电气绝缘材料 耐热性 第 4部分 :老化烘箱 单室烘箱

　　GB/T 17948. 1—2018

　　旋转电机 绝缘结构功能性评定 散绕绕组试验规程 热评定与分级

　　GB/T 17948. 3—2017

　　旋转电机 绝缘结构功能性评定 成型绕组试验规程 旋转电机绝缘结

　　构热评定和分级

　　GB/T 20629. 3—2019

　　电气用非纤维素纸 第 3部分 :无填充聚芳酰胺纤维纸

　　GB/T 22720. 1—2017

　　旋转电机 电压型变频器供电的旋转电机无局部放电( Ⅰ 型) 电气绝缘结

　　构的鉴别和质量控制试验GB/T 22720. 2—2019

　　旋 转 电 机 电 压 型 变 频 器 供 电 的 旋 转 电 机 耐 局 部 放 电 电 气 绝 缘 结 构

　　( Ⅱ 型) 的鉴定试验

　　JB/T 10508—2020 中小电机用槽楔 技术条件

　　3 术语和定义

　　GB/T 22720. 1—2017界定的以及下列术语和定义适用于本文件 。 3. 1

　　Ⅰ 型绝缘结构 type Ⅰ insulation systems

　　对于变频器供电电机 ,在运行寿命期间不承受局部放电的绝缘结构 。 3.2

　　Ⅱ 型绝缘结构 type Ⅱ insulation systems

　　对于变频器供电的电机 ,在运行寿命期间任一部分承受局部放电的绝缘结构 。注 : 通常 ,额定电压大于或等于 700 V 的电机采用 Ⅱ 型绝缘结构 。

　　1

　　GB/T 21707—2025

　　3.3

　　冲击电压绝缘等级 impulsevoltage insulation class;IVIC

　　对于变频器供电电机 , 由 制 造 商 规 定 的 并 与 额 定 电 压 有 关 的 安 全 峰-峰 电 压 , 在 说 明 书 和 铭 牌 上标出 。

　　[来源 :GB/T 22720. 1—2017,3. 19,有修改] 3.4

　　局部放电 partialdischarge;PD

　　导体间绝缘仅被部分桥接的电气放电 。

　　注 : 能发生在绝缘内 ,也能发生在导体附近 。

　　[来源 :GB/T 22720. 1—2017,3. 1] 3.5

　　局部放电起始电压 partialdischarge inception voltage;PDIV

　　当施加于试品上的电压从某一观测不到局部放电的较低值逐渐增加至试验回路中初次探测到局部放电时的最低电压 。

　　注 : 对于正弦电压 ,PDIV定义为电压的有效值 。对于冲击电压 ,PDIV定义为峰-峰电压 。

　　[来源 :GB/T 22720. 1—2017,3. 2] 3.6

　　峰值(冲击)电压 peak (impulse) voltage

　　Up

　　在电压冲击期间 ,初始电压值与达到的最大电压之间的差值(如图 1 中的 Up) 。

　　[来源 :GB/T 22720. 1—2017,3. 4,有修改] 3.7

　　尖峰电压 voltageovershoot

　　Ub

　　超过稳态冲击电压部分的峰值电压值(见图 1) 。

　　[来源 :GB/T 22720. 1—2017,3. 6]

　　2

　　GB/T 21707—2025

　　标引符号说明 :

　　U — 电压 ;

　　t — 时间 ;

　　Up — 峰值电压 ;

　　Ub — 尖峰电压 ;

　　Ua — 稳态冲击电压 ;

　　Upk/pk — 峰-峰电压 。

　　图 1 双极对称方波示意图

　　3. 8

　　峰-峰冲击电压 peak to peak impulsevoltage

　　Up'k/pk

　　在冲击重复率下的峰-峰电压(见图 2) 。

　　[来源 :GB/T 22720. 1—2017,3. 7]

　　图 2 三电平变频器供电电机端的 5 阶相间电压

　　3

　　GB/T 21707—2025

　　3.9

　　峰-峰电压 peak to peak voltage

　　Upk/pk

　　在基频下的峰-峰电压(见图 2) 。

　　[来源 :GB/T 22720. 1—2017,3. 8]

　　3. 10

　　冲击上升时间 impulserise time

　　tr

　　峰值电压从负电平上升至 100%所需的时间(见图 1) 。

　　注 : 除另有说明外 , 冲击上升时间为峰值电压从 10%上升至 90%所需时间的 1. 25倍 。

　　[来源 :GB/T 22720. 1—2017,3. 13]

　　3. 11

　　直流总线电压 dcbusvoltage

　　Udc

　　电压型变频器的中间电路电压(直流连接电路) 。

　　[来源 :GB/T 22720. 1—2017,3. 23]

　　3. 12

　　额定电压 rated voltage

　　UN

　　电机在工频运行条件下的电压值 , 由制造商规定且在铭牌上标出 。

　　注 1: 额定电压为线端额定电压 ,为有效值 。

　　注 2: 对于电动汽车驱动电机 ,其额定电压为制造商申明的直流母线的标称电压值 ,此时 UN=Udc。

　　[来源 :GB/T 22720. 1—2017,3. 18]

　　3. 13

　　尖峰系数 overshootfactor;OF

　　电机端显示电压和变频器电压的比率 。

　　[来源 :GB/T 22720. 1—2017,3. 24]

　　4 技术要求

　　4. 1 单一材料的要求

　　4. 1. 1 电磁线

　　4. 1. 1. 1 通用要求

　　电磁线除了应满足表 1 的要求外 ,还应承受绕线过程中的张力 ,且在绕线过程中漆膜/绝缘层应具有一定的柔韧性 ,不开裂 、不失去附着性 。

　　表 1 电磁线通用要求

　　电磁线

　　技术要求

　　漆包铜圆线

　　GB/T 6109. 1及相关产品标准要求

　　漆包铜扁线

　　GB/T 7095. 1及相关产品标准要求

　　其他绕组线

　　按相关产品标准要求

　　4

　　GB/T 21707—2025

　　4. 1. 1.2 耐高频冲击性能

　　电磁线漆膜的化学结构及涂敷工艺 ,应能使电磁线有效地承受高频冲击电压的长期冲击 。在5. 1. 2所述的条件下对电磁线进行耐高频冲击性能评定 , 漆包铜圆线应满足表 2 的规定 , 漆包铜扁线应满足表 3 中的规定 。其他绕组线的耐高频冲击性能由供需双方协商确定 。

　　表 2 漆包铜圆线在高频冲击电源下的寿命

　　导体标称直径 φ

　　mm

　　施加电压V

　　电磁线寿命h

　　2 级漆膜

　　3 级漆膜

　　中值

　　最小值

　　0. 250<φ≤0. 500

　　1 500( ±750)

　　2 000( ±1000)

　　≥12

　　≥6

　　0. 500<φ≤0. 710

　　2 000( ±1000)

　　2 500( ±1250)

　　0. 710<φ≤0. 950

　　2 500( ±1250)

　　3 000( ±1500)

　　0. 950<φ≤1. 600

　　3 000( ±1500)

　　表 3 漆包铜扁线在高频冲击电源下的寿命

　　漆膜厚度 d

　　mm

　　施加电压V

　　电磁线寿命h

　　中值

　　最小值

　　d≤0. 12

　　3 000( ±1500)

　　≥12

　　≥6

　　0. 12

　　3 500( ±1750)

　　0. 15

　　4 000( ±2000)

　　0. 24

　　4 500( ±2250)

　　4. 1.2 浸渍树脂

　　为保证绝缘结构中的空隙含量保持在最低水平 ,应采用耐热等级不低于 155(F)级的无溶剂浸渍树脂 ; 除与电磁线有良好的相容性外 ,其挥发分不应大于 3. 00% ,使用挥发分低的浸渍树脂 。

　　浸渍树脂的其他技术要求按供需双方协议 。

　　4. 1.3 对地、相间、层间绝缘材料

　　对地 、相 间 、层 间 绝 缘 材 料 的 耐 热 等 级 不 应 低 于 155(F) 级 , 柔 软 符 合 材 料 的 常 规 性 能 应 满 足GB/T 5591. 3—2018 中对应产品的规定 , 聚芳酰胺纤维纸的常规性能应满足 GB/T 20629. 3—2019 的规定 。

　　采用云母带绝缘 ,其常规性能应满足云母带相关产品标准的技术要求 。

　　4. 1.4 槽楔

　　槽楔的耐热等级不应低于 155(F)级 ,其常规性能应满足 JB/T 10508—2020的技术要求 。

　　5

　　GB/T 21707—2025

　　4. 1.5 引接线

　　引接线内导体应保证在不低于 125℃的温度下连续运行 。 引接线与绕组线连接处可采用相应的热固性胶粘带加以保护 ,其常规性能应满足相关产品技术要求 。

　　4. 1.6 套管

　　套管的耐热等级不应低于 155(F)级 ,其常规性能应满足相关产品技术要求 。

　　4.2 绝缘结构技术要求

　　4.2. 1 耐热等级

　　绝缘结构的连续使用设计寿命对应的耐热等级不应低于 155(F)级 。

　　4.2.2 Ⅰ 型绝缘结构的技术要求

　　Ⅰ 型绝缘结构应满足 GB/T 22720. 1—2017中的技术要求 。

　　4.2.3 Ⅱ 型绝缘结构的技术要求

　　Ⅱ 型绝缘结构应满足 GB/T 22720. 2—2019中的技术要求 。

　　4.2.4 耐高频冲击性能要求

　　Ⅱ型绝缘结构的设计和制造工艺 ,应能使绝缘结构有效地承受高频冲击电压的长期冲击 。在5. 6. 2所述的条件下对绝缘结构进行耐高频冲击性能评定 ,绝缘结构应满足表 4 的规定 。

　　优先采用双极性高频冲击电压进行试验 ,如试验电压过高无法满足 ,如超过 20 kV,经供需双方协商后可采用 GB/T 22720. 2—2019中附录 C 的试验方法 ,并满足其要求 。

　　表 4 绝缘结构在高频冲击电源下的寿命

　　绝缘结构严酷等级

　　电压

　　以直流总线电压(Udc)为单位

　　寿命h

　　尖峰系数OF,Up/Udc

　　尖峰Ub/Udc

　　相间峰-峰电压

　　相对地

　　峰-峰电压

　　电压系数

　　相间峰-峰

　　试验电压

　　相对地

　　峰-峰

　　试验电压

　　中值

　　最小值

　　A(温和)

　　OF≤1. 1

　　(0, 0. 1]

　　(2, 2. 2]

　　(1. 0, 1. 2]

　　2. 0

　　(4. 0, 4. 4]

　　(2. 0, 2. 4]

　　≥200

　　≥100

　　B(中等)

　　1. 1

　　(0. 1, 0. 5]

　　(2. 2, 3. 0]

　　(1. 2, 2. 0]

　　2. 0

　　(4. 4, 6. 0]

　　(2. 4, 4. 0]

　　C(严酷)

　　1. 5

　　(0. 5, 1. 0]

　　(3. 0, 4. 0]

　　(2. 0, 3. 0]

　　2. 0

　　(6. 0, 8. 0]

　　(4. 0, 6. 0]

　　D(极端)

　　2. 0

　　(1. 0, 1. 5]

　　(4. 0, 5. 0]

　　(3. 0, 4. 0]

　　2. 0

　　(8. 0, 10. 0]

　　(6. 0, 8. 0]

　　S(制造商规定)

　　—

　　X

　　2(1+X)

　　2(0. 5+X)

　　2. 0

　　4(1+X)

　　4(0. 5+X)

　　注 1: 已知绝缘结构严酷等级时 ,制造商根据本表中 “S(制造商规定) ”行 计 算 得 到 相 间 和 相 对 地 的 峰-峰 试 验 电

　　压 。在电机绝缘结构严酷等级未知的情况下 ,建议使用 IVICC OF= 2. 0进行推导计算 。

　　注 2: X 指尖峰 Ub/Udc。

　　6

　　GB/T 21707—2025

　　计算方式 :

　　按 GB/T 22720. 2—2019,Udc=1. 35UN 。

　　对于“n”电平变频器 ,相间电压可按公式(1)计算 :

　　峰 - 峰基频电压 = 2(Udc +Ub ) …………………………( 1 )

　　相对地电压值可按公式(2)计算 :

　　峰 - 峰基频电压 = 2(0. 5Udc +Ub ) …………………………( 2 )

　　5 试验方法与试验设备

　　5. 1 电磁线耐高频冲击性能评定

　　5. 1. 1 试样

　　对于电磁线耐高频冲击性能评定 ,按照如下所述制备试样 。

　　a) 漆包铜圆线 :按 GB/T 4074. 7—2024中 5. 1. 1 的规定制备成“绞线对 ”形式 。

　　b) 漆包铜扁线 :按 GB/T 4074. 7—2024 中 5. 1. 2 的规定制备成 “背靠背 ”形式 。 可通过拉伸不超过样品总长 1%的方法进行校直 ,用能长期耐 155 ℃及以上的高温绑扎线进行绑扎使两线紧密贴合 ,“背靠背 ”直线部分的长度为 150 mm。

　　5. 1.2 试验条件

　　在温度为 155 ℃的老化烘箱(老化烘箱应满足 GB/T 11026. 4—2012的相关规定)中 ,采用符合表 5所示参数的高频冲击试验仪对电磁线试样连续地进行试验 。高频冲击试验仪波形参数的计量导则按附录 A。

　　表 5 电磁线耐高频冲击试验的波形参数

　　参数

　　要求

　　波形

　　对称方波

　　极性

　　双极

　　稳态冲击电压

　　按表 2 和表 3 的规定

　　尖峰电压

　　不应大于稳态冲击电压的 2%

　　频率

　　20(1±2%)kHz

　　冲击上升时间

　　100(1±10%) ns,负载时 ,波形符合 : 电压从负峰值至 0 和 0 至正峰值所需时间均不小于 49%冲击上升时间

　　冲击下降时间

　　100(1±10%) ns,负载时 ,波形符合 : 电压从正峰值至 0 和 0 至负峰值所需时间均不小于 49%冲击下降时间

　　注 1: 冲击上升时间为峰值电压从低电位上升至高电位所需的时间 。

　　注 2: 高频冲击试验系统及影响因素见附录 B。

　　注 3: 本表规定的波形参数仅适用于电磁线耐高频冲击性能评定 。

　　7

　　GB/T 21707—2025

　　5. 1.3 试验结果

　　对 5个试样进行耐高频冲击性能评定 ,试样结果取中值和最小值 。

　　5.2 浸渍树脂挥发分的测定

　　浸渍树脂挥发分的测定方法见附录 C。

　　5.3 绝缘结构耐热性评定

　　绝缘结构耐热性评定按 GB/T 17948. 1—2018或 GB/T 17948. 3—2017的规定进行 。

　　对于特殊工况下的绝缘结构耐热性评定 , 附录 D给出了新能源汽车驱动电机绝缘结构耐热性评定示例 。

　　5.4 Ⅰ 型绝缘结构的评定

　　附录 E简单描述了变频电机 Ⅰ 型绝缘结构见和 Ⅱ 型绝缘结构的评定规程 。

　　按 GB/T 22720. 1—2017的规程对 Ⅰ 型绝缘结构进行评定 ,如 E. 2 所述 。并根据鉴别试验结果 ,按照 E. 2. 3所述方法获得绝缘结构的冲击电压绝缘等级 。

　　5.5 Ⅱ 型绝缘结构的评定

　　按 GB/T 22720. 2—2019的规程对 Ⅱ 型绝缘结构进行评定 ,如 E. 3所述 。

　　5.6 绝缘结构耐高频冲击性能评定

　　5.6. 1 试品和试样

　　可采用散绕绕组模型线圈(motorette) 、成型绕组模型线圈(formette) 、实际电机定子绕组或实际绕组的一部分进行试验 。试品为含有试样的完整固定装置 ,试样为试品中的线圈 ,每一试品可包含若干单独试样 。

　　若试品采用模型线圈 ,宜尽可能地代表实际电机的绝缘结构 ,其组成和制造工艺应与实际电机保持一致 ,应使用与预期最高额定电压或实际情况相匹配的绝缘厚度 、爬电距离和放电保护(必要时) ,并安装于固定装置以模拟电机中线圈排列 。每种绝缘结构应至少对 5个模型线圈试样进行试验 。

　　若试品采用实际电机定子绕组或实际绕组的一部分 ,每一个试样应包含匝间绝缘 、线圈间绝缘以及线圈对地绝缘的特征 ,试样应采用正常生产工艺或准备使用的工艺制造 。 每种绝缘结构应至少对 3 个试品进行试验 。

　　5.6.2 试验条件

　　在温度为 155 ℃的老化烘箱(老化烘箱应满足 GB/T 11026. 4—2012的相关规定)中 ,采用符合表 6所示参数的高频冲击试验仪对试品连续地进行试验 。高频冲击试验仪波形参数的计量导则按附录 A。绝缘结构采用的试验频率不低于其实际工作最高频率 。

　　8

　　GB/T 21707—2025

　　表 6 绝缘结构耐高频冲击试验的波形参数

　　参数

　　要求

　　波形

　　对称方波

　　极性

　　双极

　　峰-峰试验电压

　　按表 4 的规定

　　尖峰电压

　　宜尽可能的减小尖峰电压 ,Ub/Udc小于或等于表 4对应的严酷等级的规定

　　频率

　　(1~ 20) · (1±2%) kHz

　　冲击上升时间

　　(100~ 1 000) · (1±10%) ns,负载时 ,波形符合 : 电压从负峰值至 0 和 0 至正峰值所需时间均不小于 49%冲击上升时间

　　冲击下降时间

　　(100~ 1 000) · (1±10%) ns,负载时 ,波形符合 : 电压从正峰值至 0 和 0 至负峰值所需时间均不小于 49%冲击下降时间

　　注 1: 冲击上升时间为峰值电压从低电位上升至高电位所需的时间 。

　　注 2: 高频冲击试验系统及影响因素见附录 B。

　　注 3: 本表所规定的波形参数仅适用于绝缘结构耐高频冲击性能评定 。

　　5.6.3 试验结果

　　对于模型线圈 ,采用 5个试样进行耐高频冲击性能评定 ,对于实际绕组 ,采用 3 个试样进行耐高频冲击性能评定 ,试验结果取中值和最小值 。

　　6 检验规则

　　6. 1 对单一绝缘材料和电磁线的检验

　　对电磁线耐高频冲击性能的检验 ,在首批进货确认和每年抽检时进行 。

　　对其他绝缘材料 ,按常规进货检验方法进行 。

　　6.2 对整体绝缘结构的检验

　　对电机整体绝缘结构的检验在电机产品鉴定和绝缘结构变动时进行 。

　　9

　　GB/T 21707—2025

　　附 录 A

　　(规范性)

　　高频冲击试验仪波形参数计量导则

　　A. 1 概述

　　在某些情况下 , 电源输出电压在上升或下降过程中 ,可能会出现 “畸变 ”,如图 A. 1 所示 。示波器将自动读取该 “畸变 ”波形的参数 ,如冲击上升时间(或冲击下降时间) 。这些参数与 “标准波形 ”参数有所差异 ,从而可能导致相同样品在不同高频冲击试验仪下耐高频冲击性能差异较大 。

　　标引符号说明 : U — 电压 ;

　　t — 时间 。

　　图 A. 1 “畸变”波形与标准波形对比示意图

　　A.2 计量导则

　　为了消除畸变波形对试验参数的影响 ,本文件将统一采用手动调制示波器的光标对电源输出波形参数进行读取及计量校准 。操作步骤如下 :

　　a) 按照图 A. 2 的接线方式进行接线 ,将数字示波器的测量通道设置为直流耦合 ;

　　b) 调整数字示波器的时基和触发 ,使电压信号稳定显示 ;

　　c) 调节直流偏置和信号幅度 ,使输入的冲击电压信号的底值和顶值之间的部分居中覆盖约 80%屏幕 ;

　　d) 调节测试通道的采集速率(时基) ,直到冲击前沿上升时间 tr 能清晰准确地显示在屏幕上(如图 1所示) ;

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　　GB/T 21707—2025

　　e) 调整时间光 标 a 和 b 的 位 置 至 0. 1UP 和 0. 9UP 处 , 读 取 对 应 光 标 的 时 间 t10 和 t90 , 按 照 公式(A. 1) 计算冲击上升时间 tr, 冲击下降时间计算方法相同 ;

　　tr = 1. 25(t90 -t10) …………………………( A. 1 )

　　f) 调整两电压幅值光标 a’和 b’的位置(如图 1所示) ,读取尖峰电压(Ub ) ;

　　g) 如频率等其他参数可从示波器上直接读取 。

　　图 A.2 接线图

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　　GB/T 21707—2025

　　附 录 B

　　(资料性)

　　高频冲击试验系统及影响因素

　　B. 1 高频冲击试验系统组成

　　B. 1. 1 试验电源

　　若每台测试仪中有超过一个测试位 ,需确保每个试样不会影响其他试样的测试寿命 , (即每个试样宜采用独立电源或采用其他合适的电子器件) 。试验设备在负载条件下宜达到以下参数要求 :

　　a) 用于电磁线的高频冲击电源 ,具体参数详见表 5;

　　b) 用于绝缘结构的高频冲击电源 ,具体参数详见表 6。

　　B. 1.2 示波器

　　设备宜带有带宽超过 100MHz的示波器 , 以供显示测量的脉冲波形 。测量时所使用的差分探头的带宽宜大于 100 MHz。

　　B. 1.3 计时器

　　宜对每个试样分别计时 , 当被测样品发生短路或泄漏电流突然增大时 ,计时器停止计时并记录测试值 。

　　B. 1.4 老化烘箱

　　宜满足 GB/T 11026. 4—2012的相关规定 。

　　B.2 影响因素

　　B.2. 1 负载下波形畸变

　　负载下的波形畸变见 A. 1。

　　B.2.2 电压稳定性

　　耐高频冲击性能测试过程中 ,被试样品的状态可能发生变化 ,从而导致其电容值等参数发生改变 。被试样品的电容 、电感等参数的变化有可能会造成高频冲击电源输出波形的波动 ,影响试样端电压的稳定性 。若电压降低可能导致相对较长的寿命值 ,宜能够全程记录关键的输出参数 ,尤其是电压值 , 以供追溯 。

　　B.2.3 测试电极与试样导体的接触

　　对于电磁线样品 ,耐高频冲击性能的电极装置若采用钢珠法 ,长期使用后 ,钢珠表面一般会存在烧蚀 、锈蚀等现象 ,容易引起电极和电磁线样品接触不良 ,对测试的结果造成影响 。采用刮刀去除端部漆膜需注意将端部导体的漆膜完整去除 ,否则可能造成异常值的出现 ,影响测量结果的一致性 。

　　对于绝缘结构样品 ,根据样品的泄漏电流匹配相应截面的测试铜导线 ,铜导线截面积不低于被连接的试样导体截面积 ,否则可能在试验过程中因接触点过热导致导线氧化甚至熔断的情况 ,影响测试结果 。测试导线宜尽可能短以降低传输线效应 。

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　　GB/T 21707—2025

　　B.2.4 扭绞对试样的节距和扭绞力的影响

　　电磁线的制样过程见 GB/T 4074. 5—2024,将试样的节距控制在标准要求的(125 ± 5) mm 范围内 ,较大的节距波动可能影响测量结果的一致性 。

　　GB/T 4074. 5—2024给出了对绞线对施加相应的负荷和扭绞数的要求 , 负荷和扭绞数的不同会影响绞线对中间的接触程度从而可能影响试验结果的一致性 。

　　B.2.5 老化箱内风速的影响

　　某些老化箱制造商往往通过增加循环风速以保证箱体内部的温度均匀性 ,一些线径较小的电磁线样品容易被风影响在试验过程中不断的摇动 , 由此引入的机械应力可能导致试验数据偏低 。

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　　GB/T 21707—2025

　　附 录 C

　　(资料性)

　　测试浸渍树脂的挥发分

　　C. 1 仪器和材料

　　测试浸渍树脂挥发分所需仪器及材料的要求如下 :

　　a) 厚度为 0. 1 mm ,面积约为 95 mm × 95 mm 的平整铝箔 ;

　　b) 自动控温实验室烘箱 ;

　　c) 天平的感量为 1 mg。

　　C.2 试验步骤

　　浸渍树脂挥发分试验步骤按照如下进行 。

　　a) 用正方形铝箔弯折成 3个底面积 45 mm × 45 mm ,高 25 mm 的同样铝皿 ,铝箔在使用前用二甲苯和无水乙醇的混合物擦净 。

　　b) 铝皿预先在(135±1) ℃烘箱中加热 30 min,在干燥器中冷却后称量 。

　　c) 在铝皿中加入(10±0 . 5)g被试树脂 ,使其均匀分布在皿底 。在空气中放置 30 min后 ,将铝皿水平放置于烘箱中 ,加热温度和时间由产品标准规定 。

　　注 : 铝皿在烘箱中处于未封闭状态 。

　　d) 试样取出 ,放入干燥器内冷却到室温 ,再称量 。

　　挥发分 X 按公式(C. 1)计算 :

　　X …………………………( C. 1 )

　　式中 :

　　m1— 加热前试样与皿的质量 ,单位为克(g) ;

　　m2— 加热后试样与皿的质量 ,单位为克(g) ;

　　m — 铝皿质量 ,单位为克(g) 。

　　以 3个试样测定值的中间值作为结果 ,取两位有效数字 。

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　　GB/T 21707—2025

　　附 录 D

　　(资料性)

　　特殊工况下的绝缘结构耐热性评定规程— 新能源汽车驱动电机绝缘结构耐热性评定示例

　　D. 1 概述

　　新能源汽车驱动电机在运行时承受的振动和环境应力更为严酷 ,在绝缘结构耐热性评定诊断分周期的设置要充分考虑这些因素 。对于直接油冷的驱动电机 ,考虑绝缘组分材料和绝缘结构的油品兼容性 ,在进行绝缘结构热评定前进行绝缘材料和绝缘结构的耐油性试验 , 以对其进行筛选 。耐油性试验的相关规定见 T/CEEIA 415—2023。

　　D.2 试品和试样

　　试品可以是实际电机定子绕组 、实际绕组的一部分或模型 。试品为含有试样的完整固定装置 ,试样为试品中的线圈 ,每一试品可包含若干单独试样 。

　　若试品采用实际电机定子绕组或实际绕组的一部分 ,每一个试样包含匝间绝缘 、线圈间绝缘以及线圈对地绝缘的特征 ,试样采用正常生产工艺或准备使用的工艺制造 。每种绝缘结构 ,每个老化温度点对10个试样进行试验 ,这些试样分布在不少于 2个试品中 。

　　若试品采用模型 ,尽可能地代表实际电机的绝缘结构 ,其组成和制造工艺与实际电机保持一致 ,使用与预期最高额定电压或实际情况相匹配的绝缘厚度 、爬电距离和放电保护(必要时) ,并安装于固定装置以模拟电机中线 圈 排 列 。 每 种 绝 缘 结 构 , 每 个 老 化 温 度 点 至 少 对 10个 模 型 试 样 进 行 试 验 。 按 照GB/T 17948. 1—2018和 GB/T 17948. 3—2017的规定准备 。

　　D.3 质量保证试验

　　在首次热老化分周期之前 ,进行质量保证试验 。

　　在进入初始诊断试验之前 ,进行下列质量保证试验 :

　　a) 试品的外观检查 ;

　　b) 绕组对地工频耐压试验 ,试验电压按表 D. 1规定 ,持续时间 1 min;

　　c) 当试品为模型线圈时 ,采用 400V工频交流电压进行匝间耐电压试验 ,泄漏电流报警值设置为50 mA;

　　d) 当试品为实际绕组时 ,进行匝间冲击耐电压试验 ,试验电压按表 D. 2规定 。

　　表 D. 1 驱动电机绕组对地工频耐压限值

　　序号

　　驱动电机或部件

　　试验电压(有效值)

　　1

　　持续功率小于 1 kW 且最高工作电压 小 于 100 V的驱动电机的电枢绕组

　　500 V + 2倍最高工作电压

　　2

　　持续功率 不 低 于 1 kW 或 最 高 工 作 电 压 不 低 于100 V 的驱动电机的电枢绕组

　　1 000 V + 2倍最高工作电压 ,最低为 1 500 V

　　3

　　驱动电机的励磁磁场绕组

　　1 000 V + 2倍最高励磁电压 ,最低为 1 500 V

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　　GB/T 21707—2025

　　表 D.2 匝间冲击试验电压限值

　　序号

　　驱动电机或部件

　　试验电压(峰值)

　　1

　　驱动电机的电枢绕组

　　1. 7UG

　　2

　　驱动电机的励磁磁场绕组

　　a) 当总匝数为 6 匝以上时 :1. 7UG ;

　　b) 当总匝数为 6 匝及以下时 :其 冲 击 试 验 电 压 峰 值 为 : 250×被 试 绕 组 的 总匝数 ,单位为伏(V) ,最低为 1 000 V

　　3

　　有刷直流驱动电机电驱绕组

　　a) 最高工作电 压 660 V 及 以 下 : 电 枢 的 换 向 片 片 间 冲 击 电 压 峰 值 不 低 于350 V;

　　b) 最 高 工 作 电 压 660 V 以 上 : 电 枢 的 换 向 片 片 间 冲 击 电 压 峰 值 不 低 于500 V

　　注 : UG 为表 D. 1 中的工频耐压试验限值 ,试验电压均需四舍五入原则修约到百数位(百伏)的数值 。

　　D.4 初始诊断试验

　　在开始第一个热老化分周期前 ,每个完整试品经受 D. 8 的诊断试验 , 以确定每个试样是否能够通过诊断试验 ,否则不进入老化试验 。

　　D.5 老化温度和分周期时间

　　最低老化温度的平均寿命不少于 25%的绝缘结构设计寿命 ,但不低于 2 500 h,最高温度至少得到100 h 的平均寿命 。

　　温差间隔为 20K 或更大 。 当用多于 4 个老化温度点进行试验时 , 可采用少于 20 K 的温差间隔 。最高温度的平均寿命至少为 100 h。

　　为减小外 推 引 起 的 误 差 , 最 低 老 化 温 度 与 外 推 求 得 的 温 度 之 差 不 大 于 25 K, 若 超 出 25 K 的 范围 ,在报告中注明 。

　　对于预期等级温度 ,正确选择每个老化温度的分周期长度以产生约 10个周期的平均寿命 ,老化温度和分周期的选择可参考表 D. 3。

　　表 D.3 推荐的老化温度和老化分周期曝露时间

　　预期耐热等级

　　180

　　200

　　每个老化分周期的天数

　　d

　　T1

　　T1

　　T2

　　T1

　　T2

　　老化温度(TA )范围

　　℃

　　245

　　255

　　265

　　275

　　1~ 2

　　235

　　245

　　255

　　265

　　2~ 3

　　225

　　235

　　245

　　255

　　4~ 6

　　215

　　225

　　235

　　245

　　7~ 10

　　205

　　215

　　225

　　235

　　14~ 21

　　D.6 加热方式

　　按照 GB/T 17948. 1—2018中 5. 3 的要求 。

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　　GB/T 21707—2025

　　D.7 热老化分周期

　　在每个周期中 ,将冷态试品(室温下)直接放入预热烘箱中以使试品经受相同的热冲击 。 同样 ,将热态试品直接移至室温空气中 , 以使试品在冷却时经受与加热时一样的热冲击 。

　　D. 8 诊断分周期

　　D. 8. 1 机械处理

　　机械处理的要求见 GB/T 28046. 3—2011中 4. 1. 2. 4,每个轴向 1 h。

　　D. 8.2 快速温度变化试验

　　快速温度变化试验的要求见 GB/T 28046. 4—2011 中 5. 3. 2,Tmin = -45 ℃ 、Tmax= 155 ℃ , 每个温

　　度点保持 1. 5 h,循环 1 次 ,转换时间 ≤30 s。

　　气的温度稳定时间(将试品暴露于)30(温)(min(155)。± 2) ℃下 ,并保持 t1 = 1. 5 h,t1 包括箱内空气的温度稳定时间 。箱内空

　　t2 包括将试品从一个试验箱取出的时间 、放入第二个试验箱的时间以及在转换过程中停留的时间 。t3包括箱内空气的温度稳定时间 。箱内空气的温度稳定时间不长于 30 min。

　　然后将试品转换到低温箱暴露于低温( -45±2) ℃下 ,转换时间 t2 不大于 30 s,并保持 t3 = 1. 5 h。

　　温度循环结束将试品取出后恢复至室温 。

　　注 1: 对于质量大的试验样品 ,例如 ≥100kg,转换时间 t2 能适当放宽至 10 min以内 。

　　注 2: 若样品在 1. 5 h 内不能达到 目标温度 ,能适当延长 t1 、t3 的时间使其热浸透 。

　　第一循环包括暴露时间 t1 ,t3 和 2个转换时间 t2 (见图 D. 1) 。

　　图 D. 1 诊断试验中的温度循环曲线

　　D. 8.3 潮湿处理

　　按照 GB/T 17948. 1—2018 中 8. 4. 3 的 要 求 进 行 , 在 相 对 湿 度 95% ~ 100%的 环 境 里 至 少 持 续

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　　GB/T 21707—2025

　　48h, 试样表面有凝露状态 。

　　D. 8.4 耐电压试验

　　为了检查试样的状况 以 及 测 定 何 时 达 到 试 验 寿 命 终 点,在 潮 湿 处 理 之 后 1 h 内 , 对 试 样 施 加 如表 D. 4 所规定的工频电压 ,施加时间 10 min。对导体间 、线圈间 、线圈对地依次施加试验电压 。

　　线圈对地与线圈间 的 试 验 电 压 适 用 于 绝 缘 结 构 预 期 的 最 大 电 压 。 记 录 与 表 D. 4 不 同 的 试 验 电压值 。

　　表 D.4 试验电压

　　额定电压V

　　建议的工频试验电压(有效值)

　　V

　　对地

　　线圈间

　　导体间

　　散绕绕组和成型绕组

　　≤566

　　400

　　400

　　110

　　567~ 976

　　690

　　690

　　110

　　>976

　　2UN / 2

　　2UN / 2

　　110

　　D. 8.5 其他诊断试验

　　其他诊断试验可由双方协商确定 。

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　　GB/T 21707—2025

　　附 录 E

　　(资料性)

　　变频电机绝缘结构的评定规程

　　E. 1 概述

　　本附录仅简单描述了变频电机 Ⅰ 型绝缘结构和 Ⅱ 型绝缘结构的评定规程 , 详细评 定 规 程 请 参 考GB/T 22720. 1—2017与 GB/T 22720. 2—2019。

　　E.2 Ⅰ 型绝缘结构的评定 E.2. 1 Ⅰ 型绝缘结构的鉴别E.2. 1. 1 鉴别规程

　　建议使用模型线圈或者 完 整 绕 组 作 为 试 品 对 Ⅰ 型 绝 缘 结 构 进 行 鉴 别 试 验 , 按 照 图 E. 1 所 示 依 次进行 。

　　图 E. 1 Ⅰ 型绝缘结构鉴别试验流程

　　局部放电试验电压水平由双方协商确定 。若无可用资料 , 可按照 GB/T 22720. 1—2017计算局部放电的试验电压 。对于二电平变频器供电的电机 ,局部放电试验电压建议如表 E. 1 中所示 。

　　表 E. 1 二 电平变频器供电的电机绝缘结构各部位试验电压(峰-峰值)

　　冲击电压绝缘等级(IVIC)

　　相间试验电压 UN

　　相对地试验电压 UN

　　匝间试验电压 UN

　　A

　　4. 08

　　2. 86

　　1. 30

　　B

　　5. 57

　　3. 90

　　1. 78

　　C

　　7. 43

　　5. 20

　　2. 36

　　D

　　9. 28

　　6. 50

　　2. 95

　　注 : UN 为电机的额定电压 ,为有效值 。

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　　GB/T 21707—2025

　　E.2. 1.2 判断准则

　　对于 Ⅰ 型绝缘结构的鉴别 ,不能通过电击穿试验来判定试品是否失效 , 以局部放电起始电压来确定试品是否失效 。满足条件如下 :

　　a) 局部放电起始电压在试验期间高于规定值 ;

　　b) 试品具有预期的耐热等级或待评结构 ,具有与基准结构相同或者更长的热老化寿命 。 E.2.2 Ⅰ 型绝缘结构型式试验

　　按照 GB/T 22720. 1—2017,采用冲击电源或者工频电源对完整定子绕组或整机进行型式试验 ,若局部放电起始电压高于规定值 ,则通过型式试验 。

　　注 : 如果使用完整绕组作为试品进行如 E. 2. 1. 1所述的鉴别规程且已成功通过 E. 2. 1. 2 所述判断准则 ,不需要进行型式试验 。

　　E.2.3 Ⅰ 型绝缘结构的冲击电压绝缘等级

　　在对 Ⅰ 型绝缘结构进行评定之前 ,确定试验的应力类型 , Ⅰ 型绝缘结构所承受应力类型与冲击电压绝缘等级(IVIC)的关系如表 E. 2 所示 。例如 ,选择应力类型 “C-严酷 ”对绝缘结构进行评定 ,且绝缘结构通过评定 ,那么该绝缘结构的冲击电压绝缘等级为 C,可在电机铭牌和说明书中标明“IVICC”。

　　表 E.2 应力类型与 IVIC 的关系

　　应力类型

　　IVIC

　　A-温和

　　A

　　B-中等

　　B

　　C-严酷

　　C

　　D-极端

　　D

　　E.3 Ⅱ 型绝缘结构的评定 E.3. 1 Ⅱ 型绝缘结构的鉴别

　　对 Ⅱ 型绝缘结构进行鉴别试验 ,按照图 E. 2所示依次进行 。

　　图 E.2 Ⅱ 型绝缘结构鉴定试验流程

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　　GB/T 21707—2025

　　E.3.2 匝间绝缘

　　Ⅱ型绝缘结构匝间绝缘进行局部放电试验的要求见 GB/T 20833. 1—2021或 GB/Z20833. 5—2023:

　　a) 若没有局部放电 ,则不需要对匝间绝缘进行鉴别试验 ;

　　b) 若有局部放电 ,则在室温下对匝间绝缘进行电气耐久性试验 。

　　E.3.3 主绝缘

　　对于 Ⅱ型绝缘结构主绝缘的鉴定 , 电气耐久性试验的要求见 GB/T 17948. 4。

　　E.3.4 防晕结构

　　根据 GB/T 22720. 2—2019依次对防晕结构进行如下试验 :

　　a) 采用冲击电源对试品进行 100 h 的电气耐久性试验 ;

　　b) 在基频下采用正弦波电源对试品进行 1 000 h 的电气耐久性试验 ;

　　c) 重复 a) 。

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　　GB/T 21707—2025

　　参 考 文 献

　　[1] GB/T 4074. 5—2024 绕组线试验方法 第 5部分 : 电性能

　　[2] GB/T 17948. 4 旋转电机 绝缘结构功能性评定(Ⅱ 型) 成型绕组试验规程 电气耐久性评定

　　[3] GB/T 20833. 1—2021 旋转电机 绕组绝缘 第 1部分 :离线局部放电测量

　　[4] GB/Z20833. 5—2023 旋转电机 绕组绝缘 第 5部分 :重复冲击电压下局部放电起始电压的离线测量

　　[5] GB/T 28046. 3—2011 道 路 车 辆 电 气 及 电 子 设 备 的 环 境 条 件 和 试 验 第 3 部 分 : 机 械负荷

　　[6] GB/T 28046. 4—2011 道 路 车 辆 电 气 及 电 子 设 备 的 环 境 条 件 和 试 验 第 4 部 分 : 气 候负荷

　　[7] T/CEEIA 415—2023 新能源汽车驱动电机绝缘结构 技术规范

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