UL2111(中文版)

电机的过热保护UL 2111
内容
前言
说明
1范围
2测量单位
3术语
4使用要求
第一部分所有电机
5一般要求
第二部分阻抗保护型电机
结构
6一般要求
性能
7堵转温度测试
8绝缘介质耐电压测试
9堵转耐久性测试
第三部分热装置保护型电机结构
10一般要求
11电气间隙
性能
12一般要求
13运转发热温度测试
14堵转温度测试
15绝缘介质耐电压测试
16堵转耐久性测试第
四部分热保护器结构
17一般要求
性能
18限制性短路测试
19保护器绝缘测试
第五部分电机制造和生产线测试20绝缘介质耐电压测试
第六部分标志
21阻抗保护型电机（第一部分）
22热装置保护型电机（第二部分）
23热保护器（第三部分）
附录A
零部件标准
前言
A 本标准提供了UL 所覆盖产品的基本要求。

UL 的跟踪服务在以下所给出的有限责
任范围和本标准的范围部分之内。

这些要求以合理的工程准则，研究，测试记录，和本领域的经验，和制造，安装问题的合理评估，和从咨询机构所获得的使用信息，和从制造商，使用者，监督机构，其它具有专业知识的人员所获得的信息为基础的。

它们会根据新的经验和研究发现的出现进行必要的修订。

B 本标准要求的惯例是制造商产品持续监督的一种情况。

C 符合本标准文章要求的产品未必就判定符合本标准。

因为会存在本标准要求的其它实验
和测试证明产品的其它特性会减弱产品符合本标准安全要求的情况。

D 产品引进的材料或者其它结构形式跟本标准所指定的不一样时，可以根据本标准要求
的意图进行测试和检验，如果它被证明可以充分等效的，那么可以判定符合本标准的要求。

E U L 根据它的宗旨进行运作，不能被假设或承诺可以免除制造商或者其它团体的任
何责任。

UL 的观点发现表明了它根据合理考虑现实操作中所存在的限制后所给出的专业判断和目前本标准在处理过程中的技术状态。

UL 不对任何使用本标准的人或者信赖本标准的任何人负责任。

UL 不承担任何伤害的责任，包括逻辑伤害，跟本标准的使用有关或无关的使用，翻译，或者信赖本标准的任何责任。

F 本UL 标准所要求的很多测试带有固有的危险性，在进行这些测试之前要进行足够个
人和财产保护。

说明
1 范围
1.1 本标准的要求覆盖：
a) 阻抗保护型电机；
b) 热保护装置型电机；
c) 热保护装置。

1.2 本标准所覆盖的电机要求仅适用于额定电压少于或者等于600V 的电机。

1.3 本标准的要求不覆盖：
a) 使电路断开的手动操作装置；
b) 打算在危险环境中使用的电机；
c) 带有当作电机保护器和手动操作电机控制杆之用的装置的电机；
d) 带有与电机启动杆有接触的控制继电器线圈的电机保护器的电机；
f) 密封型电动压缩机；
g) 带有自动启动开关的阻抗保护型电机；
h) 热断路器装置。

被UL 1020，在电器和部件中使用的热断路器的标准所包
含的热断路器。

1.4 本标准的要求是用来评估带有给定保护器的专门电机。

当电机或者保护器改变
时，需要进行单独的评估。

1.5 产品包含的特征，特性，零部件，材料，或者系统跟本标准要求所覆盖的不一样
或者是没有被覆盖的，并且它们具有火灾，电击，或者人身伤害风险的，应该
根据需要使用合适的额外的零部件和最终产品要求来进行评估以使它们保持在
跟本标准初始的意图所要求的安全水平上。

产品的特征，特性，零部件。

材
料或者系统跟本标准的规则或者专门要求相冲突的，该产品不能判定为符合
本标准的要求。

在适当的地方，建议和采用本标准要求的修订要求，这些要
求符合为了本标准的执行，修订，发展而引进的方法的要求。

2 测量单位
2.1 当测量数值后面跟有在括号里的使用其他单位的数值时，第一个指出值是要求
值。

3 术语
3.1 为了使用本标准，使用下面的定义。

3.2 自复位保护器带有双金属材料的校准在当电机电路达到某一特定温度时断开
电机电路并且当温度低于该温度时自动接合电路的装置。

3.3 现场布线接线端子可以进行现场接线的接线端子。

3.4 阻抗型电机仅仅依靠绕组的电阻来进行过热保护的电机。

3.5 手动复位保护器带有双金属材料的校准当在电机电路达到某一特定温度时
断开电机电路的并且需要手动操作才能重新接合电路的装置。

3.6 开式电机带有通风口以形成通道给外部空气穿过和覆盖绕组的电机。

3.7 次级（支撑式）保护使用在电机上面的不会增加电机的承担的用来增强绕组
温度，周围的温度和电压的在正常的使用情况下不会动作的或者在进行堵转条
件下也不会动作的装置。

3.8 单向操作型装置带有双金属材料的校准在当电机电路达到某一特定温度时断
开电机电路的并且需要等到冷却到减少35EC 或者更低时才可以重新复位的
3.9 热断路器带有可熔化合金或者其他材料的校准在当温度达到某一特定温
度时永久的断开电路的装置。

3.10 热装置保护型电机依靠一个装置（保护器）来防止过热的电机。

3.11 热保护器完全安装在电机内部的，对电机的电流和温度或者仅仅是温度起反
应的装置,当它进行预期的使用时，可以保护电机过热。

型号为：热断路型式，
自复位，手动复位，和单向操作型。

4 使用要求
4.1 本标准由六部分组成。

第一部分适用于所有电机。

第二部分适用于阻抗保护型电
机。

第三部分适用于电机/保护器配合器。

第四适用于引进热保护器的电机。

第
五部分包含制造和产品测试。

第六部分包含标志的要求。

第一部分所有电机
5 总则
5.1 电源电路的电压应该如表格 5.1 中所指出的那样。

对于预期使用电压超过一个范围
内的电机，所有标称的使用电压应该进行测试。

例如，额定电压为200~230 的
电机，测试时应该在208 伏和240 伏分别进行。

例外1：额定电压不在表格 5.1 中所指出的范围之内的，测试电压应该是额定电压的100~105%，但不能少于100%。

例外2：当电机是打算进行特定使用，且该电源电压在例外 1 中所指出的电压范围之外的，电机的测试电压可以在大于电源电压的105%。

表格
5.1
测试电压
Motor nameplate rating, volts Nominal test voltage
110 ? 120 200 ? 208 220 ? 240 254 ? 277 440 ? 480 550 ? 600 120 208 240 277 480 600
5.2 热电偶的组成电线不能比No.30A WG（0.5mm²）大。

热电偶电线应该符合ANSI
MC96.1-1982(1991)，温度测量装置热电偶所列出的专门适用于热电偶的测量误
差限值的要求。

5.3 测量温度时最少使用4 个热电偶。

5.4 变电阻法是采用比较线圈的热态电阻和室温时的电阻，然后使用下面的方程来确
定热态时线圈的温度：
T2=R2 (K% T1) & K/R1
在这里：
T2 是测试结束时以℃表示的线圈温度；
R2 是测试结束时线圈的电阻；
R1 是测试开始时线圈的电阻；
对于铜，K 取234.5；对于导电铝导线，K 取225；其他导线的K 值
根据情况确定；
T1 是测试开始时的室温。

5.5 进行任何的电阻测试时，需要将保护器旁路。

5.6 R2 应该在关闭电源之后在 5 秒间隔内迅速进行 6 次电阻测量以确定它的
值。

电阻曲线的值和时间通过划分和外推以确定R 在关闭时刻的值，或者采用
线性回归的方法来确定它的值。

当其他用来确定绕组电阻的方式被相关各方认同
时也可以被采用。

5.7 测试在环境温度为10 EC 和40EC 之间任一个温度进行，除非电机的标记的额定
温度不落在这个范围内，在这种情况下，测试温度为电机的额定温度。

5.8 对于阻抗保护型电机，或者任何在给定测试时保护器不会循环工作的电机，测量温
度标准化转化为25EC。

例如：在周围温度为35EC 时的测量温度为160EC 时，通
过标准化向下调减10EC 变成150EC，在周围温度为17EC 的测量值为110EC
的温度值，通过标准化上调8EC 变成118EC。

例外：根据电机的额定温度进行的
温度测试不需要进行标准化。

5.9 电机应该根据每一个预期的考虑了额定电压，频率，速度，和旋转方向的使用条
件进行测试。

例外1：电机，如分相电机，可以通过互换绕组的接线可以进行反转的，在两个
旋转方向上都不需要进行测试。

例外2：电机的堵转测试，第九章和第16 章，仅在给定的使用条件下进行测试，该给定的使用条件可以代表电机处于“最不利”状况。

5.10 对于所有的电机堵转测试，第七章，第九章，第十四章，和第十六章，电机外壳
应该通过3—安培的非时滞保险丝进行接地。

5.10 每一个测试，电机应该安装在木材上或者其他低热传导性的材料上。

风叶或其他
负载附件应该从电机上面拆卸下来。

完整的安装支架应该处于工作位置上。

5.12 当电机拥有以下所描述的情况，电机应该进行相应的安装：
a) 一个永久性的，固定的，或者刚性的底座；
b) 标记在电机上面安装说明书，或者
c) 结构特征，例如油孔，指示一个安装的位置。

没有以上任一个特性的电机，进
行测试时，应该使保护器处于最大的可能向下的位置。

带有以上任一个特性的电
机，当关心的各方一致同意时，电机的测试应该使保护器处于最大的可能向下的位
置。

5.13 进行堵转测试时，在任何操作条件（速度，转向）下保护器都没有动作的电机应
被识别为阻抗保护型。

在制造商的要求下，报告性测试应该在符合第三部分的要
求的引起保护器动作的条件下进行。

5.14 最少有一种工作条件使得保护器打开的电机应该被识别为热保护型的，并且应该
符合第三部分的使得保护器打开的每种条件的要求。

第二部分所指出的测试在每
一种不会引起保护器打开的情况下进行。

5.15 电机符合较低绝缘等级要求的，当绝缘材料一样时，该电机不要求重新测试以
符合较高绝缘等级要求的限值。

例如，在电机上面的A 等级系统经过试验之后，
变成 B 等级系统时，不需要进行额外的试验。

第二部分阻抗保护型电机
结构
6总则
6.1 阻抗保护型电机应该符合UL 1004，电机的标准的要求。

6.2 使用多种类型外部绝缘胶布的电机，每一种结构都要进行电机的堵转试验测试
（第七章和第九章），测试之后，绝缘胶布不能移动到减少电气间隙或者暴露非绝缘
带电零件的位置。

6.3 支撑式保护器在进行第七章和第九章的测试过程中，不能有所动作。

性能
7堵转温度测试
7.1 安装三台电机，测量每一台电机的堵转功率。

然后将功率最高的样本电机锁住在使
用较低热传导铝的固定平面上。

7.2 电容永久性分离的电机测试，应该在电容正确连接在电路上或者电容短路的情况下
进行，取决于哪种情况下获得的温度最高。

例外1：电容作为电机一个部件的并
且整体安装在电机里面的电机，不需要在电
容短路的情况下进行测试。

例外2：带有通过UL 810，电容器的标准的评估要求的电容器的电机，不需要
在电容短路的情况下进行测试。

7.3 温度的测量：
a) 将热电偶放在完全包围式的电机或者带有符合UL 1004，电机标准中的非金
属外壳要求的嵌装式线圈的电机上；
b) 对于带有的嵌装式线圈不是a)中所描述的电机，使用变电阻法；
c) 对于其他类型的电机，直接将热电偶放置在实际导电材料上，完整的放置在
导线绝缘上，或者线圈包围层上。

7.4 在室温下启动，电机持续施加电压72 小时，在这个过程中，监控绕组的温度。

例外：本测试在绕组的温度稳定在一个不超过 100EC 的固定温度时可以不需要继续。

7.5 在这72 个小时中，电机应该符合以下要求：
a) 框架或者线圈的温度不能超过表格7.1 中所指出的温度极限。

b) 接在接地导线上的保险丝不能打开。

表格7.1
最高温度
Maximu m tem p e r atu r e
Motor insulation system E C E F
Class A Class B Class F Class H 150
175
200
225
302
347
392
437
7.6 根据制造商的要求，上面的测试在会造成电机绕组在表格7.1 中所指出的绝缘等
级的最高温度下运行的条件下进行。

最高温度可以通过以下获得：
a) 增加测试电压；
b) 增加周围温度；
c) 使用结构可以保持最高温度的测试样机；
d) 任何其他等效的措施。

对于电容器短路的电机，测试不能采用增加电压的方式进行。

7.7 当“最不利”条件是不明显的时候（对于分接式绕组的高速度）电机应该在每一种
情况下进行测试知道热稳定。

然后在会造成最高工作温度的条件下进行完整的堵
转温度，第七章和耐久性测试，第九章的测试。

8绝缘介质耐电压测试
8.1 在第七章，堵转温度测试结束之后，电机应该立刻在部件不同极性之间和带电部
件与接地的非带电金属零件或者暴露的非带电金属零件之间承受频率为60 赫兹
的正弦电压测试，持续时间为 1 分钟。

对于额定电压为250 伏或者少于250 伏
的，测试电压为1000 伏，对于其他所有类型的电机，测试电压为1000 伏加上
电机额定电压的 2 倍额定电压值。

8.2 为了判断电机是否符合8.1 的要求，电机的测试使用容量为500 伏安或者更大
的变压器，该变压器的输出电压是正弦的并且是可变的。

使用电压从零开始逐渐
增大到所需的电压水平值并且保持在该值一分钟。

使用电压采用充分一致的增加
速率，并使用正确指示的电压表来确认。

当所使用的测量设备的输出端在整个测
试周期内可以保持在一个需要的输出电压值时，变压器的容量可以少于500 伏
安。

9堵转耐久性测试
9.1 跟随绝缘介质耐电压测试，第八章之后，电机立刻在堵转温度测试，第七章的条
件下重新施加电压，持续时间为15 天。

9.2 在15 天结束之后，电机应该符合以下要求：
a) 没有迹象表明绝缘受到过度的退化。

绝缘的轻微变色符合本标准要求的
意图。

烧焦或者变脆的程度达到当绕组被拇指擦拭时可以使得绝缘的剥落或
者材料的去除时不符合本标准要求的意图。

b) 接在接地导线上的保险丝不能打开。

9.3 另外，使用电机额定电压两倍的电压施加于电机绕组和外壳之间，不能出现电气
故障。

第三部分热装置保护型电机
结构
10总则
10.1 热保护型电机不要符合UL 1004，电机的标准的要求。

10.2 当保护器或者电机绝缘发生改变时，需要进行电机/保护器配合器性能的评估。

10.3 电气绝缘系统等级不是A 类的电机应该符合UL 1446，绝缘材料系统的标准，一
般要求所指出的绝缘等级要求。

10.4 作为接地系统完整性一部分的电气绝缘，如环氧树脂涂层。

应该符合UL UL 1446，
绝缘材料系统的标准，一般要求中所指出的这样系统的要求。

10.5 带有多种类型包围层的开式电机，它的每一种结构都应该如本标准所指出的那样
进行18 天或者60 个循环的堵转耐久性测试。

测试最后，包围层的移动不能造成
电气间隙的减少，对保护器安全性产生有害的影响，或者暴露非绝缘的带电零件。

10.6 任何一个在电机内部使用的保护器，应该符合第四部分的要求。

11电气间隙
11.1 接线端子是现场接线的保护器，端子之间的间隙不能少于表格11.1 中所指出的数
值。

对于安装在电机罩壳内部的保护器，保护器零件和电机上面其他指定零件之
间的间隙不能少于表格11.2 中所指出的数值。

对于安装在电机罩壳外面的保
护器，电器间隙不能少于表格11.3 所指出的数值。

表格11.1
在电机罩壳内部的现场接线端子的最少电气间隙
Potential involved Minimum s pacing between wiring terminals and between terminals and other uninsulated metal parts not always of the same polarit
a
,through air or over
y
surface
Volts Inch(mm)
250or less More than2501/4
3/8
(6.4)
(9.5)
a
Applies to the sum of the spacings involved where an isolated dead part is interposed.See11.2.
表格11.2
安装在电机罩壳内部的保护器的非现场接线端子的最少电气间隙
Minimum spacing between uninsulated live parts of opposite polarity, and an uninsulated
a
live part and an exposed dead metal part, including the enclosure inch (mm)
Potenti al involved
b
Motor diameter 7 inches (180 mm) or less Motor diameter more than 7 inches
b
(180 mm)
Volts Over surface Through air Over surface Through air
0 ? 150 151 ? 300
c
3/ 32 (2.4)
3/32 (2.4)
1/4 (6.4)
3/32 (2.4)
3/32 (2.4)
1/4 (4.4)
1/4 (6.4)
1/4 (6.4)
3/8 (9.5)
1/8 (3.2)
1/4 (6.4)
3/8 (9.5)
a
Film coated wire is an uninsulated live part.
b
This i s the diameter, measured in the plane of the laminations, of the circle circumscribing the stator frame, ex cluding lugs, fins, and box es, used solely for motor mounting, cooling, assembly, or connection.
c
For a motor rated 1/3 horsepower (249 watts) or less, these spacings are not to be less than 1/16 inch (1.6 mm).
表格
11.3
安装在电机罩壳外部的保护器的非现场接线端子的最少电气间隙
Minimum spacing between an uninsulated live part and a metal enclosure
Potential involved
a
Motor diameter7inches(180mm)or less Motor diameter more than7inches(180
mm)
a
Vo lts Over sur f ace Through air Over sur f ace Through air
0? 300 301?1/4(6.4)
3/8(9.5)
1/8(3.2)
1/4(6.4)
1/4(6.4)
3/8(9.5)
1/4(6.4)
3/8(9.5)
a
This is the diameter,measured in the plane of the laminations,of the circle circumscribing the stator frame,excluding lugs,fins,and boxes, used solely for motor mounting,cooling,assembly,or connection.
11.2 对于插在或者接近以下零件之间的隔离不带电金属零件：
a) 极性相反的带电零件；
b) 带电零件和暴露的不带电金属零件；
c) 带电零件和可以进行接地的不带电金属零件；当隔离的不带电金属零件和两
个前面所指出的零件之间的总的距离不少于表格
11.2 所指出的值时，隔离的不带电金属零件和前面所指出的任何一个零件之间
的最少电气间隙是3/64 寸（1.2mm）。

11.3 当绝缘垫圈或者硫化纤维或者相似材料的厚度不少于1/32 寸（0.8mm）并且它们
的位置或者它们的材料不会受到电弧的有害影响时，它们可以使用电气间隙少
于预期值的值的地方。

例外1：带有的空气间隙值不少于要求的最少空气间隙值50%的厚度不少于1/64
寸（0.4mm）的硫化纤维可以被使用。

例外2：符合17.2~17.4 要求的厚度少于指出值的绝缘材料或者其他绝缘材料可
以被使用。

性能
12总则
12.1 所有的电机，除了那些被热短路器或者单向操作装置保护的电机以外，应该符合堵
转温度，第十四章，和堵转温度耐久性测试，第十六章的要求。

12.2 运转发热测试，第十三章，仅在制造商的要求下才进行测试，或者在符合最终产
品使用标准的要求下进行。

仅进行过运转发热保护测试的电机应该根据22.6
的要求进行标记。

12.3 所有的保护器都要符合第十八章，短路限制测试的要求，和如果有要求的话，符
合第十九章，保护器绝缘测试的要求。

12.4 性能测试应该在具有代表性的电机/保护器联合器样机上进行。

样机的数量根据需
要受保护的电机的范围的要求来确定。

12.5 保护器的校准公差超过名义使用温度的5/3EC 的或者超过闭和温度的5EC 的，
应该根据12.6 的要求进行测试以确定较大公差保护器的预期堵转循环寿命。

12.6 根据12.5 的要求，以下的电机/保护器联合器应该进行测试：
a) 校准为在最高温度断开的保护器样机，应该进行本标准规定的所有测试；
b) 校准为在最低温度断开在最高温度关闭的保护器样机，应该进行第十六章，
堵转耐久性测试，持续时间为18 天的试验除外。

12.7 热电偶布置在所有绕组的线圈表面，和除了换向器之外的所有暴露在电机内部的
零件的表面上。

在线圈上的热电偶应该布置在实际导电材料上，或者它被厚
度不超过整体电线绝缘的材料所隔离。

12.8 测试可以在单独的一台或者多台电机/保护器联合器上进行。

当使用单独的一台
样机时，在下面章节中顺序出现的测试应该也要在这台样机上进行。

12.9 在测试过程中，如果次级或者支撑式保护器工作了，那么将初级保护器拆除或者
旁路，然后将测试重复。

12.10 多相电机应该提供保护器以使得每一相的绕组都受到热保护。

12.11 单向操作型装置在温度高于减去35EC（减去31EC）的情况下不能使自己复位。

13运转发热温度测试
13.1 连续工作制电机
13.1.1 连续工作制电机应该在它的铭牌标记电流和使用的测试电压下负载运行直到电
机绕组的温度变为一个常数。

在电机铭牌标记的电流下运转时保护器不能打开。

负
载以小的增量逐渐增大直到电机获得不会使保护器打开的最大负载。

例外：如fan
工作电机可以除外。

13.1.1.2 当电机—保护器联合器在它可以带动的最大负载情况下运行并且不会使得保护
器断开电路时，最大负载下的稳定绕组温度不应该超过表格13.1 所指出的温
度值。

表格
13.1
最大绕组温度
Maximum winding temperature Motor insulation system E C E F
Class A Class B Class F Class H 140
165
190
215
284
329
374
419
13.1.2 多相电机
13.1.2.1 连续工作制多相电机的测试应该在正常的多相操作和单相操作等两种情况下进
行。

例外：空调里的电机不需要在单相使用条件下进行测试。

13.1.2.2 对于单相测试，施加电压于电机并且调整电机负载使得它工作在额定电流状
态下。

断开一条电机电源线。

在给电机加负载之前需要使电机绕组的温度再次
稳定下来。

在断开电源线之后，电机在保护器断开之前可以停止下来或者继续运
转一段很短的时间。

当电机绕组的温度不超过表格14.1 中所指出的值时，这样
就可以满足本要求的目的。

单相运转发热测试在这点上结束。

13.1.3 最终跳闸电流
13.1.3.1 额定功率超过1 马力的机保护器的最终跳闸电流不能超过表格13.2 中所指出
的电机满载电流的百分比。

满载电流不是标记在铭牌上的电流，它是表格18.3
或者表格18.4 中所指出的其中一个值。

表格13.2
最大最终跳闸电流
a Full-load current
Amperes
Ultimate trip current:
b Maximum percentage of full-load current
9.0or less 9.1to20.0 20.1or more 170 156 140
a
See13.1.3.1.
b
See13.1.3.3.
13.1.3.2 电机应该在每一种电压和速度连接的情况下符合13.1.3.1 的要求。

例外：在低速度时的标记功率少于或者等于 1 马力的多速度电机，在它以低速度运转时，不需要符合本要求。

13.1.3.3 表格13.2 不适用于在单相条件下运转的多相电机。

13.2 间断工作制电机
13.2.1 间断工作制电机应该在它的铭牌标记的电流和使用的测试电压下运行。

调节负
载和/或者电压直到电机可以在保护器没有断开的情况下运行。

13.2.2 跟随 13.2.1 的程序之后,最大负载下的稳定绕组温度不能超过表格 13.1 中所指出
的值。

13.2.3 多相电机的测试应该在多相环境下进行。

13.3 fan 工作制电机
13.3.1 跟风扇叶片或者风冷装置偶合的电机在没有风扇，没有负载并且轴可以自由转
动时，在使用的测试电压下运转。

a) 在保护器没有断开电路的情况下，热平衡状态下的绕组温度不能超过表格
7.1 中所指出温度极限值；
b) 当保护器断开电路时，绕组不能超过表格14.1 中所指出的温度值。

13.2.2 多相电机的测试应该在多相的条件下进行。

14堵转温度测试
14.1 总则
14.1.1 电机轴使用低热传导率的材料将起堵转在固定的位置上。

14.1.2 测试之后，电机应该符合以下要求：
a) 线圈温度不能超过表格14.1 中所指出的温度值；
b) 接在接地导线上的保险丝不能断开；
c) 没有严重或者延长的冒烟或者燃烧；
d) 绝缘不能脱落，硬化，或者烧焦。

绝缘的轻微变色符合本标准要求的意图。

烧焦或者硬化的程度达到当用拇指擦拭时会引起绝缘的脱落，或者材料的
去除时不符合本标准要求的意图；
e) 伴随的零部件如电容器或者启动继电器等不能有任何的电气或者机械故
障。

当电机绕组的检查需要拆开电机时，该检查的进行需要在第十六章，堵转耐久
性测试之后就进行。