《電機遠程運維第1部分：在線監測與狀態評估要求》編制說明（征求意見稿）一、工作簡況1.任務來源本項目是根據《關于印發2022年第四批中國機械工業聯合會團體標準制修訂計劃的通知》（機械標【2022】198號），項目編號20220402，對項目名稱《電機遠程運維第1部分：在線監測與狀態評估》進行制定。主要負責單位為上海電機系統節能工程技術研究中心有限公司，計劃完成時間2023年11月，與中國電器工業協會雙編號發布。2.主要工作過程起草階段：由上海電機系統節能工程技術研究中心有限公司牽頭組織《電機遠程運維第1部分：在線監測與狀態評估要求》的制定工作，得到了行業內骨干企業的積極響應，成立了標準起草工作組。工作組通過調研電機遠程運維功能如何通過工業互聯網平臺的實現，針對實現在線監測和狀態評估功能要求從各類信號采集、預處理、特征參數計算、狀態評估與報警等內容的進行了分析與研究，形成了本標準的工作組討論稿。工作組于2023年5月30日，在常州召開了第一次標準會議，對標準工作組討論稿進行了討論。電機工業互聯網平臺是工業互聯網落地于電機行業的應用，工作組成員均是電機行業的專家，所以討論的重點在電機在線監測的精確度與狀態評估的實施上。通過充分討論與溝通，工作組對標準工作組討論稿進行了相應的修改，主要包括以下4點。（1）修改標準適用范圍，由機座號355及以下且額定功率45kW以上的中小型電機變更為所有接入遠程運維系統并網運行的工業用電動機。（2）增加5.5（a）中關于消除溫度采集信號干擾的要求描述。（3）規范全文的電壓信號均為瞬時電壓信號。（4）規范6.4（a）中對連續采樣的溫度數據去平均值的要求與方法。工作組根據專家意見進行修改，形成了本標準的征求意見稿。二、標準編制原則和主要內容1.制定標準的原則1）本標準的編寫格式按GB/T1.1－2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規則》；2）本標準在主要技術內容上與現行有效的國家標準的規定協調一致，并結合國內實際生產和使用的情況而制定。2.標準主要內容本標準對如何實現電機遠程運維的在線監測與狀態評估提出了要求，該功能在電機工業互聯網平臺架構下實現。標準對在電機工業互聯網平臺架構下不同層級所實現的在線監測與狀態評估功能進行了規范。規范了在線監測需采集的基本信號種類、采集要求，信號預處理方法，梳理出電機特征參數表與傳輸要求。本標準對電機狀態評估參數進行了基本的分類并給出評估的基本方法。并在此基礎上對報警做出分級，給出特征參數與評估參數下預測性維護計劃。3.解決的主要問題本標準適用于指導行業內電機生產廠家、電機使用企業、電機工業互聯網平臺軟件開發商以及產業鏈上下游相關服務商等利用電機工業互聯網平臺實現遠程運維的在線監測與狀態評估功能。標準給出了實現電機遠程運維的基礎性功能在線監測指導方法，在線監測是支撐電機遠程運維的基礎，標準解決了監測哪些信號，如何監測信號，如何處理信號的方法論問題，并在此基礎上給出電機的遠程在線評估電機狀態的基本方法、處理狀態報警的分級，以及預測性維護的要素。該標準解決了行業內電機產業鏈相關企業采用電機工業互聯網平臺實現電機遠程運維的基礎功能問題。三、對應國家標準和行業標準的說明本標準與GB/T10068-2020和GB/T14711-2013中小型旋轉電機通用安全要求之間的關系說明見表1和表2。表1本標準與GB/T10068-2020的質量技術指標對照表序號質量技術指標本標準GB/T10068-20201振動測量點按GB/T10068-2020中7.2.1的規定，對于振動測量點，測量全部或部分測量點的振動，也可以使用安裝在上述測量點的多軸振動傳感器替代部分測量點對帶端蓋式軸承的電機，測量振動強度等級適合的測點和方向如圖2所示；對不拆卸零部件不可能按圖2布置測點的電機則按圖3所示位置；對具有座式軸承的電機見圖4。當測量不能按圖2或圖3進行時，供應商和用戶之間宜進行協商。圖5適用于立式安裝的電機。2振動傳感器振動傳感器要按照GB/T10068-2020中7.4規定。振動傳感器與電機表面的接觸應按照傳感器制造廠的規定，不得干擾被試電機運行時的振動狀態。為此，傳感器裝置的總耦合質量應小于電機質量的五十分之一。3測量設備振動傳感器的精度為5級或更高，平坦的頻響范圍在僅要求計算振動有效值時應滿足GB/T10068-2020第五章的要求，但若對頻譜分析有要求，平坦的頻率響應范圍為2Hz~2kHz或更高，采集板采樣頻率為2kHz或更高，連續采樣時間不應低于50個基波周期。按ISO2954的要求，測量設備應能夠測量振動的有效值，其平坦響應頻率范圍在10Hz～1000Hz。然而，對速度接近或低于600r/min的電機，平坦響應頻率范圍的下限值應不大于2Hz。表2本標準與GB/T14711的質量技術指標對照表序號質量技術指標本標準GB/T147111電氣間隙和爬電距離根據GB/T14711-2013第十一章的要求，應保證電壓/電流傳感器與周圍外露的帶電導體之間的電氣間隙和爬電距離11.1.1下列電氣間隙和爬電距離應不小于表4的規定。11.1.5導線連接器，包括壓力型連接(快速連接型)應防止轉動或移動，以防電氣間隙和爬電距離減小到小于11.1.1的規定。除非連接器左右轉動30°時，電氣間隙和爬電距離維持不變；或當連接器的螺桿是絕緣的時候，防止連接器轉動措施可以省略。四、主要試驗（或驗證）情況分析1.標準中主要技術內容確定的依據本標準的制定通過對GB/T29626-2019《汽輪發電機狀態在線監測系統應用導則》、GB/T28570-2012《水輪發電機組狀態在線監測系統技術導則》、電力行業發布的DL/T1971-2019《水輪發電機組狀態在線監測系統運行維護與檢修試驗規程》、DL/T1163-2012《隱極發電機在線監測裝置配置導則》等相關標準的分析與借鑒，并結合電機原理與工業互聯網技術確定了主要技術指標。2.標準試用或驗證的情況標準中規定的在線監測與狀態評估方法通過電機行業工業互聯網平臺在實際的系統搭建與應用落地過程中得到驗證，驗證了標準中電流、電壓、溫度、振動等信號采集預處理要求的適用性與狀態評估計算法的準確性。五、標準中涉及專利的情況本標準不涉及專利問題。六、預期達到的社會效益、對產業發展的作用等情況電機在我國各行業的各類機械與電氣設備上的應用占比很高。作為設備機械動力源的電機，其安裝使用和維修更換的過程往往是極為耗時費力的，一旦出現任何故障或損壞造成設備停產，會給企業帶來不小的經濟損失，比如設備停機導致產能效率下降，以及因電機損壞而發生設備二次損傷等等。電機系統狀態對企業生產效率的提高、精益生產及制造智能化發展具有重要意義。電機的損毀對安全生產及經濟效益造成巨大影響，同時電機現場運維條件復雜，尤其是風電、油田、核電等企業現場條件惡劣，特殊工況下的人工巡檢易產生安全隱患與突發情況，在線監測采樣頻率可按要求設定，狀態評估為設備預警，故障診斷，智慧決策提供評判標準。所以電機遠程在線監測與狀態評估對企業以及整個電機行業具有重大意義。近年來制造業數字化升級轉型成為一種趨勢，工業互聯網是信息技術與制造業深度融合的產物，利用工業互聯網技術可實現電機全壽命周期數據的采集，監測與處理。在線監測有效數據，實時了解機組運行狀態，及時準確地發現在線機組異常狀態、預防故障；通過遠程在線監測及狀態評估，可對設備運行進行必要的指導，提高設備運行的可靠性、安全性和有效性，提高生產效益，降低故障率，增加經濟收益。在線監測及狀態評估為保證設備發揮最大的設計能力，制定合理的檢查維修制度，充分挖掘設備的潛力，延長服役期限和使用壽命，減低設備全壽命周期內的費用提供強有力的數據支撐。同時，通過檢測監視、性能評估，為設備結構修改、優化設計、合理制造及生產過程提供信息。綜上，電機遠程在線監測與狀態評估對設備的可靠運行，企業經濟效益以及社會效益意義重大。七、與國際、國外對