发电机振动与冲击测试的主要执行标准有哪些内容

发电机是电力系统的核心动力设备，其机械稳定性直接关系到电网安全——过度振动可能引发轴承烧损、绕组绝缘老化甚至转子失衡，而冲击则可能在运输、安装或极端工况下破坏结构完整性。为确保振动与冲击测试的一致性、可靠性，全球及国内形成了多套专业执行标准，这些标准覆盖测试方法、限值要求与评价准则，是发电机设计、制造与运维的重要技术依据。

IEC 60034-14：旋转电机转子平衡与振动的基础要求

IEC 60034-14是旋转电机领域关于振动与平衡的核心标准，适用于额定功率1MW及以上、转速超过150rpm的同步发电机与异步发电机。标准的核心是“转子平衡品质”与“运行振动限值”两大维度——平衡品质采用G等级划分（如G2.5对应3000rpm时，许用不平衡量为2.5mm/s的振动速度），要求转子出厂前通过动平衡试验达到设计等级；运行振动则针对轴承座或机壳，测量参数包括峰峰值位移（μm）与有效值速度（mm/s），例如3000rpm发电机的轴承座垂直方向峰峰值振动不得超过45μm，有效值速度不超过4.5mm/s。

标准还规定了测试前提：电机需在额定电压、频率下运行，空载或带额定负载，且运行30分钟以上至温度稳定。传感器安装要求严格——需固定在轴承座的刚性部位（如轴承盖顶部），避免机壳薄弱处，防止信号衰减；测试时需记录环境温度（≤40℃）与湿度（≤85%），排除外界因素干扰。

ISO 10816：非旋转部件振动的分级评价准则

ISO 10816是机械振动领域应用最广的评价标准，针对发电机非旋转部件（轴承座、机架、定子机座）提供分级体系。标准将机器分为四类：Ⅰ类（≤15kW小型机）、Ⅱ类（15-75kW中型机）、Ⅲ类（>75kW大型固定式机器，如发电机）、Ⅳ类（大型旋转机械，如汽轮发电机）。

对于Ⅲ类发电机，不同转速下的振动限值明确：1500rpm时，有效值振动速度“良好”等级≤2.8mm/s，“可接受”≤4.5mm/s；3000rpm时，“良好”≤4.5mm/s，“可接受”≤7.1mm/s。这些限值基于“振动速度”指标，因为速度与振动能量直接相关，更能反映机械损伤风险。

标准还要求采集时域（峰峰值、有效值）与频域（频率谱）信号——频域分析可识别振动源：1倍频（与转速同步）对应转子不平衡，2倍频对应联轴器不对中，高频（>1000Hz）对应轴承磨损。测试频率范围需覆盖10-1000Hz，确保捕捉主要振动成分。

GB/T 10068-2008：轴中心高160mm及以上电机的振动评定

GB/T 10068-2008是国内对应IEC 60034-14的国标，适用于轴中心高160mm及以上的发电机（涵盖大部分工业级发电机）。标准按轴中心高划分限值：中心高160-225mm时，3000rpm轴承座峰峰值振动≤30μm；250-315mm时≤50μm；355-630mm时≤80μm。

测试位置明确为轴承座的垂直、水平、轴向三个方向——垂直方向反映转子重量引起的振动，水平方向反映不平衡力的径向作用，轴向反映联轴器的轴向串动。负载条件要求：电机需带负载至额定功率，或空载运行（若负载无法满足），但需在报告中注明负载状态。

标准还规定了振动测量的重复性要求：同一位置多次测量的偏差≤10%，否则需检查传感器安装或电机运行状态——比如基础松动会导致水平方向振动偏差增大。

DL/T 490-2016：水轮发电机振动监测的行业要求

DL/T 490-2016是国内电力行业针对水轮发电机的专用标准，解决其“低转速、大惯性、多振动源”的监测问题。标准要求在关键部位布置测点：机架测垂直与水平振动，定子机座测径向振动，推力轴承与导轴承测轴向与径向振动，同时同步监测轴承温度（温度升高会加剧油膜振荡）。

传感器安装要求严格：需用磁吸或螺栓固定在被测表面，安装面粗糙度≤Ra3.2μm，确保无相对运动；灵敏度需匹配振动幅值——测量10-100μm振动时，选100mV/g的加速度传感器。报警与停机值设定明确：机架峰峰值振动超100μm报警，超150μm停机；定子机座超80μm报警，超120μm停机。

数据记录要求保留连续72小时的振动趋势图，以及异常时的频率谱——比如水轮发电机的“弓状回旋”振动（频率为转速的0.4-0.6倍），需通过趋势图识别其随负荷变化的规律。

IEC 60034-27：旋转电机的冲击测试方法

IEC 60034-27针对发电机在运输、安装或极端工况下的冲击环境，规定了测试方法。标准将冲击分为两类：正弦冲击（模拟突然碰撞，如叉车掉落）与随机冲击（模拟复杂环境，如船用发电机）。正弦冲击采用半正弦波，峰值加速度10-50g，持续时间11-2ms；随机冲击功率谱密度0.04-0.4g²/Hz，频率范围10-2000Hz。

测试需在三个正交方向（X轴向、Y水平径向、Z垂直径向）各做3次，发电机需用原包装或等效方式固定，防止位移。测试后需检查部件状态：转子无变形（径向跳动≤0.05mm）、绕组绝缘电阻≥10MΩ（25℃时）、紧固件扭矩变化≤10%——若螺栓松动，需重新紧固并复测。

GB/T 22391-2008：电机振动测量的全流程规范

GB/T 22391-2008是国内电机振动测量的通用方法标准，覆盖从仪器到数据的全流程。仪器要求：加速度传感器灵敏度误差≤5%，频率响应5-1000Hz；振动分析仪分辨率≥12位，能区分0.1μm位移变化。

测试前准备：调整电机水平度≤0.1mm/m（用水平仪测机座底部），紧固基础螺栓（扭矩符合设计值），预运行15-30分钟至绕组温度≤75℃。测试时，每个方向测3组数据，每组记录10秒（含10个振动周期），避免单次数据的偶然性。

数据处理：计算每组的平均值与最大值，绘制时间趋势图；频域分析需计算1倍频、2倍频的幅值占比——若1倍频占比超70%，主要原因是转子不平衡；2倍频超50%，则是联轴器不对中。标准还要求在报告中注明电机型号、转速、负载、测试日期等信息，确保可追溯性。