SPECIFICATIONS OF MOTORS AND STARTERSFOR NAVAL SHIPS

          EED­Q­071 (R4)

          May 14

1

M A T E R I A L   B R A N C HDIRECTORATE OF ELECTRICAL ENGINEERING

I N T E G R A T E D   H E A D Q U A R T E R SM O D   ( N A V Y )

 ‘D’ WING, SENA BHAWANN E W   D E L H I   1 1 0 0 1 1

Record of Amendments

SL NO AMENDMENT AUTHORITY

DATE

SIGNATURE

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.

Revision Note: ­ Nil

Historical Record: ­ Nil 

2

      

Contents

Section Subject Page No

I Scope 6II Related Documents 7­8III Definition 9

IVInformation and Drawings Supplied While Tendering   10

V Motors 11­23VI Starters 24­34VII Inspection & Testing 35­42VIII Drawing & Documentation 43­50IX Spares and Product Support       51­52

         

Sl No Appendix Page No1. Appendix A   `X’ Form 

53­54

2. Appendix B   Commercial Motors 55­56

3. Appendix C   Shock Curve NSS Grade­I­Appendix ‘C’ 57

4. Appendix D  Shock Curve NSS Grade –II­Appendix ‘D’  58

5. Appendix E   Standardised Range of Motors  59

6. Appendix F   Power Supply Characteristic of Ships Main AC Supply 60

7.Appendix G   Standardised Range of Starters and Motors for Various Services

                              61

8. Appendix H     Test Required On AC Motors and their Control Gears

62­63

9. Appendix J     Chart  on Type 2 co­ordination  for Starters.   

64­66

                                         

3

.

Introduction

1. This EED­Q­071 (R4) Electrical Specification applicable to all  AC Motors and starters  being fitted onboard Indian Naval Ships and Crafts and is sponsored by the Indian Navy, Naval Headquarters, Directorate of Electrical Engineering, Sena Bhavan, New Delhi  ­ 110 011

2. It is to be applied as required for contracts concerning supply of Motors and Starters for Indian Naval ships

3. If   it   is   found   to   be   technically   unsuitable   for   any   particular   requirement,   the Sponsor is to be informed in writing of the circumstances with a copy to Directorate of Electrical Engineering, Naval Headquarters, Sena Bhavan, New Delhi­110011

4. Any user of  this Specification may propose an amendment  to  it.  Proposals  for amendments which are:­

(a) Not directly applicable to a particular contract are  to be made to the Sponsor of the EED­Q­071 (R4).

(b)  Directly  applicable  to a particular  contract  are  to be  dealt  with  using existing procedures or as specified in the contract.

5. No alteration is to be made to this EED­Q specification except by the issue of a formal amendment by Director of Electrical Engineering, Naval Headquarters. 

6. Unless otherwise stated, reference in this EED­Q specification, to “approval”, “approved”, “authorized” or similar terms means “by the Naval Headquarters”.

7. Applicability. This applicability of the revised EED­Q­071 (R4) is as follows:­ 

(a) All new procurements by Commands/Dockyards. 

(b) All  procurements  by  Shipyards   for  new construction  ships  where   the build specs specifically indicates the revised EED. 

(c) The revised EED will  not be applicable to any existing orders or any repeat orders for ongoing / existing contracts which are being progressed as per the earlier EED EED­Q­071 (R3).

4

SECTION ­ I

SCOPE

0101. This  specification  covers   the  Statement  of  Technical  Requirements   for  A.C motors and their control gear (Starters) to be fitted on Indian Naval Warships and other  Naval   ships/crafts  built   in  accordance  with  classification  society’s   rules  and regulation.     The   A  C  Motors,  Starters   and  associate   control   equipment   shall   be designed to meet the input supply characteristics and duty cycle. The design is to be catered for the most adverse of the environmental and electrical conditions. It also specifies   the   design,   performance,   various   tests   required   and   their   procedures, documentation, supply of onboard and Base & Depot spares.  

0102. Consideration to departure from the specification will be given when difficulties are   encountered   during   the   construction   of   machine.   Any   deviation   from   these specifications would be considered only with prior approval of NHQ/DEE.

0103. Statement   of   requirement   is   to   be   deemed   to   take   precedence   over   this specification and any other documents quoted therein. 

5

SECTION II

RELATED DOCUMENTS AND APPLICABLE STANDARDS

0201. The following documentation or the latest issue in effect is to form a part of this specification to the extent specified herein, except where a specific issue is indicated. In   case  of   a   conflict   between   the   contents   of   this   document   and   the   applicable portions   of   the   referenced   documents,   the   contents   of   this   document   shall   take precedence.

0202. Reference to following documents is made in this EED­Q:

SL No Related Documents Clause(a) IS­325/IS   12615:2011   Specification   for   three   phase 

induction motor5.4.2.5.3(B)

(b) IS­919 Part 1 & Part 2 Recommendation for limits and fits for engineering  

3.7.20

(c) IS­1231   Dimensions   of   three   phase   foot   mounted induction motors   

44.1.1

(d) IS­1897 Copper strip for electrical purposes  3.11.1(e) IS 2293:1974/IS 2048 Specifications for parallel key   

and key­ways                            3.7.18

(f) IS­2101   Recommendations   for   limits   and   fits for size above 500mm up to 3150mm 

3.7.20

(g) IS­2223 Dimensions of flanged mounted AC induction motors    

4.1.1

(h) IS­2254 Dimensions of vertical shaft motors for pumps  4.1.1(j) IAS­2292 Specification for taper key and key ways  3.7.18(k) IS/IEC 60034­5 Degrees of protection provided by 

enclosure for rotating electrical machinery5.4.4.1.2

(l) IS­4825 Laboratory and reference thermometers 5.4.2.5.3(a)(m) IS 12615: 2011 Energy efficient three phase squirrel 

cage induction motors 17.1

(n) IBS­970 Wrought steels in the form of Blooms, Billets,  3.7.166

SL No Related Documents Clausebars and forging        

(p) BS­1399  Definitions,   formulae  and   constants   part   1 relating to the humidity of air  

3.7.19

(q) BS­1400   Copper   alloy   ingots   and   copper   alloy castings                

3.6.2

(r) IS/IEC   60079­0:2004,   IS/IEC   60079­1:2007 Construction and testing of  flame proof enclosure of electrical apparatus                   

3.2.1(b)

(s) BS   6121/EN   624440­2013   For   double   compression cable glands of Brass as per BS­6121, with IP 67/68 Protection.

­

(t) JSS­55555 Environmental tests methods for Electronic and Electrical equipment 

5.4.4.1.3 to 5.4.4.1.5

(u) NES­632 ­ Requirement of AC & DC Motors ­(v) NES­636 ­ Requirement of AC & DC starting control 

gear (starter)­

(w) IS­2147 ­ For enclosures of Motors and Starters.   ­(x) NES­501­   General   requirement   for   the   design   of 

electro technical equipment­

(y) BS­ 5424­ Control  Gear voltages upto and  including 1000 VAC part 1 – Contactors.

­

(z) NES 0723 Tally/diagram plate ­

  

              

     

                              

            

                   

 

7

 

.

 

 

                                     

SECTION III

DEFINITIONS

0300. Vendor/Firm/OEM.  The agency responsible for undertaking the actual design task   and   for   producing   the   Configuration   Definition   of   the   equipment.     For   the purposes of this EED­Q the Design Authority will normally be a Contractor entrusted with a Development Contract supported by a Statement of Technical Requirements (SOTR).    The Design  Authority  may sub­contract  some of   the  detailed  design  or drawing work,  but  nevertheless retains  the ultimate technical  design responsibility. The Design Authority ‘Certifies’ the manufacturing drawings, and in so doing accepts responsibility for the technical correctness of the design.

0301. Main Contractor: The manufacturer legally contracted by Indian Navy and/or the delegated design agent to supply the overall functioning unit.

0302. Statement of Technical Requirements (SOTR): The description of a  job or package of work for the full development or limited development of a ship, system or equipment.   A form of specification that must convey the intent of one party  to another in such a way that there is never any doubt on the meaning of each and every individual requirement.   A number of SOTR’s may be required in order to state the requirement   for   the stages within   the  total  development   task   the  final  outcome of  which will be a Configuration Definition.  

8

SECTION IV

INFORMATION AND DRAWINGS TO BE SUPPLIED WHILE TENDERING

0401. The   preparation   and   submission   of   Approval   and   As   Made drawings/information, when called for in the contract or order, is to be in accordance with NES 505, NES 628 and NES 722.

0402. For Tender drawings/information see NES 628.

0403. When tendering for electric motors the Design Authority/Main Contractor is to raise an ‘X’ Form or specification based on the ‘X’ Form detailing Mandatory Design Requirements (see Appendix ‘A’ ).

0404. When called for, tender drawings of the starters are to comprise three clear prints   of   the   outline   of   the   equipment,   showing   approximate   overall   dimensions, estimated   weight   and   position   and   size   of   mounting   arrangements.     For   tender purposes these drawings may be submitted in the Contractor’s own style and format.

9

SECTION­ V

MOTORS5. General 

0501. Motors are the workhorses of electrical systems on board ships and therefore must be   constructed in accordance with the specifications and in strict compliance to the   approved   drawings.     Deviations,   if   any,   from   these   specifications   shall   be accorded by NHQ/DEE.   

0502. Any approved alteration or addition of a minor nature found necessary during the construction of the motor is to be carried out by the manufacturer without extra charges. The manufacturer is to keep in mind continuously the fact that, economy of weight and space is of utmost importance.

0503.  Wherever   items are  described  in  specification  and are  not   indicated  in   the drawings OR are indicated in drawings but not described in specifications; such items are deemed to be the requirement of both specifications and drawings.

0504.   The   manufacturer   shall   ensure   attaining   specified   quality,   workmanship endurance, and electrical characteristics of the motor.

10

0505.   All   components,   fittings,   fixtures   etc.   shall   be   of  reputed  make   and   their installation work shall be in accordance with the standard marine practice and shall  satisfy NHQ/Inspecting Agency.

0506. All parts, sub­assemblies and components shall comply with the requirement of drawings and specification to the satisfaction of the NHQ/Inspecting Agency.

0507. No materials, parts, components or complete units, which have been rejected, shall be retreated or adjusted without the approval of the NHQ/Inspecting Agency.

Technical Specifications

0508. The motors shall be capable of developing specified rated output at specified environmental   conditions,   ambient   temperature,   voltage   and   frequency.     While developing the rated output at such extreme conditions, the temperature rise of the motor shall be maximum 20 deg C (As per IS 12615:2011,CL No 4.3) higher than the permitted   temperature   rise   at   nominal   voltage,   frequency   and   temperature.   The motors   are   to   be   manufactured   for   satisfactory   performance   under   the   following conditions and input supply characteristics /specifications:­

            (a) Rated voltage  :   380V, 415V or 440V

(b) No of phases  :   3(Three)   Phase,   3(Three)   wire   supply system

(c) Voltage Tolerance

(i)       Steady state         :  + 0.5% at all load.(ii)      Voltage range  :  ­15% to + 10%(iii)      Recovery time     :  1 second. (One second)

(d) Frequency

(i)   Nominal frequency  :  50 Hz or 60 Hz.(ii)  Constant load tolerance :  + 0.5 Hz or + 1.0%(iii) Load range tolerance  :  +1 Hz or + 2.0%(iv)  Transient  :  + 2.5 %(v)       Time of recovery  :  2 Sec to within 1% of transient(vi)  Frequency range  :  +/­ 3%

(e) Cooling   :  Air Cooled   

(f) Enclosure :  IP 56­Motors installed below deck   IP 57­Motors installed on weather deck   IP 58­Submersible motors upto 10 mtrs.   IP 68­ Submerged beyond 10 mtrs.

11

(g) No of Poles                   :  (As specified in SOTRs)

(h) RPM :  (As specified in SOTRs)

(j) Frame size                :     Scope   of   Appendix   ‘(E)’has   been enhanced  to  include motors capacity up to 350 KW as  against   the   earlier   upper limit of 110 KW.

(k) Frequency   at   rated load

:  50 / 60 Hz (As specified in SOTRs)

(l) Power factor  :   0.7   lagging  upto  5  KW   for  2/4/6  pole motors.     0.8 lagging above 5 KW for 2/4/6 pole motors.   For   motors   with   lower   RPM   (8Pole, 10Pole,  12Pole,  16Pole,  20Pole,  24Pole &   32Pole)   as   well   as   motors   for multispeed   the   value   will   be   as   per agreement   between   manufacturer   & purchaser

(m) Rating :   Rating   of   motor   shall   be   normally continuous   rating.   Only   for   specific application   short   term   rating   will   be specified in SOTRs/TSP documents

(n) Bearings :  Suitable bearings meeting the specifications mentioned at para 0554 of section V to EED­Q­  71(R4)   be  provided  at   both  driving  and non­driving ends.

(p) Efficiency :  Motor should conform to efficiency class IE­2(High   Efficiency)   as   per   IS   12615: 2011:   For   motors   with   lower   RPM   (8Pole, 10Pole,  12Pole,  16Pole,  20Pole,  24Pole &   32Pole)   as   well   as   motors   for multispeed   the   value   will   be   as   per agreement   between   manufacturer   & purchaser

    Environmental Conditions

0509. The design of the Motor is to catered for the most adverse of the environmental and ambient conditions. The AC Motor and control equipment shall conform to the following specification:­ 

12

Ambient temperature   :   0 to 55 deg CRelative Humidity        : 30­100% at 35 deg C.Ship Motion          : LIST    ­ 30 deg

   ROLL     ­ + 30 deg   PITCH    ­ + 15 deg

Shock and Vibration Requirement

0510. Motors are to be designed to withstand their full shock levels without allowing for the protection afforded by shock mountings.

0511. Motors   shall   comply   with   either   of   the   following   shock   standards   to   be stipulated in the SOTR.

(a) Indian Naval shock grade curve “A” or NSS­I (Appendix ‘C’) in conjunction with BR­3021.  All motors which affect the ship’s combat efficiency come under this category.

(b) Indian Naval shock grade curve “B” or NSS­II (Appendix ‘D’) in conjunction with BR­3021.  All motors which do not affect the fighting capability of the ship come under this category.

0512. In general, the shaft deflection under designed shock and acceleration shall not exceed the air­gap dimension.

0513. Motors shall be capable of withstanding forced vibrations within the range of 5 to 33 Hz for major warships and 7 to 300 Hz for minor warships and other naval  ships/crafts built in accordance with society’s rules and regulations.  Precautions must be taken against vibration excited by any attached driving or driven machinery having reciprocating parts.

0514. The fixing position for shock vibration mountings are to be such that the height  of the machine center of gravity above the plane of fixing does not exceed one half of the minimum span of the mountings.

Design and Performance

0515. Unless   otherwise   specified   in   the   Statement   of   Technical   Requirements (SOTRs), motors are to be suitable for operation on 380V, 50Hz, 3 phase/415V, 50 Hz, 3 phase or 440V, 3 phase, 60 Hz supply depending on the main power supply of the ship.

0516. Where possible the dimension of the motors are to be in accordance with IEC 60072­1 / IS 1231 for foot mounting & IS 2223 for flange mounting motors. 

13

0517. Where   motors   are   to   be   integrated   with   driven   component,   e.g.   pumps, blowers,  winches,  etc.   the  Statement  of  Requirement  will  specify   that  a  minimum margin of 7.5% should exist between the motor’s output and input power.

0518. A preferred range of AC motors known as standard range of motors has been developed for use in IN ships and is to be used whenever possible.   Details of the range of motors are given at Appendix ‘G’.  Where the preferred range of motors does not meet a particular requirement the motor manufacturer is to submit proposal for an individual design to meet the requirements in the SOTRs based on this EED­Q. 

0519. All  3 phase motors are to be star connected and be provided with suitable starter/controller as specified in the SOTRs. Starter/controller to be used with a motor be selected from Appendix ‘G’ to EED­Q­071(R4) based on the application. 

0520. For 3­phase motors the terminal markings, phase sequence and rotation are to be strictly in accordance with IEC 60034­8.  In case of motors designed for rotation in  either direction (fitted with bi­directional fans) the clockwise direction is to be obtained by connecting U, V, W to A, B, C in accordance with IEC 60034­8.  Reverse direction can be achieved by reversal of one pair of the supply connections.  See NES 627 for direction of rotation arrow.  The direction of rotation is that observed when facing the drive end.

Operating Conditions

0521. The motors shall be capable of developing specified rated output at extreme conditions of ambient temperature, and frequency.  While developing the rated output at   extreme   conditions   of   ambient   temperature,   voltage   and   frequency,   the temperature rise of the motor shall be maximum 20deg C higher then the permitted temperature   rise   at   nominal   voltage,   frequency   and   temperature.   (As   per   IS 12615:2011,CL No 4.3,)

0522. Although horizontal motor will normally be sited in a fore and aft direction, they are  unless  other  wise specified,   to  be  capable  also  of  operating with   their  shafts athwart ship.  Axial flow and centrifugal fan motor are to be capable of operating with their shafts in any orientation.

Protection

0523. Motors need accurate and reliable protection at an economical cost. While the protection   requirement   for   electric   motor   may   seem   straightforward,   it   would   be incorrect   to   address   this   aspect   in   the   same   way   for   every   application.     Each application  has   its  own   requirements  depending  on   the   load,   type  of   installation, environmental conditions and stability of power supply. Wide variety and technology in the  field  of  starters  exists and  there  is a need  to  select   the right   type of  starters meeting the specific requirements. Where more accurate protection is necessary to protect personnel or machinery these are elaborated in detail in section 6 on starters. 

14

0524. All motors  are  to  be  provided  with  a  means  of  protection  from  Voltage ranging  ­15% to + 10%. The protection system will be specified in the statement of requirements, and  the cage rotor  induction motors will  generally consist  of  a  type approved motor thermal protection system.

0525. The motor thermal protection system is to be designed to trip the motor out of  circuit when the winding has reached the maximum safe temperature of the insulation.

0526. The motor thermal protection system must detect the occurrence of maximum temperature by means of Positive Temperature Coefficient Thermistors (PT CT).  The PT CT are to be selected with reference temperature of 140 degree C for winding having class `F’ insulation and 180 degree C for class “H” insulation.

0527. A minimum of one PT CT is to be fitted in the winding of each phase.

0528. The PTCTs provided  in  each phase of   the  windings  shall  be  connected  in series and only one pair of leads shall be brought out to separate terminals in the motor terminal box.  The PTCT leads are to be taped to the stator leads for support.

0529. If the protection system called for in the statement of requirement differs from the above clauses, full details of the system, components and the test will be specified in the statement of requirements.

0530. The cross­sectional area of the connecting cables from terminals to the stator windings must not be less than the total cross­section of the winding conductor’s i.e., conductor X parallel paths.

0531. The  gland   to  be  provided  in   the  motor   terminal  box   for   the  motor   thermal protection system is to be as per BS 6121/EN 624440­2013 For double compression cable glands of Brass as per BS­6121, with IP 67/68 Protection

0532. Full  details of   the system, components and tests are  to be specified  in  the SOTRs if the required protection system differs for the foregoing.

Starting Current

0533. The value of starting current shall not exceed  7 to  8 times the full load current for motors of capacities up to 75KW and 4 to 5 times full load current for motors of  capacities above 75KW.  These values are applicable to direct on line starting only. No positive tolerance is allowable on starting current.     For Star­Delta/Reactive type starters,  the starting current for motors with star­delta starters should not be more than 3 times of rated current.  In order to limit the starting current values in line with standardised range of alternators on IN Ships, D.O.L starters shall be used for motors upto 15 KW rating.

15

0534. If the requirement of Clause 0533 cannot be met with Direct­on­Line starting, proposals are to be submitted to NHQ/DEE for a soft starter, star delta type, or two­step starter of Auto­Transformer type.  

Run­Up­Time

0535. The run up time (total starting time) with the motor driving its driven equipment with  the applied voltage at   rated voltage  is not   to exceed 8 seconds.    If   it   is  not  possible to meet this requirement, this is to be stated in the tender and the time and starting current proposed is to be given. Suitable schemes for starters and protection circuit is also to be provided in such cases.

0536. The run­up time, with the motor driving its driven equipment with the applied voltage at rated voltage, is to be such that the starter will not trip when the protective devices, are set for normal operation at specified ambient temperatures

Locked Rotor Torque

0537. All  motors  must  be  capable  of   the  specified   locked  rotor   torque under   the following conditions:­

(a) A supply voltage of 85%, of rated voltage for the duration of the starting period.

(b) Maximum and minimum permitted steady state frequency limits.

Pull­Out Torque

0538. The pull out torque of all motors at rated voltage must not be less than 175% of rated load torque. (Note: Negative tolerance is not allowed on any specified torque mentioned above).

Over Speed

0539. All   motors   are   to   be   designed   to   withstand,   without   excessive   noise   and vibration or damage, unloaded operation for a period of 15 minutes at a speed 15% in excess   of   the   highest   synchronous   speed,   i.e.   the   speed   corresponding   to   the specified frequency plus the frequency tolerance of the supply.

Stall or Fault Conditions

0540. Under conditions of stall from ambient temperature with all 3 phases intact the stator warm up is to be such that PTCT protection should preferably operate within 70 sec.  In the event of this being exceeded, it is to be declared at the earliest possible stage.

Over Loading

16

0541. Motor, initially hot or cold and when connected to a supply at rated voltage and frequency,   is   to  withstand  without  damage a   locked  shaft,  or  any  other  overload condition, for the maximum specified tripping time of the starter or for the operating time of a motor thermal protection unit.

Construction

 Economy of Weight

0542. Electrical motor fitted in warships/crafts are subjected to very severe condition of shock and vibration and hence due allowance must be given to these factors in  design.  Economy of weight and size in all Naval vessels is of great importance and all manufacturers are required to keep this continually in view. As far as possible the dimensions of A.C. motors are to be in accordance with IS­1231, IS­2223 and IEC 60072­1as applicable.

Quality of Materials and Workmanship

0543.  Various parts of the motor shall be made from the approved materials of the best quality/complying with the latest relevant Indian Standards/British Standards/IEC standards.     If   required,  samples  and  test   results  shall  be  submitted   for  approval,  before use.  The workmanship shall be of the highest order and to the satisfaction of  the Inspector. 

0544. Enclosures of Motors.   The type of the enclosure and where applicable, the method of cooling will be specified in the statement of requirements.  Definitions of the enclosures normally called for are given in Clause 0545.  

0545. The type of enclosures are:­

(a)   Drip Proof with Screen Protection.   A motor that is constructed so that falling liquid or particles cannot enter the machine either directly or by striking and running along a horizontal or inwardly inclined surface, or being drawn in by the ventilating air in an amount likely to interfere with insulation or operation. The maximum angle at which liquid or particles may fall is 45 degree in any direction from the vertical with the machine in its normal altitude.

(b)   Totally Enclosed.  A motor that is constructed so that the free exchange of air between the inside and the outside of the motor is prevented, except that a permanently open inverted T­shaped drain, or other approved type drain, is to be fitted in the base.

(c)   Water Tight.   A motor that is constructed to withstand when stationery, immersion in fresh water to a depth of 1 meter above the highest point on the motor for two hours, without leakage or damage.

17

(d)   Watertight,  Drained.   A watertight  motor   fitted,  after   testing  for  water tightness, with an open inverted T­shaped drain, or other approved type drain in the lowest part.

  (e)   Water Tight, Drained, Fan Cooled.   A Water tight drained motor fitted with augmented cooling by means of a shaft driven fan blowing air over the cooling surfaces and/or through the cooling passages, if any, incorporated in the machine.

(f) Submerged.      A   motor   that   is   constructed   to   withstand   continuous operation, starting and stopping when immersed in sea water to the specified depth or to the depth of 10 meters if not specified.

(g)    Flame Proof. A motor that is constructed to comply with the requirements of IS/IEC 60079­0:2004 & IS/IEC 60079­1:2007.

(h)  Flame Proof, Water Tight.   A flame proof motor which is also capable of complying with the requirements for “water tight enclosure and comply with the requirements of IS/IEC 60079­0:2004 & IS/IEC 60079­1:2007.

0546. Ventilation And Cooling. Ventilation openings must not be made in the faces of the drive end shields of pump motors.

0547. Where a fan is necessary to maintain the ventilation of a motor, it shall be shaft mounted.

0548. The  fan  is   to  be  designed  to   reduce air  noise   to  a minimum.    In  order   to achieve this the number of fan blades should not be equal to the number of poles or half the number of rolling elements in the bearings.  Preferably an odd number of fan blades should be used.

0549. In all motors the fan shall be constructed separately from the rotor and shall be positively driven from the shaft.  The fan is to be balanced whenever possible integral with the rotor and located so that it will assume an identical position on the shaft after any   re­assembly.   The   fans   of   motors   are   to   be   of   cast/fabricated   of   MS/   Cast Aluminum construction. However, for specific motors of large capacities (e.g. Steering motors,  Windlass motors  etc)  metallic   fan  blades,  as  recommended by   the  motor manufacturers/  specified  in SOTRs, may be used.   These metallic   fans are  to be treated with suitable chemical agents and are to be  installed on the shaft  with an unsalted bush, to avoid Bi­metallic corrosion between the shaft and the fan. The fan, in no way should affect the motor performance.  

0550. Stator and Rotor The   laminated   stator   core   is   to   be   positively   locked   to prevent axial and rotational movement.  The outer surface of the laminations must not  form part of the enclosure.

(a) Cage rotors shall be cast in construction.  Built up rotors with end rings brazed or welded to the bars in slots can also be permitted in specific cases. Cage materials shall be non brittle and resistant to salt, water and oil.

18

(b) The rotor core assembly is to be positively located on the shaft and must not become loose under the action of fluctuating torque vibration etc.

 (c ) The rotor core plate must be compressed axially between end plates and held   rigidly   in  place.    Axial,  movement  of   the  core  assembly  must  be prevented.

(d) Adequate measures such as skewing of slots should be taken to prevent cogging or crawling.  Where the reduction of noise is of prime importance, the slot should be skewed one slot pitch.

(e) Open or semi closed slots should normally be provided to facilitate easy repair, and the slot opening should be as small as possible consistent with the type of winding.

0551. Windings and Internal Connections

(a) All   rigid   and   flexible   conductors   forming   connections   to   or   between windings are to be insulated using class `F’ insulating materials.  Connections should   be   as   short   as   possible   and   adequately   supported   against   shock, vibration and faulty conditions.

(b) Where   rectangular   section   conductors   are   used,   they   are   to   be   in accordance with IS 1897. Corners are to be finished to the radius.

(c) The  windings  of   stator  and   rotor   shall   be  composed  of   form  wound concentric coils or  individual coils.    Except  for bar windings, each coil   is  to consist of continuous length of conductor without joints.  Overhangs are to be adequately supported.

(d) Stator connection rings, where fitted, are to be sited at the non­drive end.

(e) Where called for, Hot spot temperature sensors are to be incorporated in proto­type or first production motors, so that hot spot temperature can be sensed during type tests.  

0552. Frame, End Brackets, End Shields and Terminal Box

(a) The Frame, End Brackets, End Shields and Terminal Box of motors are to be of cast or fabrication.  If the aluminum alloy end shields are used, a steel  ring is to be provided to form the bearing seating.

(b) Anaerobic liquid gasket or shellac compound is to be used for sealing bearing cap joints. Red or white lead must not be used. 

19

(c) The inspection windows of laminated safety glass are to be provided at the appropriate end or ends of slip ring motor, except where the ventilation opening of  drip  proof    motor  afford    a  convenient   inspection   facility.    This requirement is waived where the largest possible window would be less than 40 mm Dia or 30 mm wide.

(d) The weight of the rotating parts of horizontal motors and the side load of vertical  motor  is to be transmitted directly to the frame and not through the bolts securing the end shield to the frame.

0553. Slip Ring. Slip rings are to be assembled on a sleeve positively driven from, and axially located on the shaft, with a provision made for the removal of the whole assembly as an integral unit.

(a) Each ring  is   to be  insulated  from the sleeve and  from connection  to other ring by resiglass tape. 

(b) The slip ring is to be made from 4% cupro­nickel or gun metal to BS 1400. 

(c) Slip rings of closed air circuit motor are to be in a naturally ventilated enclosure which excludes not the slip ring from closed air circuit.

0554. Bearings Housings And Shafts.    As  the   type of  bearings   for  a  particular motor, depends on various design calculations, selection of type of bearings for both DE and NDE may be left to the manufacturer’s choice.  However, for frame sizes up to 180, double sealed bearing (ie ZZ type) shall be provided, where no re­greasing requirement will  exist.   For frame sizes above 180 re­greasable bearing should be used.  Further, the motor tally plate should indicate the DE and NDE bearing details,  ie type, numbers, make etc so that all  details will  be readily available to carry out  checks   on   bearings   using   shock   pulse   monitor.     The   motor   manufacturers   shall guarantee at least 40,000 working hours as the life of the bearings.

0555. Motors are to be designed so that the passage of any fatal electrical current through the bearings is avoided. The selection criteria of bearings are made as given below:     

 (a) Roller bearings should be selected from the preferred range of metric bearings.   Housing design is to be such that any make of equivalent bearing can   be   fitted   in   service.     Exceptionally,   where   interchangeable   equivalent bearing of another make can not be fitted, details, together with reasons are to be submitted to DQA (WP)/DEE.  

(b) Radial   ball   bearings   of   normal   radial   internal   clearance   designation should be used.                                            

20

(c) In   single   bearing   motors   a   suitable   bearing   and   bearing   housing arrangement is to be provided which shall:­                                         

(i)    Allows   for  some misalignment  of   the   rotor   to   take place  without adverse effect on the bearing.

            (ii)  Caters for any axial expansion of the rotors.                                       

(d)  In two bearing motor all axial loads must be taken by one bearing which is to be axially located.   Preference is to be given to the use of ball bearing through out.  The non­located bearing should be axially pre­loaded by a spring to minimise false brinelling and noise effects.                                                                                      (e)   To ensure  a   long grease   life   the  speed  factor  of  grease   lubricated bearing is not normally to exceed 75%.  Speed factor is defined as the ratio of minimum machine speed to maximum speed at which the bearing can be used with grease lubrication.                                                                                           (f) Unless otherwise specified all roller bearings shall be selected to give a nominal running life of 40,000 hours under all specified normal conditions of operation and taking into account ship board vibration and any axial as well as journal loading on ball bearings.   

(g) Standard roller bearing can operate for long periods at temperatures up to 125 degree C up to 150 degree C.   Where  it   is  not  possible  to provide  suitable cooling arrangement and roller bearings will unavoidably be operating for prolonged periods at temperature exceeding 125 degree C consideration must be given to the use of heat stablised bearings. 

(h) The static and dynamic  load capacities of heat stabilised bearing are assumed   to   be   25%   below   values   of   similar   standard   bearing   (operating temperature 125 degree C minimum).  The calculated life and shock capacity of   such   bearing   will   always   be   correspondingly   less   than   similar   standard bearings.     Therefore   heat   stabilised   bearing   should   be   used   only   when absolutely necessary and must not be used where standard bearing would be adequate.          

(j) The inside of the bearing housing must not be painted. 

(k) Care is to be taken in the selection of jointing materials to ensure that there is no reaction with the lubricant. 

(l) All housings and shafts are to be adequately sealed to prevent lubricant exceeding, or foreign matter entering the housing.  

(m) A shaft seal is to be fitted at the drive end of all pump motors on which the   impeller   is   fitted   directly   on   the   shaft   extension,   to   prevent   ingress   of moisture   in   to   the   housing.   Shafts   seals   are   to   be   of   the   single   type   in accordance with BS 1399 Part 1.

21

                                                                                        (n) The  outer  bearing  cover  shall  be  an   integral  part  of   the  end  shield/ flange.   The inner bearing cover shall be secured to the end shield/flange by screwing in externally hexagonal head bolts.  To enable SPM test, suitable test point on uninterrupted metallic structure and are easily accessible be provided. 

(p) All motors likely to come in contact in salt water, or operating in high humidity compartments are to be provided with AISI 431 material as per ASTM A47/  BS 970/ IS 1570  shaft material will  be considered suitable for shaft of other motors.  The shaft material is to be specified in the SOTR.  Shaft for large motors, where specified, are to be forged. 

                                                                                                       (q) The shaft is to be designed so that no undue vibration occurs at any speed within the operating range of at the speed specified for the over speed test.

(r) The size and radiousing of bottom corners of any key­ways must be in accordance with IS 2293:1974.The closed ends of key­ways are to be tapered to zero depth or where this is impracticable, finished with semicircular ends.

(s) Tolerances on shaft and housing diameters are to be in accordance with IS 919 Part 1 and Part 2 and 2101. 

0556. Lubrication.   Unless otherwise specified, Grease type Lithon ­3(Lithium Base) or equivalent  as per IS 7623:1993 is to be used for roller bearings.  The information about the source from where the above grease is to be obtained will be intimated by DQA (WP). The type grease should be chosen in such way that they are widely and easily available in the commercial market.  

0557. Terminal Boxes, Cable Gland and Terminals.  For ease of maintenance, the terminal boxes for all horizontal foot mounted motors are to be provided only on top of the motor body. For vertical mounted motors, the terminal box shall be provided on the side of the motor body.

0558. Where possible the terminal arrangements of top mounted terminal boxes are to allow for cable entry from either side of the terminal box and, if necessary gland on both sides are to be provided for  this purpose.  All  cable entering the motor shall,  except otherwise specified, be provided with double compression glands of Brass BS 6121/EN 624440­2013 double compression cable glands with IP 67/68 Protection.        0559. Terminal  boxes   for  submersible  motor  are   to  be  water   tight   to   the  degree appropriate to the specified depth of immersion.

0560. Moulded   terminal   blocks   are   Dough   Moulding   Compound   with   good mechanical support as per IS 13411: 1992.

22

0561. When cable clamps are necessary they are to be suitable for crimped cable sockets, soldered cable sockets must not be used.

0562. An external earthing terminal, of brass or stainless steel, is to be fitted adjacent  to mounting point of every electrical unit of equipment.  The contact surface is to be treated and provided with a nut and locking washer.

0563. Lifting Arrangement  

(a) All motors weighing more than 20 KG are to be provided with either an eyebolts or any other approved means of slinging.

(b) All   vertical  motors  whose   rotors  weigh  more   than  20  KG are   to  be provided with an approved means of slinging the rotor when in vertical position.

(c) The standards of Eye Bolts should be as per IS 4190:1984.

0564. Insulation

(a) Unless   otherwise   specified,   all   motors   meant   for   fitment   on   Major warships are to be class `F’ insulated/Class H insulated as mentioned in the SOTRs.   Class   B   insulated   motors   would   however   be   considered   for   non­essential services of minor warships and other naval crafts.

(b) Insulating materials of lower temperature classification are not be used in contact with the windings and their use as support materials are to be kept to a minimum.

23

SECTION­ VI

CONTROL GEAR (STARTER)

6. Preamble

0601. Introduction. The manufacturers of starters  for ship based application should be ISO 9001 & ISO 14001 certified organisations, manufacturing majority of starter   components   viz.   Contactors,   MCCBs,   intelligent   Motor   Protection Unit/Relays/Sensors themselves will be eligible to supply the control gear to the Navy. With regard to other vendors, who can be qualified for starters/control panels would require that the equipment be manufactured using components from IHQ approved firms.   The   firm   must   clearly   indicate   in   the   drawings   make   and   PIL   of   all   the components   used   in   the   starter/control   panel.   In   addition   to   compliance   to corresponding IECs and IS the starters should have successfully passed Technical Evaluation, Type and Environmental tests as per JSS 55555 and the vendors should be  registered with NHQ/DEE and cleared by DQA(N)/DQA(WP). 

0602. Methods of  Starting.  The starters using following conventional  methods of starting AC motor capable of running up motors as defined in NES 632 at a sustained voltage of  85%rated value are fitted on IN ships:­

(a) Direct On­Line. Supply   voltage   is   directly   applied   at   the   motor terminals through simple switching device like contactor.   DOL starting is the simplest & most economical method but has a drawback of very high inrush currents   of   the   order   of   6­8   times   the   Full   Load   Current   (FLC).     So   the advantages   of   economy   are   offset   by   high   cost   in   terms   of   increased maintenance and reduced life of the motor. The use of DOL starter is therefore to motors up to 10 KW rating.

(b) Reduced Voltage Starting, Due to the restrictions on high inrush current   during   starting   and   its   adverse   effects   on   the   supply   system   and increase  in  maximum demand,  etc.,   the motors  of  higher  HP are  generally started   on   reduced   voltage   using   Star   Delta   Starter.   The   motor   is   first connected in star configuration and switched over to Delta configuration after a preset   time.     It   is   the  first  step  towards  reduced voltage starting but  again similar problems are faced as in DOL, while changing over from star to delta, if 80% of the speed is not reached. Also when higher starting torque is required, use of Star Delta starter is not the best solution. The Star Delta starter to be used for motors beyond 10 KW ratings. Their applications to where soft starters cannot be used due to technical consideration or otherwise. 

(c) Soft Starting. The limitations of above mentioned conventional starting methods are overcome by using Soft Starters which are thyristor based. The Soft starter gives a smooth & Stepless starting to squirrel cage induction motors by presetting starting torque, starting current and acceleration.  The Soft starters reduce starting current surges and mechanical shocks reducing maintenance costs and increasing the life of the motor. The Soft starter optimally control the 

24

applied  voltage   for  motor  by  varying   the   firing  angles  of   the   thyristors   (two thyristors   back   to   back   in   each   phase)   for   achieving   required   starting characteristic. The correct values for Base voltage ramp time and limited current helps motor to get smooth, jerk less and stress­free starting. Since the motor torque behaves in proportion to the square of the applied voltage and the motor current in direct proportion, the accelerating torque & the starting current of the motor can be limited by controlling the effective value of the applied voltage. The base voltage is set to supply sufficient torque to achieve breakaway and the ramp time/current   limit   is  adjusted according to  the  inertia of  the  load.   The actual voltage applied to  the motor during starting  is a function of both  load impedance and the thyristor­firing angle.  During starting cycle when the motor reaches the rated speed and the applied voltage reaches to full value thereby allowing the motor to develop sufficient torque required by the load.   

Design And Performance

0603. Electrical Supply Characteristics.   Starters are to operate satisfactorily on 380/415V/440 V, 50/60HZ, 3PH 3 wire supply system. The characteristics of main AC supply voltage available in ships shall be as per the table given at Appendix ‘F’.

0604. Where an alternative supply  is called for,  a manually operated change­over switch   is   to  be   fitted  before   the  starter.  Where,   in  addition   to  Normal   /  Alternate supplies, there is a requirement for an Emergency supply; a change­over switch with emergency supply connection arrangements is to be fitted.  

0605. A number of Standard Starter design for Surface Ships and Submarines have been developed and are to be used whenever possible (see BR 4540(601), (602), (603), (604) and section 6). Further, rationalized standard design incorporating Soft Starting  techniques mentioned  in  this EED­Q to be utilised  for Motors on Surface Ships.

0606. Where a Standard Starter design does not meet the requirements of particular system a special  purpose starter should conform to SOTRs. These starters are to incorporate as many of the design concepts of the Standard Starter as possible. 

The individual components of the starters should conform to the relevant IEC and IS applicable for respective products. However, in addition to the basic standards, typical samples of assembled starters will also have to clear various Type /Routine tests as per   this  specifications and environmental   tests  as  per  JSS – 55555.    The starter system should consist of motor starter with following associated components to have reliable functioning and all the protections mentioned in clause 0614:­

(a) Main incomer switch­disconnector fuse/MCCB of SCPD unit  for isolation purpose.

(b) HRC fuses for motor, cable & switchgear protection against short circuit.

25

(c) Line contactor for physical isolation (ON/OFF either from local or from remote) under operation of protection system.

(d) Intelligent   microprocessor   based   Motor   Protection   Unit   for Comprehensive protection.

(e) Ultra   fast   acting   semiconductor   fuses   for   thyristor   protection (applicable to thyrister based soft starters).

(f) By­pass contactor for by­passing the controller during normal run condition (to improve the life of the thyristors). 

0607. For any AC starter parameter not specified by this EED­Q or by NES 501/636, IS 13947 part 4 is to apply.

0608. All   starters   will   normally   be   used   for   single   direction   of   rotation   unless otherwise specified in the Statement of Technical Requirements (SOTRs).

0609. Soft starters should also be capable of providing torque control (useful only for  specific drives) where the load during starting changes very frequently and drastically. It is effective only where the drive requires a linear ramp curve (change in rpm with respect to torque is a constant ratio) irrespective of the load connected to it. These are   optimum   solution   for   motors   above   15   KW,   where   speed   variation   is   not   a necessity. Selection of soft starters be governed as standardised in appendix ‘G’ to EED­Q.  Soft Starters are to be provided for motors of 15 KW and above ratings with capability to:­

(a) Ensure smooth & controlled starting of the motor.

(b) Reduce the starting current of the motor to 2­4 times the rated current,  depending on connected loads.

(c) Reduce “peak load” demand on the generator (during the motor starting)

(d) Eliminate   the   problems   associated   with   star­delta   starting   e.g.   fuse blowing during star to delta change­over.

(e) Provide controlled smooth stop helps to eliminate “water hammer effect” in the pumping systems.

(f) Reduce the wear & tear of the transmission system e.g. pulley, belt etc.

 (g) Enhance the bearing life of the motor as well as the driven equipment.

(h) Compact & lightweight.   

26

0610. The starter should ensure continuously increasing torque just in excess of the load   torque   as   shown   by   the   curves   of   speed   against   torque   characteristics   by adopting one of the above starting methods.   

Protection.

0611. Important   motors   above   15   KW   rating   should   be   incorporated   with microprocessor based intelligent device MPU which can perform metering, protection, control and communication functions during starting and running. Further, all starters integrated with Power Management System, and/or Integrated Platform Management System (IPMS) will have serial communication link and following protections:­ 

(a)  Overload(b) Unbalanced current (phase imbalance)

(c)  Single phasing(d) Thermal protection.(f)  Short circuit protection(g)  Too many start(h) Stalling(j) Start inhibit

0612 Motors   of   rating   below   15   KW   and   not   interfaced   with   APMS   should   be integrated with DOL/star­delta starters as specified in appendix ‘G’ to the EED­Q­071 (R3). These motors be protected against following faults:­

(a)  Overload(b) Unbalanced Current (c)  Single phasing (d) Thermal protection. 

          (e)       Locked Rotor   

0613. All motors integrated with Automated Power Management System (APMS) on board ships should have coded MPUs for watchdog functions to monitor health state of hardware and software. Further, the protection functions should also have different options of resetting such as Auto­Reset or Hand­Reset.

0614. The  MPU  should  be  of   rugged   construction.   In   addition   to   the  assembled intelligent   starter   successfully   passing   JSS   55555   tests,   the   MPU   should independently comply vibration, shock and bump classes as per IEC 60255­21. 

0615. The most common cause of over current is an excessive load on a machine and   this  may  be  due   to  a  blocked  pump,   jammed  fan,   seized  bearing  or  simply exceeding the capabilities of the machine.   If this overload condition is not detected quickly, permanent damage to the motor may result.  Undercurrent is usually caused by   the   load  being disconnected   from  the  machine.    This   is  often   the   result  of  a mechanical failure such as the breakage of a drive belt, shear pin or gearbox and could have serious implications, if left undetected.   The above conditions should be 

27

detected accurately by current sensing device/relay and trip the motor starter in the event of undercurrent /over current situations 

0616. Incorrect phase sequence can cause serious mechanical damage by allowing the machine to run in reverse.       Whilst the complete loss of a phase may allow a machine to run, if left undetected, the motor could be damaged due to built up heat. The   starters   should   incorporate   phase   sequence   and   loss   of   phase   monitoring protection for detection of these conditions immediately and disconnecting the supply  in less than 3 sec to prevent damage to the motor or connected machinery.  

0617. The temperature sensing thermistors embedded in the motor windings monitor the  actual   temperature   in   the  winding   rather   than  simulating   it   by  some  external means.  The starter should interrupt the motor supply on receipt of the signal from the thermistor, when the temperature crossing the upper limit. 

0618.   Protection of motor and associated power circuit,  including cables, requires proper  consideration   for  different  abnormalities.     In   the  event  of  an  overload,   the equipment is protected by an overload relay with certain time delay.  But, in case of a short circuit, the current needs to be interrupted quickly for restricting the let­through energy and consequent damage to the downstream equipment.   This needs proper co­ordination   between   Short   Circuit   Protective   Device   (SCPD)   and   downstream equipment.

Type of Co­Ordination

0619. The starter should incorporate type 2 Co­ordination as per IEC 60947­4­1/ IS 13947   (PART   4/SECTION   1)   under   short­circuit   conditions.   Type­2   co­ordination considered economical in the long run has a major advantage of contactor or starter safely clearing the short  circuit,  causing no danger  to persons or  installations and shall be suitable for further use. Light contact welding is accepted.   After the fault is cleared, the user needs just to reset the breaker or replace the blown fuse and check for contact welding.

0620. The only way to ensure Type 2 co­ordination  in  the starters  is  to carry out exhaustive tests of the particular fuse & relay or MCCB & relay combinations with the contactors.     While   individual   protection   devices   may   perform   to   a   given   set   of characteristics, their behavior in combination affects the way the circuit reacts to a fault.     Selection   of   equipment   becomes   very   important   here.   Sometimes   all   the devices  are  not  available   from  a  single  manufacturer.  For  e.g.   if   the   fuse/MCCB manufacturer does not make relays or contactors one has to depend on other makes to   offer   complete   protection   system.     It   is   likely   that   the   relay   or   the   contactor undergoes some design changes, which can affect the selection combination with the fuse/MCCB.  Thus it is very important that all protective equipment are available from a single source to offer proper co­ordination.

0621. A chart giving component ratings for different ratings of motors, compliant with Type 2 co­ordination is given in Appendix J. For given fuse/MCCB and overload relay combination, the contactor rating specified is minimum. 

28

Short Circuit Protective Devices (SCPDs):

0622. Fuses    Fuses are   traditionally  used as SCPDs because of   their   low  initial capital  cost  and capability   to  interrupt   faults   faster.    Fuses have excellent  current  limiting characteristics and can be applied safely on systems having high fault levels. Fuse is able to restrict let­through energy at high fault levels.  At high current, the fuse element   melts   (pre­arcing   period)   followed   by   arcing   which   persists   until   the resistance across the fuse builds up to reduce the current to zero (arcing period). Both these actions take place very quickly.  The combination of high­speed operation and high arc resistance limits the peak fault current,  thereby minimising the let­through energy.  The following factors are to be considered while selecting a fuse: ­

(a) The fuse should not blow during starting of the motor.

(b) The fuse should blow at a current lower than the breaking capacity of contactor selected.

(c) The fuse should blow at a current at which overload relay, contactor and cables are capable to handle the let­through energy.

MCCBs

0623. Use of current limiting MCCBs be considered in the starters.  In the event of a fault, these MCCBs operate quickly, much before the short circuit current reaches its peak value. The following factors to be considered while selecting an MCCB for this purpose:­

(a) The thermal rating of MCCB should be greater than the motor full load current.

(b) The breaking capacity of the MCCB should be greater than or equal to the prospective fault current at its installation point.

(c) The   magnetic   threshold   setting   of   the   MCCB   should   not   result   in nuisance tripping during starting of the motor.

(d) The current limiting MCCB should be used with only magnetic protection (without   thermal   protection)   and   a   suitable   thermal   overload   relay   with matching motor characteristics to be provided for overload protection.

(e) The thermal characteristics of MCCB (if provided) should be such that it  falls above the overload relay characteristics up to the magnetic threshold of the MCCB.

(f) The  contactor   should  be  able   to  break   currents  up   to   the  magnetic threshold of the MCCB.

29

(g) The starter should be able to withstand let­through energy of the MCCB.

MPCBs

0624.Type   approved   MPCBs   could   also   be   considered   for   fitment   in     Energy Distribution Centres (EDC)  in lieu of MCCBs up to 63 amperes rating if power supply  is   required   to   be   connected   to   individual   motor.   Use   of   MPCB   will   obviate requirement of starter however, a three phase contractor in conjunction with ON/OFF push buttons will be required for start/stop functions. All the necessary protections shall   be   incorporated   in   such  MPCB.   Such   MPCB   should   be   able   to  withstand system let through fault current.

0625. Magnetic Threshold. It   is essential  to determine magnetic threshold for selection of suitable MCCBs to prevent nuisance trip during changeover from star to delta. For example, in star­delta starters, at starting, the starting current is reduced to 1/3 of that with DOL starters.  But, at the instant of switching from star to delta, a high current   peak   lp  is   experienced.   It   may   shoot   up   to   18   times   the   normal   current depending on the speed of motor at the instant of changeover. To reduce such high pick value, the changeover time for start to delta is to be properly selected.

0626. However, this changeover takes place in a very short period of time.   So, it  doesn’t   affect   the   selection  of   the  back  up   fuse.    However,  MCCBs  being  peak sensing devices may cause nuisance  trip  during   the  changeover  between star   to delta, if it is not properly selected.

Selection of Equipment

0627.  Selection of equipment becomes very important here as individual protection devices may perform to a given set of characteristics, their behavior in combination affects   the  way   the  circuit   reacts   to  a   fault.    Sometimes  all   the  devices  are  not  available from a single manufacturer.   For e.g. if the fuse/MCCB manufacturer does not make relays or contactors he has to depend on other makes to offer complete  protection system. It is likely that the relay or the contactor undergoes some design changes, which can affect the selection combination with the fuse/MCCB.  Thus it is very important that all protective equipment are available from a single source to offer proper co­ordination or such tests are to be carried out periodically.

Selection of Starters.

0628. A   standardised   range   of   starters   given   at   Appendix­G   is   to   be   used   for selection for motors for various services/equipment  fitted on IN ships. Appendix­G provides general guidelines for selection of type of starters. However, if technically it  is found to be unsuitable for any particular requirement, the sponsor is to be informed in writing of the circumstances with a copy to Directorate of Electrical Engineering, Naval Headquarters, New Delhi for any deviation/ clarification.  

Contactors.

30

0629. The contactor  should  be able   to  withstand  the   let   through  energy  of  Short Circuit Protection Device (SCPD) and break any current up to the magnetic threshold of the MCCB.  It should withstand the full load current continuously for the utilization category (AC­3, AC­4 etc. as per IEC 60947/IS13947) specified. The contactors shall  generally   be   in   accordance   with   IEC   60947   Part   4   and   conforming   to   following technical requirements / specifications:­

(a) The mechanical  life  is to be between 3­10 million operations and the class of intermittent duty is to be Class 1 i.e., up to 120 operating cycles per hour as a minimum.

(b) Contactors are to be front connected.

(c) The main contacts are to be made of silver cadmium oxide or copper faced with silver cadmium oxide.  Butt type contacts are preferred and are to be readily removable.

(d) Contactors are  to have  inherent   low voltage protection and must  not open the circuit until the voltage has dropped to below 65% rated voltage.

(e) The   minimum   voltage   at   which   contactors   must   pull   into   the   fully operated position is to be not greater than 85% rated voltage.

(f) Contactors  are   to  be   inherently   shockproof   to   the  appropriate  shock grade specified in the SOTR for the starter down to 85% of rated voltage.  When the starter is in the off position the main contacts must not close under shock.

(g) Contactors  are   to   have   the   facility   for   at   least   four   sets   of   auxiliary contacts.  These could be of any combination of N/O or N/C contacts.

(h) Contactor coils are to be easily replaceable.

(j) The Utilization Category  is  generally   to  be AC 3 as specified  in  IEC 60947 Part 4 (starting and switching off during running of squirrel cage motors),  but where significant risk of trip exists during start or repeated stops and starts  are necessary such as for cranes etc then the category is to be AC 4 (starting, inching and switching off during starting of squirrel cage motors).

(k) Each contactor is to be type approved by NABL accredited test house for a fault level of 50 KA.  Negligible contact burning or contact welding is to take place.

(l) For dual speed starters, contactors are generally to be mechanically and electrically interlocked.

(m) For specific ships, the fault level will be higher than 50KA, the SOTR will  define the fault levels, which the contactor/starter/Switchgear will withstand.

31

Relays

0630. The relay range is selected according to the phase current as the relays are connected in phase circuit.  Another important factor is that the relay used should be able to withstand the  let­through energy of  the respective MCCB. Hence,  in some cases, CT operated relays may have to be provided even in case of small motors.

MCCBs  

0631.   In the current limiting MCCBs, the magnetic current setting is 12 times the nominal  current.  But   in  Star­Delta  starters,   the current  may shoot  up  to  18  times during changeover from Star to Delta. The nominal rating of the MCCB chosen should therefore be 1.5 times or above the line current of the motor where these are used in conjunction with Star­ Delta starters.  

Special Starters

0632. Special starter is to be provided when operational requirements precludes the use of   standard  starter.  Following  features   (to  be  specified   in  SOTRs)  are   to  be included in special starters for specific services:

a. Automatic control.

b. “Motor Tripped” Alarm.

c.  “Overheat “warning.

d. “Tripped on Overheat” indication.

e. Limitation on starting current.

f. Starters with watertight or flameproof enclosure.

g. Starters with controls and indication separated from starter enclosure. 

Component Selection

0633. Components for use in Standard Starters for Surface Ships are to be selected from LCSO/DQA (N) approved list of components. Special Starters are to be designed to use, as far as possible, components whose specification complies with NES 501, NES 538 and NES 581 are to be used.  Such components may require evaluation as to their fitness for purpose.  All ferrous components including springs are to be treated to prevent corrosion. Make and type of components are to be listed in the binding drawings.

Internal Wiring.

0634. Only LFH (Limited Fire Hazard) cables are to be used for internal wiring.32

Push Buttons/Indicators

0635. When  indicator   lights  are called  for  on an equipment  panel   they are   to  be generally in accordance with NES 501 Section 8.  The requirements of NES 599 and NES 626 are to be taken into account.  Indication lamps used shall be of neon/LED cluster type.

0636. Local indicator lights are to be coloured as follows:­

(a) Power on ­ White or Clear(b) Motor running (Fast or Slow) ­ Green(c) Auto Mode of Operation  ­ Amber (If applicable)(d) Motor Trip ­ Red. Common   Indication   for all

types faults(e) ‘START’ Push button ­ Green(f) ‘STOP’ Push button ­ Red

0637. Remote Control. Care  is  to be taken when the starters  interface with the remote control system of the ship or submarine.  The use of the contactor coils circuit  for   remote monitoring  is  to be avoided.   The use of  the auxiliary  contacts on  the contactor or auxiliary relays is preferred.

0638. Automatic Control. Starter used for ventilation motors to be provided with the facility for automatic start on   restoration of power supplies after interruption of power if it was `ON’ at the time of Interruption.   Such starters will have to incorporate auto restart feature to provide requisite command after restoration of supplies.

CONSTRUCTION

0639. Enclosure. The enclosure of starter shall be fabricated of mild steel sheet (SWG­14), drip proof construction (up to 60 deg from vertical) The type of enclosure required is to be specified in the SOTR and is to be in accordance with NES 501 Section 13.   Standard starters and most special  starters are required to be totally  enclosed and splash/spray proof whilst for some application watertight equipment (to be   specified   in   SOTRs)   is   called   for.     The   details   of   the   mechanical   design requirements of the enclosure are also contained in NES 501 Section 13. 

0640. Enclosure Protection. IP­55. 

0641. Shock Standard. Naval shock standard NSS GRADE ‘A’ or `B’ (as specified and applicable as per Appendixes ‘C’ or ‘D’) in conjunction with BR­3021.

0642. Vibration Standard. 5­33Hz (conform to specification JSS­55555)

0643. Insulation. Class – F or of higher grading.

33

0644. Shock Mounts. The shock mounts required are to be supplied along with the equipment.  Quantity and pattern no. of shock mounts are to be indicated in the drawing.

0645. Earthing. Earthing   and   bonding   is   to   be   in   accordance   with   NES­501 section­16.  An external earthing terminal is to be provided at both sides of the item. Hinged cover of starter is to be earthed with fixed part of the starter.   This is to be done within the starter with 2.5 Sqmm copper earth wire connecting earth stud with starter enclosure using lugs.

0646. Overall Dimensions   .   Overall dimension and weight of the starter is to be kept as minimum as possible.

0647. EMI/EMC. The   equipment   shall   be   designed   to   meet   the   EMI/EMC standards confirming to specifications MIL­STD­461­E/F.

Material and Finish

0648. Materials and Finish are to be normally in accordance with NES 507 are NES 1005.  Finish colour, unless stated otherwise, for all starters is to be Pebble gray, RAL 7032  epoxy  power   coated.  Standard   specification  and  grade  of  material   of   each component used to be indicated in the binding drawings.

0649. Painting. As specified in SOTRs. if not specified in SOTR should be Pebble gray, RAL 7032 epoxy power coated. 

Tally and Diagram Plates

0650. All tallies and diagram plates shall be of anodized aluminum alloy.

0651. Diagram plate indicating detail of connection is to be provided and affixed on rear of the starter cover.

0652. Size  of   tally   plate,   diagram  plate,   danger   plate  etc.   and   their   letters   shall  conform to specification NES­723.

0653. 415 Volts Danger Plates is to be provided on starter.

Terminals.

0654. Bolted   type   terminals   and   crimped   socket   of   electrolytic   copper   are   to   be provided for all incoming and outgoing cables and are to be supplied along with the main equipment.

0655. All remote control/internal wiring in starter should be terminated using bolted type terminals for cable end termination. 

34

0656. Adequate space is to be provided inside the starter for bending and termination of incoming and outgoing cables.

0657. Cable Entry Glands.   For cable entry brass glands shall be used as per BS 6121/EN   624440­2013   double   compression   cable   glands   of   Brass,   with   IP   68 Protection. Cable glands are to be supplied along with the equipment.

0660. Heaters.  An approved type of non­luminous low temperature heater shall be fitted inside the starters installed in compartments having humidity (to be specified in SOTRs) to prevent condensation when the equipment is not running. The heater(s) shall   have   sufficient   rating   to   maintain   the   air   temperature   within   the   machine enclosure not less than 5 deg C above the out side ambient air temperature. This shall  be   fitted preferably  at   the  bottom portion of   the starter.  The  tubular   form of construction is preferred.   Anti­condensation heaters are to be arranged to be fed from a separate supply at 230 volt, 50Hz, single phase, and are to be so connected that they are `OFF' when the equipment is operating, but are automatically switched `ON' when the equipment is switched off.  A lamp indication is to be provided marked `CONDITIONING HEATERS ON', and a yellow warning marker plate is to be provided stating `CONDITIONING CIRCUIT LIVE WHEN EQUIPMENT OFF'. Lamps are not required for illumination in starters. 

35

SECTION­ VII

INSPECTION AND TESTING

0700. Inspection. DQA (WP)

Tests/Type Testing and Inspection.

0701. Type/ Routine Testing. The motors and starters are to under go type testing within three months of the placement of order, if not tested earlier. All tests required are to be carried out as specified in this section and report submitted to IHQ MoD (N) DEE

0702. General   .   All tests are to be carried out on rated conditions except where otherwise specified.  The various  tests  required  to be conducted on motors/control gears as part of type tests and routine tests are mentioned at Appendix ‘H’ to the  EED­Q­071(R4).

0703. In   certain   cases   test   figures   are   required   to   be   quoted   in   handbooks   for guidance during maintenance and repair.

0704. Classification of Tests. Motors   and   Starters   will   be   subjected   to   the following tests as applicable.

a) Performance/Type Testsb) Routine Testsc) Acceptance tests d) Environmental Tests

0705. Performance  Tests.  These  are   type   tests   carried  out   on  each  design,  at manufacturer’s   works.     The   first   motor   of   each   design   is   to   be   subjected   to performance tests/type tests at the manufacturer’s works to demonstrate that all the specified requirements have been met.

0706. The performance tests which are required to be carried out are described in the following clauses of this section.

0707. Starting current and run­up time. Calibrated oscillograph records are to be taken  showing   the   line  current,   line  voltage,  and   run­up   time   from   the   instant  of starting until the line current falls to its steady running value.

0708. The tests are to be carried out both with the motor unloaded and with the motor coupled to the driven machine, starting under simulated loading conditions of service with which it will be used.

0709. The records are to be taken with both 100% and 85% rated line voltage at the upper limit of frequency tolerance maintained at the starter input terminals during the run­up period.  

36

0710. Starting Torque. The starting torque or locked rotor torque of motors is to be determined with the rotor locked at the rated voltage.   The locked rotor torque must  not be less than that specified by the manufacture of the driven equipment.   Unless agree otherwise, the starting torque shall not be less than 1.5 times rated value at normal volts for motors of  50 HP and above.

0711. Pull Out Torque.    The pull out torque is to be measured at rated voltage and must not be less than 175% of rated load torque.

0712. Temperature Rise Tests. Continuously rated S1 motors are to be subjected to a temperature rise test at rated load when supplied at rated voltage and frequency, which is to continue for six hours or until the temperature rises of the various parts of  the motor have been constant for one hour.

0713. The temperature rise measurement will be carried out as per IS 12802:1989. The duration of temperature rise test for short time ratings (Duty type S2) is that given in the rating. For periodic duty type ratings (Duty type S3 to S8) ,  the load cycles specified shall be applied & continue until practically identical temperature cycles are obtained. The criteria for this are that a straight line between the corresponding points of duty cycles has a gradient of less than 2°C per Hrs  or  the test shall be performed as per IEMA­3:1978. 

0714. The tests for rise in temperature in motors is to be carried out with alternating current   of   full   load   value   at   an   average   frequency   not   below   95%   of   the   rated frequency.

0715. Unless   otherwise   specified   the   test   is   to   be   carried   out   at   normal   room temperature.   The temperature rise is to be measured by one of the methods given below in accordance with IS 12802:1989. When the temperatures are required to be measured   in   varying   or   moving   magnetic   fields,   the   thermocouple   or   resistance method is to be used to avoid inaccuracies which may result from the heating effect of eddy currents on Mercury thermometers. 

(a) Thermometer Method.     A Mercury or alcohol bulb thermometer is to be used.   The bulb of the thermometer is to be placed in contact with or as  close as possible to the part, the temperature of which is to be measured.  The exposed part  of   the bulb  is   to  be covered with cotton wool  or similar  heat insulating material. The temperature is determined by thermometers applied to accessible surfaces of completed motor. The term ‘thermometer’ includes not only   thermometers,   but   also  non  embedded   thermocouples  and   resistance thermometers. When bulb thermometers are used in places where there is a strong varying or moving magnetic field, alcohol thermometers shall be used in preference to mercury thermometers.( Ref IEC 60034­1 CL. NO. 8.5.4) (b) Thermo   Couple   Method  (Embedded   temperature   detectors).     The thermocouple is to be embedded or attached in an approved manner to the 

37

equipment   in  accordance  with   IS  325.    When  applied   to   the  surface  of   a contact  or conductor,   the hot   junction  is   to be wrapped with  metal   foil  and covered with electrical insulating material.   The thermocouple circuit is to be earthed to minimize the possibility of capacitance effects. The temperature is determined by means of temperature detectors ( eg­ resistance thermometers, thermocouples or semiconductor negative coefficient detectors) built   into the motor during construction, at points which are inaccessible after the machine is completed.( Ref IEC 60034­1 CL. NO. 8.5.3)

(c)  Self   Resistance   Method      In   the   self   resistance   method,   the temperature rise of conductor is determined by the increase in resistance of the conductors.   The temperature of the conductor  is to be cold and from initial  temperature of the equipment.  The temperature of the conductors, measured before the start of the test is not to differ from that of the surrounding medium. The   temperature   of   the   winding   is   determined   from   the   increase   of   the resistance of the windings.( Ref IEC 60034­1 CL. NO. 8.5.2)

   0716. Temperatures   are   to   be   taken   at   half   hourly   intervals   during   the   test. Measurement of final temperature is to be carried out in accordance with BS 4999 Part 32 or IS 12802:1989. 

0717.  Limits of permissible temperature rise for the parts of the motor is shown in table 1 section 5.  These temperature rise are based on the ambient temperature of 55 degree C. 

TABLE­1

(Limits of permissible temperature rise for parts of the motor)

Part Method Temp rise in deg CClass F

Temp rise in deg C class H 

Remarks

Stator Windings

Resistance

85 110

Slip rings Thermometer75 110

Permanently short   Circuited insulated Winding.

Thermometer

85 110

Permanently short   Circuited Un­insulated Winding.

The   temperature   rise shall in no case reach such   a   value   that there is a risk of injury to   any   insulation   or other   Material   on adjacent parts.

Iron   cores  and  Thermometer 85 105

38

other   parts   in contact withinsulated windingsBearing cap  Thermometer

60 85

 0718. Efficiency.   During the final stage of temperature rise tests, when temperature are steady necessary measurements are to be made to enable the efficiency of the motor under test to be calculated at rated load.

0719. Hot   spot   sensing.      Where   hot   spot   sensing   is   called   for,   hot   spot measurement is to be carried out during the temperature rise tests for motors of 50HP and above.

0720. Routine Tests   .     All motors are to be routine tested.   The routine tests which are to be carried are described in the following clauses of this section.

0721. No­Load.   The no load current, power factor and speed of the motor are to be measured at rated voltage.

0722. Over Speed.   Motors are to be run unloaded for a period of 15 minutes at a speed 15% in excess of the highest synchronous speed and the value of the over  speed recorded.                            

0723. Winding Resistance.    The resistance of winding is to be determined, in both hot and cold condition.  The resistance of the conductor of all circuits, where it is 0.1  ohm or greater, is to be measured by means of a Bridge megger or its equivalent.  The resistance of the conductor of all circuits where it is less than 0.1 ohm is to be measured by means of an approved apparatus based on the comparison of potentials and capable of indicating differences of 1 percent in the resistance under test.  

0724. Withstand Voltage Test     (High voltage test).   These tests are to be carried out as enumerated in the following clauses.   When testing the thermistor protection system, the testing points are to be:­

(a) Between   both   motor   terminals   and   thermistor   terminals   connected together and the motor case.

(b) Between   the   thermistor   terminals   connected   together   and   the   main winding terminals.

0725. Policy on With Stand Voltage Test.   A withstand voltage test a.c. is to be used for equipment designed for earthed or unearthed systems where the nominal voltage of supply does not exceed 700 Volts.

0726. Withstand voltage test  are to be applied once only at  the full  specified test  voltage.   Additional withstands voltage test, if required, are to be carried out with a 

39

test voltage of 80 percent of the specified value.  When it is required to carry out an additional withstand voltage test on an assembled group of items which previously and   individually   have  passed   their  withstand   voltage   test,   the   test   voltage   to   be applied is to be limited to 80 percent of the lowest test voltage appropriate to any one item. 

0727. Standard Withstand Voltage Test The  withstand voltage  test   is  carried out by means of a source of alternating current, whose waveform on open circuit is approximate to a sine curve having a voltage which equal to that specified in clause 0737 of this section.   

0728. The test shall be commenced at a voltage not exceeding half of the full full test  voltage.The voltage shall then increased to full value, steadily or in step of not more than 5% of the full value, the time allowed for the voltage increase from half to full  value being not less than 10 second. The full test voltage shall then be maintained  for 1 min. There shall be no failure during this period 

0729. Normally all inspection and access covers of the equipment are to be kept in position during the test.

0730. A test voltage, as specified below, shall be applied between the windings under test and the frame of  the machine, with  the core and the windings not under  test connected to the frame. It shall be applied to only new and completed motor with al its parts in place under conditions equivalent to normal working conditions and shall be carried   out   at   manufacturer’s   works.   When   the   thermal   tests   is   carried   out,   the withstand voltage shall be carried out immediately after that test. During the routine testing of quantity produced motors up to 200kw, the 1 min test may be replaced by a test of 1 sec at 120% of the test voltage specified in 0734.

0731. The test voltage is to be applied for the specified period between those parts of the motor at earth potential and all conducting circuits intended to be insulated from earth.

0732. The conducting circuits are then to be reconnected to form a number of groups, each group consisting of the circuit normally connected to one pole of the A.C. supply.  The test voltage  is  to be applied for  the specified period between earth and each group in turn, the other group being connected to earth.

0733. During   the   test   the  equipment   is   to  be  kept  under  continuous observation. Break down of any insulation or flashing over, because of insufficient leakage paths is to constitute failure of the equipment under test.

0734. The test voltage to be applied for the motor/starters are as follows:­

Motor Test Voltage

40

Motor   having   an   electrical Loading   below   3   watts   per r.p.m

1 KV plus twice working   voltage

Motor   having   an   electrical Loading  of   3  watts  per   r.p.m and above

1 KV plus twice working voltage with a minimum of   1.5 KV.(Ref IEC 60034­1 cl 9.2 table 16).

Starters and control gears 1 KV plus twice working voltage.with a minimum of  1.5 KV. .(Ref IEC 60034­1 cl 9.2 table 16) 

                                                 0735. Insulation Resistance.     Tests for insulation resistance are to be carried out as indicated in clause 0739 of this section.  The insulation resistance of motor is to be  measured in both the hot and cold conditions.   The test must  include measure of resistance for the thermistor protection system.  The test must be carried out with the same test points as stated in clause 0738 of this section. The test voltages is to be 500 volts.

0736. Measurement of Insulation Resistance.    This test is to be carried out on all motors  (both before  and after  withstand voltage  test)   in   the same manner as  the withstand voltage test as regards the methods of connecting the various circuits for  the application of voltage and the period of application of the test voltage is to be one minute unless there are indication of fault insulation.  In this event, the application of  the test voltage is to be maintained for as long as necessary in order to determine the condition of the insulation.  

0737. If the insulation resistance during the test falls to less than half of that obtained at   the   start   of   the   test,   or   if   there   are   sudden   fluctuation   in   the   reading   of   the instrument, the insulation of the motor is to be regarded as faulty.0738. The test for measurement of insulation resistance is to be carried out after the withstand voltage test.

0739. The insulation resistance of the motor is to be not less than 10 Megohms.

0740. Acceptance Tests These tests, establish the reliability of the motor from its construction and design from the point of view for acceptance.  The acceptance tests which cannot be carried out by a firm, will be arranged by DWP/inspection authority at any of the DGI laboratories.   0741. Acceptance test which are required to be carried out are as follows:­

(a) Noise level test.(b) Enclosure effectiveness tests.(c) Environment withstand tests.

41

(d) Vibration tests.(e) Shock or impact tests.(f) Bearing health check at No Load conditions

0742. Noise Level Test The overall sound power level in decibels must not exceed 90 db even at 20% over speed.   In a sound proof non­reverberant room the sound level  recorded by sound­level  meter shall  not  exceed at a distance of one meter  from the motor. Chart mentioned for noise level for various speeds & ratings as per IS 12065:1987 & IS/IEC 60034­14 is to be followed.

0743. Enclosure   Effectiveness   Tests.       These   tests   are   to   be   carried   out   in accordance with IS/IEC 600034­5:2000. All motors except `water proof’ motors are to be tested for IP 56 protection, water proof motors are to be tested for IP 57 protection. Motors submersed upto 10 mtrs. are to be tested for IP 58 and those submersed beyond 10 mtr. to be tested for IP 68. 

0744.  Environmental Tests. These   tests   are   to   be   carried   out   as   per   Joint Service Specification JSS 55555.   One motor from each range is to be subjected to these  tests  and other   frame size  in   the  range  shall  be  accepted on  the  basis  of  certification from DWP/DGI. The proto type motors and starters will be subjected to environmental tests as per table given below:­

Sl TEST SPECIFICATION

TEST CONDITION/SEVERITY

(a Vibration JSS 55555 ­ Test 28 5 – 33 Hz

(b) High Temperature JSS 55555 ­ Test 17

55 deg C for 16 Hrs. Procedure 5, Test Condition ‘G’

(c) Damp heat JSS 55555 ­ Test 10 40 deg C – 95 deg C RH for 16 Hrs

(d) Drip proof JSS 55555 ­ Test 11 Vertical Water drip1 m height for 15 min

(e) Mould growth JSS 55555 ­ Test 21 29 ° C 90 % RH mould growth chamber for 28 days

(f) Bump JSS 55555 ­ Test 5 1000 bumps – 40 G, 6 m/sec

(g) Shock/Impact JSS 55555­ Test 24 As   per   laid   down specifications

(h) Inclination/Tilt CL 3.12 As   per   laid   down specifications

(j) Ship MotionAs   per   laid   down specifications

42

(k) EMI/EMC MIL­STD 461 E/FAs   per   laid   down specifications

(l) Performance/ Electrical

NES 629 Clauses 0401 to 0521

(m)Environmental Stress Screening

DQAN policy 6630/Policy­17/DQAN/QA­11 dated 15 Mar 12.

For   PCB’s   and   Electronic Components

0745. Vibration Tests.    When specified in the statement of requirement, vibration test is to be carried out in accordance with Joint Service Specification No. JSS 55555. The frequency range and amplitudes are to be as per clause 0513.

0746. Shock Or Impact Tests.         Shock tests are to be carried out in accordance with  Joint  Service  Specification  JSS 55555.    Motors  shall   comply  with   the  shock standards as stated in clause 0511 of section 3.  One motor from each range is to be shock tested and other frame size from the same range shall be accepted on the basis of shock calculation and design inspection.    

0747. Combined Equipment Tests. Each   motor   is   to   be   set   up   with   it’s   own starting, controlling and protective gear to drive, where practicable, the machinery with which  it  will  be used  in service.   For motors with  thermistor protection any starter which protects the motor during the tests may be used.

0748. Test Results. The test data obtained during performance tests of motors in factory  premises  be   logged  and   following graphs  be  generated   to  evaluate   the  motor performance.

(a)  Torque Vs Speed(b)  Current Vs Speed(c)  Current Vs Time(d)  Efficiency Vs Output(e)     Power factor Vs output

The results of the performance tests are to be compiled in to a report.  The report is to include all  oscillograph records taken during the tests and two copies each of the report are to be forwarded to  DQA(WP) or the Inspecting Authority indicated in the contract, as soon as possible after the tests have been completed.  In addition to the above, reports of all   the tests (including performance and routine tests) giving the detailed record of the tests carried out should be forwarded in duplicate. 

0749. If   any  motor   fails   to  meet   the  specified   requirement   in  anyway,   it  may  be rejected, or at the discretion of the inspector, the faults may be rectified and the motor re­tested.     The   repetition  of   any   tests   to   ensure   that   they   represent   the   normal performance of the motor may be called for.            

43

SECTION­VIII

DRAWINGS AND DOCUMENTATION

BINDING DRAWINGS.

0801. The   following binding  drawings   in   respect  of  motors  and  their  control  gear (starter) are to be submitted to NHQ/DEE for approval:­

(i) Overall dimensions of the equipment.(ii) Mounting arrangement.(iii) CG of the equipment.

44

(iv) Winding and performance data sheet.(v)      Part identification list, indicating part No, Quantity makers name,          specification no. etc.(vi) Sectional assembly drawings.(vii) Motor terminal box diagram.(viii) Terminal connection and circuit diagram

0802. One   set   of   binding   drawings   is   to   be   supplied   to   the   shipyard   for   their  comments while forwarding to DQA(WP)/IHQ MoD(N) at the time of approval.

0803. Documents.   The following documents are to be supplied along with the main equipment: ­

(i) Equipment technical ­ 1 setmanual

(ii) Installation ­ 1 setspecifications

(iii) CPL/PIL ­ 1 set(iv) As fitted drawings:­

Velographs ­ 1 sets   Paper prints ­ 1 set

0804. All the documents must be properly filed/bounded and labeled.

0805. All the documents are to be prepared in accordance with specification JSS­0251­01.

0806. The manufacturer should furnish following details for motor and their control  gear (starter) at the time of tendering:­­

(i) Service(ii) Type of motor(iii) Power supply­ Voltage, Frequency & No. of phases(iv) Output of motor(v) RPM (NO load and full load)(vi) No. of poles and Frame size.(vii) Current Full load  and No load.(viii) Starting current (ix) Starting torque

(x) Pull out torque(xi) Run up time(xii) Enclosure & Protection Provided(xiii) Noise & Vibration level(xiv) Class of insulation(xv) Method of starting­ Remote, local facility & indication(xvi) Type of winding details(xvii) Weight of the motor and starter

45

(xviii) Over all dimensions of the motor and starter .(xix) Terminal connection detail.(xx) Efficiency at 100%, 75% and 50% (xxi) Power Factor at 100%, 75%, 50% load(xxii) Direction of rotation(xxiii) Shaft material(xxiv) Lifting arrangement of motor(xxv) Whether RIS unit provided.(xxvi) Whether heater supply required.(xxvii) Shock grading, method of mounting and requirement of shock mounts.(xxviii) List of onboard and B & D spares

          (xix)  Rating of the contractors

0807. The documentation   for   the  motor  consisting  of  Handbook/Part   Identification lists and drawing should be so prepared that these fulfill   the following three basic requirement:­

(a)   Facilitates   repair/rewinding   and   over   hauling   of   the   motor   by   ship staff/dockyard technicians.

(b)   Details   of   spares   which   may   be   required   for   carrying   out   onboard repairs/maintenance.

(c) Logistic management so as to enable the store authorities to identify and take procurement action of the spares/equipment.

0808. The documents which are required to be provided by the manufacturers are grouped as follows:­

(a) Winding and performance data sheet

(b) Sectional assembly drawing

(c) Part identification list

(d) Dimension sheet.

0809. Winding And Performance Data Sheet  This   should   cover   complete and sufficient data to effect rewinding of the motor.  The following information should be filled in accordance with table 1 of this section:­

 (a)  Performance

(i) Type

      (ii) Frame size

      (iii) Power supply

46

      (iv) Out put

                (v) Poles

       (vi) R.P.M

       (vii) Full load current

                 (viii) Efficiency at 100%, 75% and 50% load

       (ix) Power factor at 100%, 75% and 50%.

                 (x) Starting current

                 (xi) Starting torque

                  (xii) Pull out torque

                 (xiii) Temperature rise

                  (xiv) No load current

        (xv) Air gap

        (xvi) Safe stalled time

       (xvii) Motor weight

                  (xviii) Details of bearings like, Type, Number, make etc.

(b)  Stator Winding Data 

      (i) Type of winding

      (ii) No. of slots

      (iii) No. of coil

      (iv) Coil pitch

      (v) Conductors per slot

                 (vi) Turns/coil

(vii) Wire gauge

            (viii) Weight of winding wire

47

                  (ix) Winding resistance/phase

                  (x)  Mean length of turn

      (xi) Insulation

                  (xii) Complete details on PTCTs

(c)  Winding Data For Coils

      (i) Coil former dimension

     (ii) Winding diagram

      (iii) Type of connection

0810. Sectional Assembly Drawing  This drawing should show two or more main views,   sectioned  as  necessary  giving   the  details   given  below.    Each   component should be marked with an item number which will conform to the part identification list as per table 2 (clause 6.2.3) of this section:­

(a) Main constructional details

(b)  Principal   dimensions  –  Detailed  dimensions   should  be   indicated   in   the dimensions sheet as described in clause 6.2.4 of this section.

(c) Details of bearing assembly

(d) Mechanical arrangement of fields or rotors 

(e) Fan Assembly

(f) Methods of attachment of fan, cores, bearings etc to the shaft.

(g) A section through the shaft at each key way.

(h) Terminal box and glands

(j) Heater

0811. The main view drawing shall to titled with the order number and date, the name of the organisation for which motor was intended, the service, the type of the motor,  the scale and reference to third angle projection.

0812. Part Identification List   Part identification list as per the proforma at table 2 of this section should be provided.

48

0813. Dimension Sheet   Dimension Sheet for all motors are to be given as per the program at table 3 of this section.  This should include shaft and key details along with tolerances.  The letter symbols for the typical dimension sketches shown in table 3 of this section conform to IS 1231/IEC 60072­2, and are as indicated below :

A   ­  Distance between center­lines of mounting holes (end view).

AA  ­  Width of end of foot (end view)

AB  ­  Overall dimension across feet (end view)

AC  ­  Diameter of motor

AD  ­  Distance from center line of motor to extreme outside of terminal box or other most salient object mounted on side of motor.       

 B ­  Distance between center line of fixing  holes (side view)

BA – Length of foot (side view)

C   ­ Distance from shoulder on second shaft to center line of mounting Holes in nearest feet.

CA – Distance from shoulder on second shaft to center line of mounting holes in the nearest feet.

D  ­ Diameter of shaft extension.

DA – Diameter of second shaft extension.

E  ­ Length of shaft extension from the shoulder 

EA – Length of second shaft extension from the shoulder

F    ­ Width of key.

FA – Width of key way of the second shaft extension.

G   ­ Distance from the bottom of  key way to the opposite surface of the shaft  extension.

GA – Distance from the top of  the key to the opposite surface of  the shaft extension.

GB ­   Distance from the bottom of the key way to the opposite surface of the second shaft extension.

49

GC – Distance  from  the  top  of  key   to   the  opposite  surface of   the  second extension.

GE  ­  Thickness of  key

GH  ­  Depth of key way at the crown of the second shaft extension.

H   ­  Distance from center­line of shaft to bottom of feet (basic dimension)

HA ­  Thickness of feet

HC – Top of horizontal motor to bottom feet

HD – Top of eye­bolt, terminal box or other most salient object mounted on top of the motor to bottom of feet.

K – Diameter of holes for width of slots in the feet of the motor.

L  ­  Overall length of the motor with single shaft extension.

LO – Overall length of the motor when there is second shaft extension.

The documents stated at clause 6.2 and maintenance routines of the motor are to be compiled in a book form before submission.        

0814.  Binding Drawings. Following binding drawings are  to  be submitted  for   IHQ MoD(N) approval.

(i) Overall dimension of the equipment(ii) Mounting arrangement(iii) CG of the equipment

0815. One set of binding drawings is also to be supplied to the shipyard for  their comments while forwarding to DQA (WP)/ IHQ MoD(N) at the time of approval.

0816. The manufacturer should furnish the following details for control gear (starter) at the time of tendering:­

(i) Service(ii) Type of motor(iii) Voltage, frequency and No of phases.(iv) Protection provided(v) Enclosure(vi) Vibration(vii) Method of mounting and requirement of shock and vibration mounts.(viii) Method   of   starting,   remote   and   local   control   facilities   and   indication 

provided.(ix) Weight and overall dimensions of the equipment.

50

(x) List of onboard and B&D spares.(xi) Rating of the contractors

TABLE 1 

WINDING AND PERFORMANCE DATA

Manufacturer’s Name

Motor type no./reference no.

Stator winding reference no.

Rotor reference no.

STATOR  WINDING  DATA

REWINDINGDATA FOR COILS

PERFORMANCE

Type of Winding Connection  diagram of  winding should be shown in  this spaceNo of  Slots

No of CoilsCoil PitchConductors per slotTurns per coil     Coil former Wire GaugeWeight   of   Winding WireMean Length of TurnWinding  Distance/PhaseInsulation (Class­­­­­­)Slot LinerInter Coil SeparatorsInter Phase SeparatorSleevings

51

                                                    

TABLE 2 

PART IDENTIFICATION LIST

Space for User   

Motor type no./reference no.

Manufacture’s name

Serial no.

Drawing no. 0f the sectional assembly drawing.

Item no. 

Illustration ref

Makers drg number  

Makers part   no ref

Naval code no

Descri­ption

Material & governing spec

Deno  Nos  fitted

 Remarks 

52

SECTION IX

SPARES AND PRODUCT SUPPORT

Onboard And Base & Depot Spares

0901. On Baord Spares. As per section 7 of EED­Q­071(R4) one set  of  onboard spares sufficient for on board maintenance routines/repairs/defect rectification etc for a period of two years to be recommended by the supplier for approval of IHQ MoD(N).  A set of approved On Board spares shall be supplied along with the main equipment. Equipment   PIL   indicating   item­wise   cost   is   to   be   supplied   along   with   the   list   of onboard spares while obtaining NSM approval.

53

0902. Base & Depot Spares. The  quotation   for   5   years  Base   &  Depot   spares indicating makers part number, cost of each item are to be provided.  The quotation for Base & Depot spares should specify a clear validity of 90 days.  These are 5 years spares consisting of

(a) Stock quantities of on board spares

(b) Spare parts estimated as requirement for over haul and maintenance tasks to be under taken in Dockyard and base repair organisation.

(c)   Important   sub   assemblies   expected   to   be   required   for   occasional replacement during overhauls for repairs during break downs/damage etc.

0903. Each spare part is to be identified with an unique part number, and are to be priced individually.

0904. Ball and roller bearings used for testing spare rotors are not to be supplied for Naval service.

0905. All spare parts are to be subjected to the same testing, as if being incorporated in a complete motor.

0906. The items listed below are put forward for the guidance of the manufacturers in recommending   suitable   lists   of   spares   for   three   phase   squirrel   cage   induction motors/slip ring motors.

Sl. No.     Description                    Onboard spares         Base and depot spares 

(a)        Rotor complete                   ­                            Yes

(b)       Stator complete             Yes (After scaling           Yes      done by IHQ based      on population and       application)

(c)       Slip ring                                  ­                    Yes

(d)       Fan                                          ­                         Yes

(e)       Set of brush holders                ­                         Yes

(f)        Set of brush spring              ­                         Yes

(g)       Set of bearing                       Yes                     Yes

(h)       Set of bearing                     Yes                    Yes           Location spring

(j)        Set of oil seal                         Yes                       Yes

54

(k)       Stator coils                            Yes                     Yes

0907. The quotation for Base and Depot spares should specify a clear validity of 90 day, in addition to the information at clause 7.1.3. 

0908. Guarantee. The   complete   equipment   shall   be   guaranteed   against   all manufacturing defects for the period of 12 months from the date of commissioning of the ship.

APPENDIX ‘A’

‘X’ FORM­ MANDATORY DESIGN REQUIREMENTS FOR MOTORS

The ‘X’ form is to include the following information:­55

The information  Ø to be inserted by the ship section.* is to be supplied by the manufacturer of the driven equipment

         † is to be as stated by the Statement of Technical Requirementsa. Service

Ø b. Number per ship.

Ø c. Situation on ship.

* d. Output power and speed(s) required.

* e. Duty cycle and number of starts/unit time.

* f. Method of speed Change.

Ø g. Supply details.

* h. Starting torque required.

* j. Maximum starting current

Ø k. Thermocouples to be fitted for type testing (for hot spot sensing) YES/NO.

Ø l. Heaters 230V/115V, 50/60 Hz, 1Ph to be fitted YES/NO.

† m. Enclosure and cooling system.

† n. Degree of submersion.

* o. Mounting arrangements in accordance with IS 1231:1974 & IS 2223:1983.

* p. Particulars of shaft end.

Ø q. Shock grading.

† r. Structural vibration level group reference.

† s. Airborne noise level.

t. Spare gear in accordance with NES 54.

u. Control gear maker.  Tender action proposed.

v. Axial and radial loads transmitted to the motor by driven equipment.

† w. Whether grease relief required.56

* x. Direction of rotation on drive end required.

Ø y. Cables and gland sizes.

† z. Minimum bearing life.

57

APPENDIX ‘B’

Commercial Motors – Main Characteristics

Sizes and Ratings

Rated Output KW Frame Size BS 4999

1500 rpm 3000 rpm0.75 2.2 801.5 4.0 90L4.0 4.0 112M7.5 132M11 15 160M22 15 160m30 200L

1. The above ratings apply for ambient temperatures of 550 C.  For 700 C ambient de­rate by 25% .  Machines other than this are not to be used without full investigation and  type  tests.    A consequence of   the use of  these motors  is  that   the design and performance is pre­determined and is not amenable to change to suit  special  uses. The Design Authority is to ensure that the Main Contractor is satisfied that the motor  selected is suitable in all respects for the application and this is to be confirmed during equipment type tests.

Mounting Arrangements.

2. Motors are suitable for foot and/or flange mounting with fixing dimensions in accordance with IS 1231 and IS 2223.

Enclosures

3. Totally enclosed, external fan cooled.  Degree of protection IP 55 to IS 4691. 

Shaft Extension

4. Dimensions of the shaft end complete with tapped hole and keyway.

Bearing

5. B10 Bearing Life 1200 hours

Starting Current

6. Starting current is to be in accordance with Clause 0533 of this specification is to be checked.

58

Starting (Breakaway) Torque

7. The starting (breakaway)torque is not less than 1.4 times full   load torque at  minimum voltage with minimum torque during the starting period of 0.7 times full load torque.

Shock

8. The shock capability is :

40g vertical, 20g axial and 20 g transverse.

When solidly mounted, foot or flange mounted, the shock resistance is just below Grade D (revised).  That is first damage will occur on some motors of a batch at about 30g.

59

                      APPENDIX ‘C’    

 Shock Curve NSS Grade­I

60

APPENDIX ‘D’

Shock Curve NSS Grade –II

61

APPENDIX ‘E’

Standardised Range of Motors

62

Output Ratings and Frame Size Numbers Chart

Sl. N0. Ratingin KW

2 Poles 50 Hz(3000 rpm)60 Hz(3600 rpm)

4 Poles 50 Hz(1500 rpm)60 Hz(1800 rpm)

6 Poles 50 Hz(1000 rpm)60 Hz(1200 rpm)

8 Poles 50 Hz(750 rpm)60 Hz(900 rpm)

1. 0.18 63 63 71 90 S2. 0.37 71 71 80 90  S3. 0.55 71 80 80 90  L4. 0.75 80 80 90  S 100  L5. 1.1 80 90  S 90  L 100  L6. 1.5 90  S 90  L 100  L 112 M7. 2.2 90  L 100  L 112  M 132  S8. 3.7 100  L 112  M 132  S 160  M9. 5.5 132  S 132  S 132  M 160  M10. 7.5 132  S 132  M 160  M 160  L11. 11 160  M 160  M 160  L 180  L12. 15 160  M 160  L 180  L 200  L13. 18.5 160  L 180  M 200  L 225  S14. 22 180  M 180  L 200  L 225  M15. 30 200  L 200  L 225  M 250  M16. 37 200  L 225  S 250  M 280  S17. 45 225  M 225  M 280  S 280  M18. 55 250  M 250  M 280  M 315  S19. 75 280  S 280  S 315  S 315  M20. 90 280  M 280  M 315 M 315   L21. 110 315  S 315  S 315 M 315  L22. 132 315M 315M 315  L 315  L23. 185 315 L 315 L 355L 315 M24. 200 315 L 315 L 355L 315 L25. 250 355 L 355 L 355 LX 400L26 315 355 L 355 L 400L 400L27. 350 400L 400L 400 450L

63

APPENDIX ‘F’

Power Supply Characteristics of Ships Main A.C Supply

Sl No Parameter Tolerance Levels

1 Voltage Nominal Voltage   (a)    Load Range Tolerance

(i)    Average Line  to  Line Value of  3­PHASE System

(ii)    Line To Line Voltage Of Single Phase of 3­  Phase System 

    (b)   Maximum Unbalance    (c)   Maximum Modulation

    (d)   Transients (Excluding Spikes)(Average Line To Line Value For 3­phase system)

           (i)  “Frequent” Transient          High limit                                                Low limit                                                Recovery        (ii)  “Infrequent ” Transient       High limit                                                 Low limit                                                 Recovery   

415V

+ 5%

+ 6%

2%2%

+ 6%­10%0.5 sec

+ 10%­16%1 sec

2 Waveform    (a)   Maximum Individual Harmonic   (b)   Maximum Total Harmonic Content

3%5%

3 Frequency    (a)  Nominal Frequency   (b)  Load Range Tolerance   (c)  Constant Load Tolerance   (d)  Modulation

   (e)  Infrequent” Transients              High Limit                                                        Low Limit                                                        Recovery 

50 Hz+ 2.5%+0.5%0.25%

+3.75% ­3.75% 2 Sec

64

APPENDIX­‘G’

Standardised Range 0f Starters And Motors for Various Services

Sl. No. Name Service Type of Starter to be used

1. Motors for general ventilation DOL with provision to Auto   below 15KW rating Start when power supply is 

restored .  Protection at clause0614 of this EEQ­Q­071(R3)

2. Motors for Pumps below 15KW DOL with Protection at clause0614 of this EEQ­Q­071(R3)

3. Motors for General ventilation Star/Delta or Star/Double Star below 15KW  with protection at clause

0614 of this EEQ­Q­071(R3)

4. Motors for Air condition and           Soft starters with centralized refrigeration            motorvision 

5. Motors for Fire Main Pump ­do­

6. Motors for HP/LP Air  Soft StarterCompressor FL Pumps and pumps above 15KW           

7. Motors for Engine Room/ Star/Double star withBoiler Room ventilation   centralized motorvision`

8. Steering Motors Soft Starter with protection at clause 0614 with a provision to by pass in case of emergency.

9. Capstan/Winches            Bi directional controllers Star/Double  Star,/Delta/ Double Star,Double Star / Delta with

     protections at clause 0614.

10. Rotary Converters,             Soft Starter with protection at Stablisers etc.             clause 0614

65

Appendix­‘H’

TESTS REQUIRED ON AC MOTORS AND THEIR CONTROL GEARS

The requirement of various tests and their abbreviations used in this table are T­ Type Test, R­ Routine Test, L – Test at electrical Maker’s work/Labs and C – Combined Equipment Test

TEST AC MOTORS  CONTROL GEARS (STARTERS)

Type Test

Routine Test Type Test Routine Test

L C L C L C L CThermistor Resistance  _/ ­ _/ ­Insulation Resistance _/ _/ _/ _/ _/ _/ _/ _/Winding Resistance (cold)

_/ _/ _/

Earth bonding _/ _/ _/ _/ _/ _/Thermistors resistance (cold)

_/ _/ _/ _/

Measurement of Air Gap _/ ­ _/ ­Direction of Rotation  _/ ­ _/ ­Over Speed _/ ­ _/ ­Temperature Rise _/ _/ _/Hot Spot Sensing _/ ­ ­ ­Winding Resistance (Hot)

_/ _/ _/

Withstand voltage  _/ _/Insulation Resistance(Hot)

_/ _/ _/ _/

Thermistors Resistance (Hot) 

_/ _/ _/ _/

Dry and Damp heat  _/ ­ ­ ­ _/ ­ ­ ­No load current, power factor and speed (Hot)

_/ ­ _/ ­

Self generated noise and vibration

_/ _/ _/ _/

Speed regulation _/ _/ _/ ­Starting current and run up time 

_/ _/ ­ ­

Efficiency _/ ­ ­ ­

66

TEST AC MOTORS  CONTROL GEARS (STARTERS)

Type Test

Routine Test Type Test Routine Test

Locked rotor torque _/ ­ ­ ­Pull out torque _/ ­ ­ ­Protection under stall condition 

_/ ­ ­ ­

Application of water jet/spray for enclosure upto IP 56

_/ ­ ­ ­ _/ Effectiveness of Enclosure 

Immersion for IP 57 _/ ­ ­ ­ ­ ­ ­ ­IP 58 Submersible motor Immersion/Dynamic Test

_/ ­ _/ ­ ­ ­ ­ ­

EMC _/ ­ ­ ­ _/ ­ ­ ­Bearing grease relief _/ ­ ­ ­ ­ ­ ­ ­External Magnetic Field _/ ­ ­ ­ _/ ­ ­ ­Shock and vibration _/ _/ ­ ­ _/ ­ ­ ­Conformity with drawings_/ _/ _/ _/ _/ _/ _/ _/Millivolt Drop _/ _/ _/ _/Functional Tests _/ _/ _/ _/ _/ _/ _/ _/Operation of protective devices

­ ­ _/ _/ _/ _/

67

Appendix ‘J’

Chart on Type 2 Co­ordination for Starters

Type 2 Coordination chart for DOL & Soft Starter 415V, 3P, 50KA,  SCPD ­ Fuse

KW Rating

HP Rating

Line Current

Fuse Rating

Contactor Rating

0.12 0.16 0.51 2 180.18 0.25 0.6 2 180.25 0.33 0.8 2 180.37 0.5 1.2 4 180.55 0.75 1.5 4 180.75 1 2 6 181.1 1.5 2.7 8 181.3 1.75 3 8 181.5 2 3.5 103 182.2 3 4.92 16 18

3 4 6 16 183.7 5 7.5 20 18

4 5.5 8.5 20 185.5 7.5 11 32 257.5 10 14.5 40 259.3 12.5 17.3 50 2511 15 21 63 2513 17.5 24 63 2515 20 29 63 40

18.5 25 35 80 4022 30 40 80 4530 40 54 100 7037 50 68 125 80

68

45 60 81 125 9555 75 94 160 9575 100 130 200 14080 110 139 200 14090 120 157 250 185

110 150 189 250 225

Appendix ‘J’Contd

Type 2 Coordination chart for DOL & Soft Starter 415V, 3P, 50KA,  SCPD ­ MCCB

KW Rating

HP Rating

Line Current

MCCB Rating

Contactor Rating

0.12 0.16 0.51 0.63 180.18 0.25 0.6 1 180.25 0.33 0.8 1 180.37 0.5 1.2 1.6 180.55 0.75 1.5 2.5 180.75 1 2 2.5 18

1.1 1.5 2.7 4 181.3 1.75 3 4 181.5 2 3.5 5 182.2 3 4.92 6.3 18

3 4 6 7.5 183.7 5 7.5 10 18

4 5.5 8.5 12 325.5 7.5 11 16 807.5 10 14.5 25 809.3 12.5 17.3 25 8011 15 21 30 8013 17.5 24 35 8015 20 29 50 80

18.5 25 35 50 8022 30 40 60 95

69

30 40 54 80 9537 50 68 100 11045 60 81 120 14055 75 94 160 18575 100 130 200 22580 110 139 200 22590 120 157 230 265

110 150 189 275 325

Appendix ‘J’Contd

Type 2 Coordination chart for Star­Delta Starter 415V, 3P, 50KA,  SCPD ­ Fuse

KW Rating

HP Rating

Line Current

Fuse Rating

Contactor Rating

5.5 7.5 11 16 187.5 10 14.5 20 189.3 12.5 17.3 32 1811 15 21 32 1813 17.5 24 32 1815 20 29 40 25

18.5 25 35 50 2522 30 40 63 2530 40 54 63 3237 50 68 80 45

Type 2 Coordination chart for Star­Delta Starter 415V, 3P, 50KA,  SCPD ­ MCCB

KW Rating

HP Rating

Line Current

MCCB Rating

Contactor Rating

5.5 7.5 11 16 807.5 10 14.5 25 809.3 12.5 17.3 30 8011 15 21 35 80

70

13 17.5 24 50 8015 20 29 50 80

18.5 25 35 60 8022 30 40 70 8030 40 54 100 8037 50 68 120 95

71