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絕緣等級

鎖定
絕緣等級是指電機(或變壓器)繞組採用的絕緣材料的耐熱等級。電機與變壓器中常用的絕緣材料等級為A、E、B、F、H五種。每一絕緣等級的絕緣材料都有相應的極限允許工作温度(電機或變壓器繞組最熱點的温度)。電機或變壓器運行時,繞組最熱點的温度不得超過表6-1中的規定,否則會引起絕緣材料加速老化,縮短電機或變壓器的壽命;如果温度超過允許值很多,絕緣會損壞,導致電機或變壓器燒燬。 [1] 
中文名
絕緣等級
外文名
Insulation Level
絕緣温度等級
A級 E級 B級
最高允許温度
105 120 130
繞組温升限值
60 75 80

絕緣等級等級分類

電動機的絕緣等級是指其所用絕緣材料的耐熱等級,分A、E、B、F、H級。允許温升是指電動機的温度與周圍環境温度相比升高的限度。
絕緣的温度等級A級E級B級F級H級。
最高允許温度(℃)105 120 130 155 180 繞組温升限值(K)60 75 80 100 125 。
性能參考温度(℃)80 95 100 120 145 在發電機等電氣設備中,絕緣材料是最為薄弱的環節。絕緣材料尤其容易受到高温的影響而加速老化並損壞。不同的絕緣材料耐熱性能有區別,採用不同絕緣材料的電氣設備其耐受高温的能力就有不同。因此一般的電氣設備都規定其工作的最高温度。
人們根據不同絕緣材料耐受高温的能力對其規定了7個允許的最高温度,按照温度大小排列分別為:Y、A、E、B、F、H和C。它們的允許工作温度分別為:90、105、120、130、155、180和180℃以上。因此,B級絕緣説明的是該發電機採用的絕緣耐熱温度為130℃。使用者在發電機工作時應該保證不使發電機絕緣材料超過該温度才能保證發電機正常工作。絕緣等級為B級的絕緣材料,主要是由雲母、石棉、玻璃絲經有機膠膠合或浸漬而成的。

絕緣等級電機絕緣等級

電動機的絕緣等級是指其所用絕緣材料的耐熱等級,分A級、E級、B級、F級、H級、C級、N級、R級。允許温升是指電動機的温度與周圍環境温度相比升高的限度。電機絕緣等級劃分依據是按電動機所用絕緣材料的允許極限温度劃分的。有Y、A、E、B、F、H、C等幾個等級。
所謂允許極限温度是指電機絕緣材料的允許最高工作温度,它反應絕緣材料的耐熱性能。
絕緣材料按耐熱能力分為Y級、A級、E級、B級、F級、H級、C級, 允許温度(℃) 90、105、120、130、155、180、180℃以上。 電動機採用B級絕緣時定子繞組的温升極限(電阻法)應不超過80K; 電動機採用F級絕緣時定子繞組温升極限應不超過105K; YR電機集電環的温升極限(温度計法)應不超過80K;
電機軸承的容許温度(温度計法或埋置檢温計法)對滾動軸承應不超過95℃;
滑動軸承(出油温度不高於65℃時)應不超過80℃或按雙方協議。
電機温升説明:電機某一部分的温升為該部分温度冷卻介質温度之差,單位為K。電機温升包括定、轉子繞組温升,定、轉子鐵心温升;集電環温升及軸承允許温度(前面已作説明)。B級電機繞組温升限製為80K;F級電機按B級考核亦為80K;按F級考核則為105K,按相應標準,B級絕緣材料可長期承受的工作温度是130℃,F級可長期承受155℃,按電機實際運行最高環温40℃計算,則電機允許工作温度為:
B級時≤120℃(環温40℃+温升80)<130℃
F級時≤145℃(環温40℃+温升105)<155℃
電機的工作制的分類
S1、連續工作制:在恆定負載下的運行時間足以達到熱穩定。
S2、短時工作制:在恆定負載下按給定的時間運行,該時間不足以達到熱穩定,隨之即斷能停轉足 夠時間,使電機再度冷卻到與冷卻介質温度之差在2K以內。
S3、斷續週期工作制:按一系列相同的工作週期運行,每一週期包括一段恆定負載運行時間和一段斷能停轉時間。這種工作制中的每一週期的起動電流不致對温升產生顯著影響。
S4、包括起動的斷續週期工作制:按一系列相同的工作週期運行,每一週期包括一段對温升有顯著影響的起動時間、一段恆定負載運行時間和一段斷能停轉時間。
S5、包括電制動的斷續週期工作制:按一系列相同的工作週期運行,每一週期包括一段起動時間、一段恆定負載運行時間、一段快速電制動時間和一段斷能停轉時間。
S6、連續週期工作制:按一系列相同的工作週期運行,每一週期包括一段恆定負載運行時間和一段空載運行時間,但無斷能停轉時間。
S7、包括電制動的連續週期工作制:按一系列相同的工作週期運行,每一週期包括一段起動時間、一段恆定負載運行時間和一段快速電制動時間,但無斷能停轉時間。
S8、包括變速變負載的連續週期工作制:按一系列相同的工作週期運行,每一週期包括一段在預定轉速下恆定負載運行時間,和一段或幾段在不同轉速下的其它恆定負載的運行時間,但無斷能 停轉時間。
S9、負載和轉速非週期性變化工作制:負載和轉速在允許的範圍內變化的非週期工作制。這種工作制包括經常過載,其值可遠遠超過滿載。

絕緣等級耐熱絕緣等級

伴隨着電動機故障的產生,一般會出現電動機過熱現象,過熱對電動機的絕緣是很不利的。電動機對發熱反應最敏感的部位就是定子繞組絕緣,每種絕緣材料只能承受一定的温度,超過自身允許的温度,就會加速絕緣的老化,縮短電動機使用壽命,而且還可能因絕緣損壞引發各種事故。因此,電動機過熱故障的檢查、檢測和防護,對於降低事故率和減少事故損失及提高企業的經濟效益是非常重要的。
1.電動機温升與絕緣等級的關係由於電動機使用場所與環境温度的不同,常採用“温升”來表明電動機絕緣材料實際耐熱程度的強弱。所謂温升,是指電氣設備(包括電動機)高出環境的温度。電動機的額定温升,是指在設計規定的環境温度(+40℃)下,電動機繞組的最高允許温升,它取決於繞組絕緣等級。電動機的絕緣等級是表示電動機繞組所用的絕緣材料能夠耐受温度極限的等級。電動機最高允許温度(額定温升)與絕緣等級的關係見表1。 電動機額定温升Δt0=電動機最高允許温度t-環境温度t0,式中t0=+40℃,t是指電動機繞組的最高允許温度。而對於運行的電動機,由於無法直接測出繞組的實際温度,只能間接測出機殼外表温度(即吊環孔內的温度),比電動機繞組最熱點約低10℃左右。故機殼外表實測温度加上10℃左右温差,方為電動機最高允許温度t。 2.電動機各部位最高允許温升見表2  3.電動機温度測定方法 (1)手感法:即用手觸摸電動機規定部位,根據手感熱度的強弱來估計電動機温度大小的一種方法。見表3。 (2)温度計法:即用温度計直接測定電動機的温升。 當電動機達到額定運行狀態時,其温度也逐漸上升到某一穩定值而不再上升,這時可用温度計(最好是酒精温度計)測量電動機的温度。方法是:將酒精温度計的球體用錫紙包纏後插入電動機吊環孔內,使温度計球體與孔內四周緊貼,然後用棉花將孔封嚴。此時温度計測得的温度比電動機繞組最熱點低10℃左右,故把所測得的温度加上10℃,再減去環境温度(+40℃)即為電動機實際温升。 表1 電動機温升與絕緣等級的關係 絕緣等級 Y A E B F H C 最高允許温度 ℃ 90 105 120 130 155 180 >180 額定温升 ℃ 50 65 80 90 115 140 >140 表2 電動機各部位最高允許温升(環境温度:+40℃) 部位名稱 不同絕緣等級的温升限度 ℃ A E B F H 温度計法 電阻法 温度計法 電阻法 温度計法 電阻法 温度計法 電阻法 温度計法 電阻法 定子繞組 55 60 65 75 70 80 85 100 105 125 繞線式轉子繞組 55 60 65 75 70 80 85 100 105 125 定子鐵芯 60   75   80   100   125   滑 環 60   70   80   90 100   滑動軸承 40   40   40   40   40   滾動軸承 55   55   55   55   55   注:表中的數據為考慮到實際情況的温升限度 表3 電動機機殼表面温度與手感關係 機殼表面温度 ℃ 手 感 説 明 30  稍冷  比體温低,感覺稍冷 40  稍温  感覺到暖和的程度 45  温和  一用手摸時,就感到暖和 50  稍熱  長時間用手摸,手掌變紅 55  熱  僅可用手摸5~6s 60  更熱  僅可用手摸3~4s 65  非常熱  僅可用手摸2~3s,手離開後,手掌還感到熱 70  非常熱  用一個指頭僅可摸約3s 75  極熱  用一個指頭摸,能忍受1~2s 80  極熱,懷疑電動機已燒壞  用一個指頭摸一下都不行,乙烯樹脂捲縮 85~90  極熱,懷疑電動機已燒壞  如用手指摸一下,就像燒着了一樣  (3)電阻法:利用導體電阻隨温度升高而增大的原理進行測量。只要分別測出電動機某相繞組的冷態和熱態電阻,就可算出電動機平均温升 Δt0=t2-t0=[(R2-R1)(235+t1)/R1]+t1-t0 式中 t1——電動機某相繞組冷態温度,℃ t2——電動機某相繞組熱態温度,℃ t0——環境温度,+40℃ R1——電動機某相繞組冷態電阻,Ω R2——電動機某相繞組熱態電阻(必須在電動機斷電後半分鐘內測定),Ω  4.電動機過熱故障的原因 (1)電動機過載運行。如:定、轉子之間摩擦(俗稱掃膛)、裝配不合格、被驅動的機械部分有摩擦或犯卡等過載故障。 (2)電動機缺相運行。 (3)三相電壓及三相電流的不平衡程度超出規定的允許範圍。 (4)電源電壓過高或過低,超出電動機額定電壓的允許變動範圍(即±10%)。 (5)電動機繞組接線錯誤。如:定子繞組某相端接頭接反。 (6)電動機繞組存在故障。如:繞組匝間或層間短路、繞組接地。 (7)定子鐵芯硅鋼片之間絕緣損壞,以致定子鐵芯短路,引起定子鐵芯渦流增大,造成電動機過熱。 (8)啓動頻繁。 (9)電動機風道阻塞,通風不良。 (10)電動機周圍環境温度過高(超出設計規定的+40℃),散熱不良、冷卻效果差。

絕緣等級備註

根據GB 755-2008,F級絕緣下繞組温升限制應為105K,而不是100K。一般電機的絕緣等級較多采用E級和B級絕緣。
參考資料