絕緣等級(jí)耐熱絕緣等級(jí)

伴隨著電動(dòng)機(jī)故障的產(chǎn)生，一般會(huì)出現(xiàn)電動(dòng)機(jī)過(guò)熱現(xiàn)象，過(guò)熱對(duì)電動(dòng)機(jī)的絕緣是很不利的。電動(dòng)機(jī)對(duì)發(fā)熱反應(yīng)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溫度，超過(guò)自身允許的溫度，就會(huì)加速絕緣的老化，縮短電動(dòng)機(jī)使用壽命，而且還可能因絕緣損壞引發(fā)各種事故。因此，電動(dòng)機(jī)過(guò)熱故障的檢查、檢測(cè)和防護(hù)，對(duì)于降低事故率和減少事故損失及提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益是非常重要的。

1.電動(dòng)機(jī)溫升與絕緣等級(jí)的關(guān)系由于電動(dòng)機(jī)使用場(chǎng)所與環(huán)境溫度的不同，常采用“溫升”來(lái)表明電動(dòng)機(jī)絕緣材料實(shí)際耐熱程度的強(qiáng)弱。所謂溫升，是指電氣設(shè)備(包括電動(dòng)機(jī))高出環(huán)境的溫度。電動(dòng)機(jī)的額定溫升，是指在設(shè)計(jì)規(guī)定的環(huán)境溫度( 40℃)下，電動(dòng)機(jī)繞組的最高允許溫升，它取決于繞組絕緣等級(jí)。電動(dòng)機(jī)的絕緣等級(jí)是表示電動(dòng)機(jī)繞組所用的絕緣材料能夠耐受溫度極限的等級(jí)。電動(dòng)機(jī)最高允許溫度(額定溫升)與絕緣等級(jí)的關(guān)系見(jiàn)表1。　電動(dòng)機(jī)額定溫升Δt0=電動(dòng)機(jī)最高允許溫度t-環(huán)境溫度t0，式中t0= 40℃，t是指電動(dòng)機(jī)繞組的最高允許溫度。而對(duì)于運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)，由于無(wú)法直接測(cè)出繞組的實(shí)際溫度，只能間接測(cè)出機(jī)殼外表溫度(即吊環(huán)孔內(nèi)的溫度)，比電動(dòng)機(jī)繞組最熱點(diǎn)約低10℃左右。故機(jī)殼外表實(shí)測(cè)溫度加上10℃左右溫差，方為電動(dòng)機(jī)最高允許溫度t?！?.電動(dòng)機(jī)各部位最高允許溫升見(jiàn)表2 　3.電動(dòng)機(jī)溫度測(cè)定方法　(1)手感法：即用手觸摸電動(dòng)機(jī)規(guī)定部位，根據(jù)手感熱度的強(qiáng)弱來(lái)估計(jì)電動(dòng)機(jī)溫度大小的一種方法。見(jiàn)表3?！?2)溫度計(jì)法：即用溫度計(jì)直接測(cè)定電動(dòng)機(jī)的溫升?！‘?dāng)電動(dòng)機(jī)達(dá)到額定運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，其溫度也逐漸上升到某一穩(wěn)定值而不再上升，這時(shí)可用溫度計(jì)(最好是酒精溫度計(jì))測(cè)量電動(dòng)機(jī)的溫度。方法是：將酒精溫度計(jì)的球體用錫紙包纏后插入電動(dòng)機(jī)吊環(huán)孔內(nèi)，使溫度計(jì)球體與孔內(nèi)四周緊貼，然后用棉花將孔封嚴(yán)。此時(shí)溫度計(jì)測(cè)得的溫度比電動(dòng)機(jī)繞組最熱點(diǎn)低10℃左右，故把所測(cè)得的溫度加上10℃，再減去環(huán)境溫度( 40℃)即為電動(dòng)機(jī)實(shí)際溫升。 表1　電動(dòng)機(jī)溫升與絕緣等級(jí)的關(guān)系 絕緣等級(jí) Y A E B F H C 最高允許溫度　℃ 90 105 120 130 155 180 >180 額定溫升　℃ 50 65 80 90 115 140 >140 表2　電動(dòng)機(jī)各部位最高允許溫升(環(huán)境溫度： 40℃) 部位名稱(chēng) 不同絕緣等級(jí)的溫升限度　℃ A E B F H 溫度計(jì)法 電阻法 溫度計(jì)法 電阻法 溫度計(jì)法 電阻法 溫度計(jì)法 電阻法 溫度計(jì)法 電阻法 定子繞組 55 60 65 75 70 80 85 100 105 125 繞線(xiàn)式轉(zhuǎn)子繞組 55 60 65 75 70 80 85 100 105 125 定子鐵芯 60 　 75 　 80 　 100 　 125 　 滑　環(huán) 60 　 70 　 80 　 90 100 　 滑動(dòng)軸承 40 　 40 　 40 　 40 　 40 　 滾動(dòng)軸承 55 　 55 　 55 　 55 　 55 　 注：表中的數(shù)據(jù)為考慮到實(shí)際情況的溫升限度 表3　電動(dòng)機(jī)機(jī)殼表面溫度與手感關(guān)系 機(jī)殼表面溫度 ℃ 手　感 說(shuō)　明 30 　稍冷 　比體溫低，感覺(jué)稍冷 40 　稍溫 　感覺(jué)到暖和的程度 45 　溫和 　一用手摸時(shí)，就感到暖和 50 　稍熱 　長(zhǎng)時(shí)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(kāi)后，手掌還感到熱 70 　非常熱 　用一個(gè)指頭僅可摸約3s 75 　極熱 　用一個(gè)指頭摸，能忍受1～2s 80 　極熱，懷疑電動(dòng)機(jī)已燒壞 　用一個(gè)指頭摸一下都不行，乙烯樹(shù)脂卷縮 85～90 　極熱，懷疑電動(dòng)機(jī)已燒壞 　如用手指摸一下，就像燒著了一樣 　(3)電阻法：利用導(dǎo)體電阻隨溫度升高而增大的原理進(jìn)行測(cè)量。只要分別測(cè)出電動(dòng)機(jī)某相繞組的冷態(tài)和熱態(tài)電阻，就可算出電動(dòng)機(jī)平均溫升　Δt0=t2-t0=[(R2-R1)(235 t1)/R1] t1-t0 式中　t1——電動(dòng)機(jī)某相繞組冷態(tài)溫度，℃ t2——電動(dòng)機(jī)某相繞組熱態(tài)溫度，℃ t0——環(huán)境溫度， 40℃ R1——電動(dòng)機(jī)某相繞組冷態(tài)電阻，Ω R2——電動(dòng)機(jī)某相繞組熱態(tài)電阻(必須在電動(dòng)機(jī)斷電后半分鐘內(nèi)測(cè)定)，Ω 　4.電動(dòng)機(jī)過(guò)熱故障的原因　(1)電動(dòng)機(jī)過(guò)載運(yùn)行。如：定、轉(zhuǎn)子之間摩擦(俗稱(chēng)掃膛)、裝配不合格、被驅(qū)動(dòng)的機(jī)械部分有摩擦或犯卡等過(guò)載故障?！?2)電動(dòng)機(jī)缺相運(yùn)行?！?3)三相電壓及三相電流的不平衡程度超出規(guī)定的允許范圍?！?4)電源電壓過(guò)高或過(guò)低，超出電動(dòng)機(jī)額定電壓的允許變動(dòng)范圍(即±10%)。　(5)電動(dòng)機(jī)繞組接線(xiàn)錯(cuò)誤。如：定子繞組某相端接頭接反?！?6)電動(dòng)機(jī)繞組存在故障。如：繞組匝間或?qū)娱g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(dòng)機(jī)過(guò)熱。　(8)啟動(dòng)頻繁。　(9)電動(dòng)機(jī)風(fēng)道阻塞，通風(fēng)不良?！?10)電動(dòng)機(jī)周?chē)h(huán)境溫度過(guò)高(超出設(shè)計(jì)規(guī)定的 40℃)，散熱不良、冷卻效果差。

電動(dòng)機(jī)的絕緣等級(jí)是指其所用絕緣材料的耐熱等級(jí)，分A級(jí)、E級(jí)、B級(jí)、F級(jí)、H級(jí)、C級(jí)、N級(jí)、R級(jí)。允許溫升是指電動(dòng)機(jī)的溫度與周?chē)h(huán)境溫度相比升高的限度。電機(jī)絕緣等級(jí)劃分依據(jù)是按電動(dòng)機(jī)所用絕緣材料的允許極限溫度劃分的。有Y、A、E、B、F、H、C等幾個(gè)等級(jí)。

所謂允許極限溫度是指電機(jī)絕緣材料的允許最高工作溫度，它反應(yīng)絕緣材料的耐熱性能。

絕緣材料按耐熱能力分為Y級(jí)、A級(jí)、E級(jí)、B級(jí)、F級(jí)、H級(jí)、C級(jí)， 允許溫度（℃） 90、105、120、130、155、180、180℃以上。 電動(dòng)機(jī)采用B級(jí)絕緣時(shí)定子繞組的溫升極限（電阻法）應(yīng)不超過(guò)80K； 電動(dòng)機(jī)采用F級(jí)絕緣時(shí)定子繞組溫升極限應(yīng)不超過(guò)105K； YR電機(jī)集電環(huán)的溫升極限（溫度計(jì)法）應(yīng)不超過(guò)80K；

電機(jī)軸承的容許溫度（溫度計(jì)法或埋置檢溫計(jì)法）對(duì)滾動(dòng)軸承應(yīng)不超過(guò)95℃；

對(duì)滑動(dòng)軸承（出油溫度不高于65℃時(shí)）應(yīng)不超過(guò)80℃或按雙方協(xié)議。

電機(jī)溫升說(shuō)明：電機(jī)某一部分的溫升為該部分溫度冷卻介質(zhì)溫度之差，單位為K。電機(jī)溫升包括定、轉(zhuǎn)子繞組溫升，定、轉(zhuǎn)子鐵心溫升；集電環(huán)溫升及軸承允許溫度（前面已作說(shuō)明）。B級(jí)電機(jī)繞組溫升限制為80K；F級(jí)電機(jī)按B級(jí)考核亦為80K；按F級(jí)考核則為105K，按相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，B級(jí)絕緣材料可長(zhǎng)期承受的工作溫度是130℃，F(xiàn)級(jí)可長(zhǎng)期承受155℃，按電機(jī)實(shí)際運(yùn)行最高環(huán)溫40℃計(jì)算，則電機(jī)允許工作溫度為：

B級(jí)時(shí)≤120℃（環(huán)溫40℃ 溫升80）<130℃

F級(jí)時(shí)≤145℃（環(huán)溫40℃ 溫升105）<155℃

電機(jī)的工作制的分類(lèi)

S1、連續(xù)工作制：在恒定負(fù)載下的運(yùn)行時(shí)間足以達(dá)到熱穩(wěn)定。

S2、短時(shí)工作制：在恒定負(fù)載下按給定的時(shí)間運(yùn)行，該時(shí)間不足以達(dá)到熱穩(wěn)定，隨之即斷能停轉(zhuǎn)足 夠時(shí)間，使電機(jī)再度冷卻到與冷卻介質(zhì)溫度之差在2K以?xún)?nèi)。

S3、斷續(xù)周期工作制：按一系列相同的工作周期運(yùn)行，每一周期包括一段恒定負(fù)載運(yùn)行時(shí)間和一段斷能停轉(zhuǎn)時(shí)間。這種工作制中的每一周期的起動(dòng)電流不致對(duì)溫升產(chǎn)生顯著影響。

S4、包括起動(dòng)的斷續(xù)周期工作制：按一系列相同的工作周期運(yùn)行，每一周期包括一段對(duì)溫升有顯著影響的起動(dòng)時(shí)間、一段恒定負(fù)載運(yùn)行時(shí)間和一段斷能停轉(zhuǎn)時(shí)間。

S5、包括電制動(dòng)的斷續(xù)周期工作制：按一系列相同的工作周期運(yùn)行，每一周期包括一段起動(dòng)時(shí)間、一段恒定負(fù)載運(yùn)行時(shí)間、一段快速電制動(dòng)時(shí)間和一段斷能停轉(zhuǎn)時(shí)間。

S6、連續(xù)周期工作制：按一系列相同的工作周期運(yùn)行，每一周期包括一段恒定負(fù)載運(yùn)行時(shí)間和一段空載運(yùn)行時(shí)間，但無(wú)斷能停轉(zhuǎn)時(shí)間。

S7、包括電制動(dòng)的連續(xù)周期工作制：按一系列相同的工作周期運(yùn)行，每一周期包括一段起動(dòng)時(shí)間、一段恒定負(fù)載運(yùn)行時(shí)間和一段快速電制動(dòng)時(shí)間，但無(wú)斷能停轉(zhuǎn)時(shí)間。

S8、包括變速變負(fù)載的連續(xù)周期工作制：按一系列相同的工作周期運(yùn)行，每一周期包括一段在預(yù)定轉(zhuǎn)速下恒定負(fù)載運(yùn)行時(shí)間，和一段或幾段在不同轉(zhuǎn)速下的其它恒定負(fù)載的運(yùn)行時(shí)間，但無(wú)斷能 停轉(zhuǎn)時(shí)間。

S9、負(fù)載和轉(zhuǎn)速非周期性變化工作制：負(fù)載和轉(zhuǎn)速在允許的范圍內(nèi)變化的非周期工作制。這種工作制包括經(jīng)常過(guò)載，其值可遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)滿(mǎn)載。

電動(dòng)機(jī)的絕緣等級(jí)是指其所用絕緣材料的耐熱等級(jí)，分A、E、B、F、H級(jí)。允許溫升是指電動(dòng)機(jī)的溫度與周?chē)h(huán)境溫度相比升高的限度。

絕緣的溫度等級(jí)A級(jí)E級(jí)B級(jí)F級(jí)H級(jí)。

最高允許溫度（℃）105 120 130 155 180 繞組溫升限值（K）60 75 80 100 125 。

性能參考溫度（℃）80 95 100 120 145 在發(fā)電機(jī)等電氣設(shè)備中，絕緣材料是最為薄弱的環(huán)節(jié)。絕緣材料尤其容易受到高溫的影響而加速老化并損壞。不同的絕緣材料耐熱性能有區(qū)別，采用不同絕緣材料的電氣設(shè)備其耐受高溫的能力就有不同。因此一般的電氣設(shè)備都規(guī)定其工作的最高溫度。

人們根據(jù)不同絕緣材料耐受高溫的能力對(duì)其規(guī)定了7個(gè)允許的最高溫度，按照溫度大小排列分別為：Y、A、E、B、F、H和C。它們的允許工作溫度分別為：90、105、120、130、155、180和180℃以上。因此，B級(jí)絕緣說(shuō)明的是該發(fā)電機(jī)采用的絕緣耐熱溫度為130℃。使用者在發(fā)電機(jī)工作時(shí)應(yīng)該保證不使發(fā)電機(jī)絕緣材料超過(guò)該溫度才能保證發(fā)電機(jī)正常工作。絕緣等級(jí)為B級(jí)的絕緣材料，主要是由云母、石棉、玻璃絲經(jīng)有機(jī)膠膠合或浸漬而成的。

根據(jù)GB 755-2008，F(xiàn)級(jí)絕緣下繞組溫升限制應(yīng)為105K，而不是100K。一般電機(jī)的絕緣等級(jí)較多采用E級(jí)和B級(jí)絕緣。

冶金用電動(dòng)機(jī)的絕緣等級(jí)為H級(jí)，起重用電動(dòng)機(jī)絕緣等級(jí)為F級(jí)。

冶金用電動(dòng)機(jī)的絕緣等級(jí)為H級(jí)，起重用電動(dòng)機(jī)絕緣等級(jí)為F級(jí)。

變壓器的絕緣等級(jí)，并不是絕緣強(qiáng)度的概念，而是允許的溫升的標(biāo)準(zhǔn)，即絕緣等級(jí)是指其所用絕緣材料的耐熱等級(jí)，分A、E、B、F、H級(jí)。絕緣的溫度等級(jí)分為A級(jí) E級(jí)B級(jí) F級(jí)H級(jí)。各絕緣等級(jí)具體允許溫升標(biāo)準(zhǔn)如下：

最高允許溫度（℃）105 120 130 155 180

繞組溫升限值（K）60 75 80 100 125

性能參考溫度（℃）80 95 100 120 145

變壓器的容量等級(jí)：30、50、63.80、100、125.160、200、250、315.400、500、630、800、1000、1250、1600、2000、2500、3150、4000、5000、6300、8000 kVA