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电机绝缘等级与温度的关系

一到夏季,电工们为电念头过热而烦恼。但大家都知道衡量电念头发烧程度是用“温升”而不是用“温度”。一些初学者为此在实践中提出了各种题目。


例如一台A级绝缘的电念头,温升限度为50℃,那么:


1、当气温为15℃而绕组温度为80℃时,电动性能否继承运行?一种回答是,当然行:理由是 :固然温升超过了50℃达65℃,但绕组温度并未超过A组绝缘的最高答应工作温度90℃。而另一种回答是不行,由于温升超过了。


2、当气温为45℃(如夏季露天或高温车间)而电念头绕组温度为95℃时。电动性能否继承运行?同样有两种意见:一说不行,而另一说可以。后者理由是铭牌上不是说温升限度为50℃ 吗?并未超过此值。类似上述题目的产生都是因为对温升、温度、绝缘的耐热及发烧与散热的平衡等没有明确的概念所致。


一、绝缘材料的耐热等级


绝缘材料按耐热能力分为Y、A、E、B、F、H、C 7个等级,其极限工作温度分别为90、105、 120、130、155、180、及180℃以上。


所谓绝缘材料的极限工作温度,系指电念头在设计预期寿命内,运行时绕组绝缘中最热门的温度。根据经验,A级材料在105℃、B级材料在130℃的情况下寿命可达10年,但在实际情况下环境温度和温升均不会长期达设计值,因此一般寿命在15~20年。假如运行温度长期超过材料的极限工作温度,则绝缘的老化加剧,寿命严峻缩短。所以电念头在运行中,温度是寿命的主要因素之一。


二、温升


温升是电念头与环境的温度差,是由电念头发烧引起的。运行中的电念头铁心处在交变磁场中会产生铁损。绕组通电后会产生铜损。还有其他杂散损耗等。这些都会使电念头温度升高。另一方面电念头也会散热,当发烧与散热相等时即达到平衡状态,温度不再上升而不乱在一个水平上。当发烧增加或散热减少时就会破坏平衡,使温度继承上升,扩大温差 ,则增加散热,在另一个较高的温度下达到新的平衡。但这时的温差即温升已比前增大了。 所以说温升是电念头设计及运行中的一项重要指标,标志着电念头的发烧程度。在运行中, 如电念头温升溘然增大,说明电念头有故障,风道梗阻或负荷太重。


三、温升与气温等因素的关系


因为各地各时的环境温度不相同,因此必需划定尺度的环境温度。我国早期设计的电念头均采用35℃,而从1965年后设计的J2、JO2和Y系列电念头则用40℃。


对于正常运行的电念头,在额定负荷下其温升应与环境温度的高低无关,且当环境温度低于40℃(或35℃)时,其运行温升也不答应超出铭牌额定值。如一台正在运行的A级绝缘电念头 ,当环境温度降到10℃时,并不意味着温升答应扩大到80℃。有人以为只要绕组温度不超过划定的90℃即可。这不全对,如负荷未增加,而温升达到80℃,这说明电念头本身出了故障 。


那么,额定负载下运行的电念头温升是否与气温等因素毫无关系呢:不!是稍有影响的。


1、气温下降时,正常电念头的温升会稍许减少。这是由于绕组电阻R下降,铜耗减少。温度每降1℃,R约降0.4%。


2、自冷电念头的环境温度每增10℃,则温升增1.5~3℃。这是由于绕组铜损随气温上升而增加。气温变化对大型电念头和封锁电念头影响较大。


3、空气湿度升高10%,因导热改善,温升可降0.07~0.38℃,均匀为0,19℃。


4、海拔以1000m为尺度,每升100m,温升增加温升极限值的1%。


四、极限工作温度与最高工作温度


细心人会看出矛盾:为什么一会儿说A级的极限工作温度为105℃,一会儿又说A级的最高答应工作温度是90℃呢?这与丈量方法有关。不同的丈量方法,其反映出的数值不同,含义也不一样。


1、温度计法其测结果反映的是绕组绝缘的局部表面温度。这个数字均匀比绕组绝缘的实际最高温度即“最热门”低15℃左右。该法最简朴,在中、小电念头现场应用最广。对低电阻绕组,此法比电阻法正确。因为水银温度计在交变磁场中会因涡流损耗发烧,故在交流电念头中使用酒精温度计。


2、电阻法 其丈量结果反映的是整个绕组铜线温度的均匀值。该数比实际最高温度按不同 的绝缘等级降低5~15℃。该法是测出导体的冷态及热态电阻,按有关公式算出均匀温升。


3、埋置检测温度计试验时将铜或铂电阻温度计或热电偶埋置在绕组、铁心或其他需要丈量预期温度最高的部件里。其丈量结果反映出测温元件接触处的温度。大型电念头常采用此法来监督电念头的运行温度。在100~200℃范围内铜或铂电阻温度计较正确,而热电偶不常用 。


另外,封锁扇冷式电念头用电阻法测得的温度比温度计法测得的高0~15%;防护式高10%~2 0%。而电阻法与预埋铜电阻检温计相差±5%。


综上所述,各种丈量方法所丈量到的温度与实际最高温度都有差值,不能真正反映出绝缘材料的实际最高温度,因此需将绝缘材料的“极限工作温度”减去此差值才是“最高答应工作温度”。


五、电念头各部位的温度限度


1、与绕组级接触的铁心温升(度计法)应不超过所接触的绕组绝缘的温升限度(电阻法),即A级为60℃,E级为75℃,B级为80℃,F级为100℃,H级为125℃。对于封锁式电念头,温度计可插入机座的吊环螺孔与铁心接解。


2、动弹轴承温度应不超过95℃,滑动轴承的温度应不超过80。因温度太高会使油质发生变化和破坏油膜。温度计应插近滚珠轴承外圈或滑动轴承下轴瓦。如测轴承盖温度,其值比外圈低15%~25%。如测油池上层油温,其值比轴瓦低15℃。


3、机壳温度实践中往往以不烫手为准。


4、鼠笼转子表面杂散损耗很大,温度较高,一般以不危及临近绝缘为限。可预先刷上不可 逆变色漆来估计。


六、故障的排除


当发生下列任一种情况时,说明电念头有故障:


1、温度超过最高工作温度。


2、温升超过划定或温升固然未超过划定,但在低负荷时温升溘然增大。


这两类故障的判定和排除方法是:


1、在额定负荷下温升未超过温升限度,仅因为环境温度超过40℃而使电念头温度超过最大答应工作温度。这种现象说明电念头本身是正常的。解决的办法是用人工方法使环境温度下降,如办不到,则必需减负荷运行。


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