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技術(shù)文章

電氣絕緣的耐熱性評定和分級

1　主題內(nèi)容與適用范圍
    本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了電工產(chǎn)品絕緣的耐熱性分級，確定了耐熱性的評定及分級的原則和任務(wù)。
    本標(biāo)準(zhǔn)適用于電工產(chǎn)品及其絕緣的耐熱性分級，亦適用于某特定場合下應(yīng)用的絕緣材料、簡單組合和絕緣結(jié)構(gòu)的耐熱性定級。

     2　引用標(biāo)準(zhǔn)
    GB 11026.1　確定電氣絕緣材料耐熱性的導(dǎo)則　**部分：制訂熱老化試驗(yàn)方法和評價(jià)試驗(yàn)結(jié)果的總規(guī)程

     3　總論
     3.1　耐熱等級
    電工產(chǎn)品絕緣的使用期受到多種因素(如溫度、電和機(jī)械的應(yīng)力、振動(dòng)、有害氣體、化學(xué)物質(zhì)、潮濕、灰塵和輻照等)的影響，而溫度通常是對絕緣材料和絕緣結(jié)構(gòu)老化起支配作用的因素。因此已有一種實(shí)用的、被世界公認(rèn)的耐熱性分級方法，也就是將電氣絕緣的耐熱性劃分為若干耐熱等級，各耐熱等級及所對應(yīng)的溫度值如下：

     耐熱等級溫度， ℃
     Y 90
     A 105
     E 120
     B 130
     F 155
     H 180
     200 200
     220 220
     250 250
     溫度超過250℃，則按間隔25℃相應(yīng)設(shè)置耐熱等級。
    也可以不用字母表示耐熱等級，但是必須遵從上述對應(yīng)關(guān)系。對在特殊條件下使用的以及有特殊要求的設(shè)備(如第3.1.5條所述)，上述分級方法不一定適用，可能要采用其他的鑒別分類方法。
    在電工產(chǎn)品上標(biāo)明的耐熱等級，通常表示該產(chǎn)品在額定負(fù)載和規(guī)定的其他條件下達(dá)到預(yù)期使用期時(shí)能承受的*高溫度。因此，在電工產(chǎn)品中，溫度*高處所用絕緣的溫度極應(yīng)該不低于該產(chǎn)品耐熱等級所對應(yīng)的溫度(否則見第3.1.2條)。
    由于習(xí)慣上的原因，目前無論對絕緣材料、絕緣結(jié)構(gòu)和電工產(chǎn)品均籠統(tǒng)地使用“耐熱等級”這一術(shù)語。但今后的趨勢是，對絕緣材料推薦采用“溫度指數(shù)”和“相對溫度指數(shù)”這兩個(gè)術(shù)語；對絕緣結(jié)構(gòu)則推薦采用“鑒別標(biāo)志”這個(gè)術(shù)語；絕緣結(jié)構(gòu)的“鑒別標(biāo)志”只和所設(shè)計(jì)的特定產(chǎn)品發(fā)生聯(lián)系；而對電工產(chǎn)品則保留采用“耐熱等級”這個(gè)術(shù)語。
     3.1.1　運(yùn)行條件
    經(jīng)驗(yàn)證明：如果電工產(chǎn)品(如旋轉(zhuǎn)電機(jī)、變壓器等)標(biāo)準(zhǔn)是以第3.1條所列的溫度為基礎(chǔ)并適當(dāng)考慮該產(chǎn)品的特有因素制訂的，那么，按這樣的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)、制造的電工產(chǎn)品在通常的運(yùn)行條件下可具有滿意而經(jīng)濟(jì)的使用期。
     3.1.2　絕緣結(jié)構(gòu)中的絕緣材料
    標(biāo)明某電工產(chǎn)品為某耐熱等級，絕不意味著該產(chǎn)品絕緣結(jié)構(gòu)中的每一種絕緣材料都具有相同的溫度極限。
    絕緣結(jié)構(gòu)的溫度極限與其中各絕緣材料的溫度極限可能不直接相關(guān)。在絕緣結(jié)構(gòu)中，絕緣材料的溫度極限可能因受到其他組成材料的保護(hù)而有所提高，也可能因材料間不相容而使絕緣結(jié)構(gòu)的溫度極限低于各個(gè)組成材料的溫度極限。所有這些問題應(yīng)該通過功能試驗(yàn)來加以研究。
     3.1.3　溫度和溫升
    本標(biāo)準(zhǔn)中列出的溫度是指電工產(chǎn)品中絕緣所承受的*高溫度，不是電工產(chǎn)品的允許溫升。
    電氣設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)中通常規(guī)定溫升而不規(guī)定溫度。在確定這類標(biāo)準(zhǔn)中的測量方法和允許溫升時(shí)，應(yīng)該考慮下列因素，如結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)、絕緣的導(dǎo)熱性和厚度、各絕緣部分的易檢測性、通風(fēng)方法、負(fù)載特性等。
     3.1.4　其他影響因素
    絕緣保持其效用的能力除了熱因素外，還會(huì)受到某些條件(如施加在絕緣及其支撐結(jié)構(gòu)上的機(jī)械應(yīng)力)和某些因素(如振動(dòng)和不同的熱膨脹)的影響。隨著產(chǎn)品尺寸的增加，振動(dòng)和熱膨脹因素的影響也變得更為重要。大氣的溫度，以及灰塵、化學(xué)物質(zhì)或其他污染物的存在也會(huì)產(chǎn)生有害的影響。在設(shè)計(jì)特定產(chǎn)品時(shí)，對這些因素都應(yīng)加以考慮。詳見評定和鑒別電氣設(shè)備絕緣結(jié)構(gòu)的指導(dǎo)性資料。
     3.1.5　絕緣的使用期
    電工產(chǎn)品的實(shí)際使用期取決于運(yùn)行中的特定條件。這些條件可以隨環(huán)境、工作周期和產(chǎn)品類型的不同而有很大的變化。此外，預(yù)期使用期還取決于產(chǎn)品尺寸、可靠性、有關(guān)設(shè)備的預(yù)期使用期以及經(jīng)濟(jì)性等方面的要求。
    對某些電工產(chǎn)品，由于其特定的應(yīng)用目的，要求其絕緣的使用期低于或高于正常值，或由于運(yùn)行條件特殊，規(guī)定其溫升高于或低于正常值，而使其絕緣的溫度極高于或低于正常值。
    絕緣的使用期的很大程度上取決于其對氧氣、濕度、灰塵和化學(xué)物質(zhì)的隔絕程度。在給定溫度下，受到恰當(dāng)保護(hù)的絕緣的使用期會(huì)比自由暴露在大氣中的絕緣的使用期長，因而，用化學(xué)惰性氣體或液體作冷卻或保護(hù)價(jià)質(zhì)，可延長絕緣的使用期。
     3.1.6　工作溫度的限制
    絕緣除了經(jīng)受老化外，有些材料受熱超過一定溫度會(huì)軟化或發(fā)生其他劣變，但冷卻后又恢復(fù)其原來的性能。使用這類材料時(shí)要注意，務(wù)必使它們在合適的溫度范圍內(nèi)工作。
     3.2　絕緣的選擇和確定
    電工產(chǎn)品的研究、設(shè)計(jì)、制造單位應(yīng)根據(jù)絕緣的溫度極限選擇合適的絕緣材料和絕緣結(jié)構(gòu)。確定絕緣的合理溫度極限值的基礎(chǔ)只能是運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)或合適的、可接受的試驗(yàn)。運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)是選擇絕緣材料和絕緣結(jié)構(gòu)的重要基礎(chǔ)。然而，在選用新材料和新結(jié)構(gòu)時(shí)，合適的試驗(yàn)則是這種選擇的基礎(chǔ)(參見第4.2條)。

     4　耐熱性評定
     4.1　絕緣材料的耐熱性評定
    同一屬類的許多絕緣材料在耐熱性上可以很不相同。因此，根據(jù)絕緣材料屬類的化學(xué)名稱來判別它們的耐熱性是不合適的。
    用于電工產(chǎn)品絕緣結(jié)構(gòu)中的各種絕緣材料，它們各自的耐熱性可能受到其他材料的影響。此外，各種材料的耐熱性在很大的程度上還取決于它們在絕緣結(jié)構(gòu)中所承擔(dān)的特定功能。
    就絕緣材料在電工產(chǎn)品中的使用而論，材料評定有兩個(gè)目的：一是對作為電氣絕緣結(jié)構(gòu)組成部分的某種材料的評價(jià)，另一是對單獨(dú)使用的或作為構(gòu)成絕緣結(jié)構(gòu)的簡單組合的成組成部分的某種材料的評價(jià)。
    一般，評定試驗(yàn)和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)被公認(rèn)為是絕緣材料耐熱性評定的可接受的基礎(chǔ)。
    以運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)時(shí)要注意：必須保證該經(jīng)驗(yàn)是適用的。但是在某種情況下，將一種經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)用于另一種應(yīng)用情況往往可能也合適的。應(yīng)制訂合適的方法以確定運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)之間的關(guān)系。
    材料評定試驗(yàn)方法的研究已取得顯著的進(jìn)展。在確定和表達(dá)絕緣材料的耐熱性方面已更加完善，對此可參見GB 11026.1，并且還將制訂該導(dǎo)則的其他部分。
    對可一種材料，采用不同的性能(如電氣的、機(jī)械的等)、方法和失效標(biāo)準(zhǔn)作耐熱圖，就可能得到不同的溫度指數(shù)和半差。不同的溫度指數(shù)和半差表明耐熱性上有所不同，并由引決定了材料的使用方式和它可以承擔(dān)的功能。
    用標(biāo)準(zhǔn)試樣試驗(yàn)得到的結(jié)果可能與材料按其實(shí)際使用形式試驗(yàn)得到的結(jié)果不同。絕緣結(jié)構(gòu)更接近實(shí)際情況。因此，絕緣結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的結(jié)果可以證明材料在有關(guān)應(yīng)用中的適用性。
     4.2　絕緣結(jié)構(gòu)的耐熱性評定
    估價(jià)絕緣結(jié)構(gòu)的耐熱性，*好用有關(guān)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)作基礎(chǔ)。沒有這種運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)時(shí)，就應(yīng)當(dāng)進(jìn)行合適的功能性試驗(yàn)。為此目的，需要用一種被運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)證明了的結(jié)構(gòu)作為參考絕緣結(jié)構(gòu)。通過與它對比來評定新絕緣結(jié)構(gòu)的耐熱性。絕緣的研究單位和電工產(chǎn)品的研究、設(shè)計(jì)、制造、檢測、使用單位應(yīng)設(shè)計(jì)和進(jìn)行合適的試驗(yàn)。在設(shè)計(jì)合適的試驗(yàn)和制訂耐熱性評定標(biāo)準(zhǔn)化試驗(yàn)規(guī)程時(shí)，應(yīng)參考評定絕緣結(jié)構(gòu)的有關(guān)資料。
    在選擇絕緣結(jié)構(gòu)的各組成部分時(shí)，可以參考單一材料的耐熱性評定結(jié)果(見第4.1條)。
    只要由合適的絕緣結(jié)構(gòu)試驗(yàn)或運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)證明其某種絕緣材料有滿意的運(yùn)行特性，就可以判明該材料是否適用于某特定的絕緣結(jié)構(gòu)。不用考慮材料本身的耐熱性。
    對很簡單的和受單應(yīng)力作用的絕緣結(jié)構(gòu)，可以根據(jù)具體情況決定，是需要進(jìn)行絕緣結(jié)構(gòu)的功能性試驗(yàn)；還是較簡單地根據(jù)材料的耐熱性數(shù)據(jù)作出評價(jià)，就可得到滿意的結(jié)果。如果需要評價(jià)某材料是否適用于某電工產(chǎn)品，則應(yīng)該用已被合適的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)證明的材料作參考材料，進(jìn)行對試驗(yàn)。對此，有關(guān)單位應(yīng)提供在特定應(yīng)用場合下被運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)證明的材料的資料。同時(shí)，為了能夠?qū)Σ牧线M(jìn)行恰當(dāng)?shù)姆旨墸€應(yīng)提供關(guān)于如何評價(jià)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的準(zhǔn)則。
    應(yīng)制訂適用于對比評定的標(biāo)準(zhǔn)化試驗(yàn)規(guī)程。在還沒有這種標(biāo)準(zhǔn)化試驗(yàn)規(guī)程時(shí)，絕緣的研究單位和電工產(chǎn)品的研究、設(shè)計(jì)、制造、檢測、使用單位應(yīng)選擇合適的試驗(yàn)規(guī)程進(jìn)行試驗(yàn)。

     5　分級
    電工產(chǎn)品及其絕緣的耐熱性分級見第3.1條(特別是第3.1.5條和3.1.6條)和第4.2條。
    若由試驗(yàn)或運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明某絕緣材料、簡單組合或絕緣結(jié)構(gòu)，于某一特定的應(yīng)用場合，能在特定的溫度下可靠的工作，可以按第3.1條賦予其合適的耐熱等級。

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