绝缘等级的选择方法

绝缘等级和温度上升限度

电机运转时,因为内部损失发热温度上升,经过数小时温度会达到稳定值。电机的温度和环境温度差叫做温度上升,这个值太高就会加速绝缘物劣化,烧损。空气为一次冷媒、冷媒温度的限度40℃的情况、JEC-2137「异步电机」取值时参考表5-1。

冷媒温度40℃以上的场合、海拔1000m以上的情况下有必要修正温度上升限度。 东芝电机的绝缘等级用下表5-2来表示。且东芝制造的低压卷线圈的标准绝缘构成的试样例如表5-3。


表5-1 空冷形异步电机的温度上升限度(JEC-2137) (单位 K)

项目

异步机的部分

绝缘等级

温度计法

电阻法

埋入温度计法

温度计法

电阻法

埋入温度计法

温度计法

电阻法

埋入温度计法

1

(a)

输出功率5000kW(或kVA)以上的异步机的定子线圈

60

65
(1)

75

80

80

85
(1)

(b)

输出功率200kW(或kVA)超过、5000kW(或kVA)未满的异步电机定子线圈

60

65
(1)

75

80

80

90
(1)

(c)

输出功率200kW(或kVA)以下、项目1(d)或1(e)以外的异步电机定子线圈(3)

(2)

60

(2)

75

(2)

80

(d)

输出功率600W(或VA)未满的异步电机的定子线圈(3)

(2)

65

(2)

75

(2)

85

(e)

无冷却扇的自冷型(IC40)・异步机定子线圈(3)

65

75

85

2

绝缘处理的转子卷线

60

75

80

3

鼠笼型卷线

这部分温升,任何场合也不带给绝缘物、或其他相邻材料产生有害影响。

4

整流子・滑动圈・电刷及电刷调整装备

这部分温升,任何场合也不带给绝缘物、或其他相邻材料产生有害影响。

5

与绝缘物的接触无关的铁心和全部构造构成物(除了轴承)

这部分温升,任何场合也不给绝缘物、其他相邻材料产生有害影响。

項目

异步电机的部分

绝缘等级

温度计法

电阻法

埋入温度计法

温度计法

电阻法

埋入温度计法

1

(a)

输出功率5000kW(或kVA)以上的异步电机定子线圈

100

105(1)

125

130(1)

(b)

输出功率200kW(或kVA)超过、5000kW(或kVA)未满的异步电机定子线圈

105

110(1)

125

130(1)

(c)

输出功率200kW(或kVA)以下、项目1(d)或者1(e)以上的异步电机定子线圈(3)

(2)

105

(2)

125

(d)

输出功率600W(或VA)未满的异步电机的定子线圈(3)

(2)

110

(2)

130

(e)

无扇自冷型(IC40)・异步电机定子线圈(3)

110

130

2

绝缘处理的转子线圈

105

125

3

鼠笼型卷线

这部分温升,任何场合也不给绝缘物、其他相邻材料产生有害影响。

4

整流子・滑动圈・电刷及电刷调整装备

这部分温升,任何场合也不给绝缘物、其他相邻材料产生有害影响。

5

与绝缘物的接触无关铁心与全部构造构成(轴承除外)

这部分温升,任何场合也不给绝缘物、其他相邻材料产生有害影响。


(1) 高压交流卷线时适应于修正的项目。
(2) 制造商和采购商协商一致后,可用温度计法。
(3) 绝缘等级为、E、B、F,与额定功率为200kW(或kVA)以下的异步电机的卷线重合,使用等价负载法时,电阻法的温度上升限度可以超过5K。

表5-2

表5-3 主要绝缘物的适用例

绝缘

E种

B种

F种

构成

卷线

聚酯酰胺铜线

聚酯酰胺铜线

聚酯酰胺铜线

绝缘纸

聚酯膜

耐热膜

耐熱膜复合剂

 涂漆

醇酸树脂类涂漆

醇酸树脂类涂漆

醇酸树脂类涂漆

绝缘等级的选择方法

一般来说绝缘等级是按照各国规格、厂家的设计内容来决定,但有时也考虑周围环境、依赖性,具体如下

(1) 想提高温升的情况
频繁执行起动・停止・反相制动、电机发热增加、 温度上升值有可能超过规定值。此种情况下,是用输出功率大的电机、还是将机座号增大适应负载率,不可将电机尺寸增大的情况下,有必要提高绝缘等级。

(2) 冷媒温度高的情况
决定电机的温度上升量时如果是空气冷却,则基准冷媒温度是40℃。冷媒(空气)温度超过40℃时、相应的降低温度上升限度,不然会超过绝缘许可温度,减少寿命、发生烧损事故。绝缘等级是按照冷媒温度来决定的,但是也得考虑轴承的温度。轴承本身有温度上升,另外周围温度上升时也会使轴承温度上升。所以、使用绝缘润滑油或使用间隙大的(例如C3间隙),且H绝缘等级情况下电机表面处理方式也会变化(涂色方法)。

(3)提高寿命或信赖性的情况
环境温度为40℃以下时,再把绝缘等级往上调,如此一来,可轻松的对应温升,且寿命长,信赖性高。

(4)小型化
把电机小型化的场合、和(1)一样温度上升会提高、所以有必要提高绝缘等级。

【付录】 考虑设置场所的条件,修正温度上升限度

安装场所运转条件不同时,安装场所的最高冷媒温度,考虑海拔,修正表5-1的温度上升限度。

(1) 修正最高冷媒温度
(a) 最高冷媒温度在0℃以上40℃以下时、通常、不进行修正。但是、经过制造商和采购商要求、最高为30K、最高冷媒温度40℃差,由5-1的值来对应。
(b) 最高冷媒温度超过40℃未满60℃时,把超过40℃那份由表5-1值来对应。
(c) 最高冷媒温度未满0℃,或超过60℃时、根据制造商和采购商的协议来定。

(2) 海拔1000m以上4000m以下时
(a) 最高冷媒温度被指定时,根据(1)来修正最高冷媒温度的温度上升限度。但是、不进行对于海拔的温度上升限度修正。
(b) 最高冷媒温度不被指定时,不进行温度上升限度的修正。

备注
随着海拔高度冷却效果降低、我们可以假设将温度保持在低于40℃。又,可以假设将温度上限40℃用表5-1的上限计算补偿值来维持。必要的周围温度的减少。如果表5-1的上升限度为1%的话,同时1000M以下的最高环境温度为40度,那么海拔4000米范围内的最高温度的求值方法如表5-4所示。

表5-4  假想最高环境温度

             

海拔(m)

温度(℃)

绝缘等级

1000

40

40

40

40

40

2000

34

33

32

30

28

3000

28

26

24

19

15

4000

22

19

16

9

3