电机绝缘与温度的关系(2)

电机绝缘与温度的关系(第二页)

二、电机绝缘与温升的关系

例如一台A级绝缘的电动机，温升限度为50℃，那么：

1、当气温为15℃而绕组温度为80℃时，电动机能否继续运行?一种回答是，当然行：理由是 ：虽然温升超过了50℃达65℃，但绕组温度并未超过A组绝缘的最高允许工作温度90℃。而另一种回答是不行，因为温升超过了。

2、当气温为45℃（如夏季露天或高温车间）而电动机绕组温度为95℃时。电动机能否继续运行?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。类似上述问题的产生都是由于对温升、温度、绝缘的耐热及发热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，系指电动机在设计预期寿命内，运行时绕组绝缘中最热点的温度。

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。如果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，寿命严重缩短。

二、电动机的温升（相关阅读：电动机温升与极限允许温升值  电机温升与温升限度  电动机温升高导致过热  ）

温升是电动机与环境的温度差，是由电动机发热引起的。运行中的电动机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。这些都会使电动机温度升高。另一方面电动机也会散热，当发热与散热相等时即达到平衡状态，温度不再上升而稳定在一个水平上。

当发热增加或散热减少时就会破坏平衡，使温度继续上升，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。 所以说温升是电动机设计及运行中的一项重要指标，标志着电动机的发热程度。在运行中， 如电动机温升突然增大，说明电动机有故障，风道阻塞或负荷太重。

三、温升与气温等因素的关系

由于各地各时的环境温度不相同，因此必须规定标准的环境温度。我国早期设计的电动机均采用35℃，而从1965年后设计的J2、JO2和Y系列电动机则用40℃。对于正常运行的电动机，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，其运行温升也不允许超出铭牌额定值。如一台正在运行的A级绝缘电动机 ，当环境温度降到10℃时，并不意味着温升允许扩大到80℃。有人认为只要绕组温度不超过规定的90℃即可。这不全对，如负荷未增加，而温升达到80℃，这说明电动机本身出了故障 。

那么，额定负载下运行的电动机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，正常电动机的温升会稍许减少。这是因为绕组电阻R下降，铜耗减少。温度每降1℃，R约降0.4%。

2、自冷电动机的环境温度每增10℃，则温升增1.5～3℃。这是因为绕组铜损随气温上升而增加。气温变化对大型电动机和封闭电动机影响较大。

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

4、海拔以1000m为标准，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级的最高允许工作温度是90℃呢?这与测量方法有关。不同的测量方法，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。这个数字平均比绕组绝缘的实际最高温度即“最热点”低15℃左右。该法最简单，在中、小电动机现场应用最广。对低电阻绕组，此法比电阻法准确。由于水银温度计在交变磁场中会因涡流损耗发热，故在交流电动机中使用酒精温度计。

2、电阻法 其测量结果反映的是整个绕组铜线温度的平均值。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，按有关公式算出平均温升。

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、铁心或其他需要测量预期温度最高的部件里。其测量结果反映出测温元件接触处的温度。大型电动机常采用此法来监视电动机的运行温度。在100～200℃范围内铜或铂电阻温度计较准确，而热电偶不常用 。

另外，封闭扇冷式电动机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，各种测量方法所测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“最高允许工作温度”。