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电机温升和防护等级 IP防护等级 电机的温升测量及概念 2009-04-28 14:58 电机的发热避免不了的想到了发热程度，涉及到电机发热程度的理论认识是:温升，温升限度、绝缘材料、绝缘结构，耐热等级等。因此，要认识和理解上面几个名词的含义，才能更好地注意和修正电机的发热程序。 1(温升 电机温升 温升限度 (1)某一点的温度与参考(或基准)温度之差称温升。也可以称某一点温度与参考温度之差。 (2)什么叫电机温升。电机某部件与周围介质温度之差，称电机该部件的温升。 (3)什么叫电机的温升限度。电机在额定负载下长期运行达到热稳定状态时，电机各部件温升的允许极限，称温升限度。电机温升限度，在国家标准GB755-65中作了明确规定，如附所示。 在电机中一般都采用温升作为衡量电机发热标志，因为电机的功率是与一定温升相对应的。因此，只有确定了温升限度才能使电机的额定功率获得确切的意义。 2(绝缘材料 绝缘结构 耐热等级 (1)什么叫绝缘材料。用来使器件在电气上绝缘的材料称绝缘材料。 (2)什么叫绝缘结构。一种或几种绝缘材料的组合称绝缘结构。 (3)什么叫耐热等级。表示绝缘结构的最高允许工作温度，并在这样的温度下它能在预定的使用期内维持其性能，在允许的范围内及其所分的等级耐热等级。耐热等级分为Y级90?、A级105?、E级120?、B级130?、F级155?、H级180?和H级以上共七个等级。 从上所述，电机中不同耐热等级的绝缘材料有着不同的最高允许工作温度。所谓最高允许工作温度是指:在此温度下长期使用时，绝缘材料的物理、机械、化学和电气性能不发生显著恶性变化，如超过此温度，则绝缘材料的性能发生质变，或引起快速老化。因此，绝缘材料最高允许工作温度是根据它经济使用寿命确定的。从附表中可以看到，温升限度基本上取决于绝缘材料的等级，但也和温度的测量方法、被测部的传热和散热条件有关，取决于绝缘材料的最高允许工作温度。当周围冷却介质(例如空气)的最高温度确定后，就可根据绝缘材料的最高允许工作温度规定电机部件的温升限度。根据统计我国各地的绝对最高温度一般在35,40?之间，因此在标准中规定+40?作为冷却介质的最高标准。 3(温度的测量 (1)冷却介质温度测量。所谓冷却介质是指能够直接或间接地把定子和转子绕 组、铁心以及轴承的热量带走的物质;如空气、水和油类等。靠周围空气来冷却的电机，冷却空气的温度(一般指环境温度)可用放置在冷却空气进放电机途径中的几只膨胀式温度计(不少于2只)测量。温度计球部所处的位置，离电机1,2m，并不受外来辐射热及气流的影响。温度计宜选用分度为0.2?或0.5?、量程为0,50?为适宜。 (2)绕组温度的测量。电阻法是测定绕组温升公认的标准方法。1000kW以下的交流电机几乎都只用电阻法来测量。电阻法是利用电动机的绕组在发热时电阻的变化，来测量绕组的温度，具体方法是利用绕组的直流电阻，在温度升高后电阻值相应增大的关系来确定绕组的温度，其测得是绕组温度的平均值。冷态时的电阻(电机运行前测得的电阻)和热态时的电阻(运行后测得的电阻)必须在电机同一出线端测得。绕组冷态时的温度在一般情况下，可以认为与电机周围环境温度相等。这样就可以计算出绕组在热态的温度了。 (3)铁心温度的测量。定子铁心的温度可用几只温度计沿电机轴向贴附在铁心轭部测量，以测得最高温度。对于封闭式 电动机温升分析 一、用简易方法测定电动机温升 通常巡视和检查电动机运行情况时，习惯是用手摸一摸电机外壳，以判断电动机是否过热。正常运行的电动机，其外壳温度不会过高，也就不会烫得烧手;如果烫得烧手，可能电动机的温升就过高了。也可以在电动机外壳上滴上几滴水，如果电机不过热，水滴是慢慢蒸发冒热气的;如果滴上水滴立即很快蒸发冒气并发出“咝咝”声，就说明电动机温升过高了。 当然较准确的是在电动机吊环孔内插入一支温度计(孔口可用碎布或棉花密封)来测量，温度计测得的温度一般比绕组最热点温度低10?,20?。根据测得的温度推算最热点的温度，正常运行时，不应超过该电动机绝缘等级规定的最高允许温度。 二、造成电动机温升过高的原因 造成电动机温升过高的原因是多方面的，电源、电动机本身、负载以及工作环境和通风散热情况都会导致电动机过热。主要原因归纳如下: 1.电源质量 (1)电源电压高于规定范围(，10,)，使铁芯磁通密度过大，铁耗增加而过热;也使励磁电流加大，导致绕组温升增高。 2)电源电压过低(,5,)，在负载不变情况下，三相绕组电流增大而过热。 ( (3)三相电源缺相，电动机缺相运行而过热。 (4)三相电压不平衡超过规定(5,)，从而引起三相电源不平衡，电机额外发热。 (5)电源频率过低，导致电机转速降低，出力不足，但负载不变，绕组电流增加，电动机过热。 2.电动机本身 (1)误将Δ形接成丫形或丫形接成Δ形，电机绕组过热。 (2)绕组相间、匝间短路或接地，导致绕组电流增大，三相电流不平衡。 (3)绕组并联支路中某些支路断线，造成三相电流不平衡，未断线支路绕组过载发热。 (4)定、转子相擦发热。 (5)鼠笼转子导条断裂，或绕线型转子绕组断线。电机出力不足而发热。 (6)电机轴承过热。 3.负载 (1) 电动机长期过载。 (2) 电动机起动过于频繁，起动时间过长。 (3) 被拖动机械故障，使电动机出力增大，或被卡住不转。 4.环境和通风散热 (1) 环境温度高于35?，进风过热。 (2) 机内灰尘过多，不利散热。 (3) 风罩或机内挡风板未装，风路不畅。 (4) 风扇损坏，未装或装反。 (5) 封闭式电机外壳散热片缺损过多，防护式电机风道堵塞。 电机温度与温升的概念及测量和计算 电机绕组、轴承及其它部件，只有低于其最高允许工作温度下使用，才能保证其经济使用寿命和运行可靠性。《电气时代》2001年第2期刊登的《温度与温升》值得学习和深思。笔者愿借题再探讨有关 认识。 电机的发热避免不了的想到了发热程度，涉及到电机发热程度的理论认识是:温升，温升限度、绝缘材料、绝缘结构，耐热等级等。因此，要认识和理解上面几个名词的含义，才能更好地注意和修正电 机的发热程序。 1(温升 电机温升 温升限度 (1)某一点的温度与参考(或基准)温度之差称温升。也可以称某一点温度与参考温度之差。 (2)什么叫电机温升。电机某部件与周围介质温度之差，称电机该部件的温升。 (3)什么叫电机的温升限度。电机在额定负载下长期运行达到热稳定状态时，电机各部件温升的允许极限，称温升限度。电机温升限度，在国家标准GB755-65中作了明确规定，如附表所示。 在电机中一般都采用温升作为衡量电机发热标志，因为电机的功率是与一定温升相对应的。因 此，只有确定了温升限度才能使电机的额定功率获得确切的意义。 2(绝缘材料 绝缘结构 耐热等级 (1)什么叫绝缘材料。用来使器件在电气上绝缘的材料称绝缘材料。 (2)什么叫绝缘结构。一种或几种绝缘材料的组合称绝缘结构。 (3)什么叫耐热等级。表示绝缘结构的最高允许工作温度，并在这样的温度下它能在预定的使用期内维持其性能，在允许的范围内及其所分的等级耐热等级。耐热等级分为Y级90?、A级10?、E 级120?、B级130?、F级155?、H级180?和H级以上共七个等级。 从上所述，电机中不同耐热等级的绝缘材料有着不同的最高允许工作温度。所谓最高允许工作温度是指:在此温度下长期使用时，绝缘材料的物理、机械、化学和电气性能不发生显著恶性变化，如超过此温度，则绝缘材料的性能发生质变，或引起快速老化。因此，绝缘材料最高允许工作温度是根据它经济使用寿命确定的。从附表中可以看到，温升限度基本上取决于绝缘材料的等级，但也和温度的测量方法、被测部的传热和散热条件有关，取决于绝缘材料的最高允许工作温度。当周围冷却介质(例如空气)的最高温度确定后，就可根据绝缘材料的最高允许工作温度规定电机部件的温升限度。根据统计我国各地的绝 对最高温度一般在35,40?之间，因此在标准中规定+40?作为冷却介质的最高标准。 3(温度的测量 (1)冷却介质温度测量。所谓冷却介质是指能够直接或间接地把定子和转子绕组、铁心以及轴承的热量带走的物质;如空气、水和油类等。靠周围空气来冷却的电机，冷却空气的温度(一般指环境温度)可用放置在冷却空气进放电机途径中的几只膨胀式温度计(不少于2只)测量。温度计球部所处的位置，离电机1,2m，并不受外来辐射热及气流的影响。温度计宜选用分度为0.2?或0.5?、量程为0,50 ?为适宜。 (2)绕组温度的测量。电阻法是测定绕组温升公认的标准方法。1000kW以下的交流电机几乎都只用电阻法来测量。电阻法是利用电动机的绕组在发热时电阻的变化，来测量绕组的温度，具体方法是利用绕组的直流电阻，在温度升高后电阻值相应增大的关系来确定绕组的温度，其测得是绕组温度的平均值。冷态时的电阻(电机运行前测得的电阻)和热态时的电阻(运行后测得的电阻)必须在电机同一出线端测得。绕组冷态时的温度在一般情况下，可以认为与电机周围环境温度相等。这样就可以计算出绕组在 热态的温度了。 (3)铁心温度的测量。定子铁心的温度可用几只温度计沿电机轴向贴附在铁心轭部测量，以测得最高温度。对于封闭式电机，温度计允许插在机座吊环孔内。铁心温度也可用放在齿低部的铜—康铜热 电偶或电阻温度计测量。 4)轴承温度的测量。滚动轴承的温度尽可能在靠近轴承外圈处测量，温度计可插在端盖轴承室加油 孔内，也可贴附在轴承盖上，但所测量度比轴承外圈温度低15,25%。 (5)机壳温度的测量。测量机壳温度时，对防护式电机，应把温度计放在机壳中部。对于封闭 扇冷却式电机温度计应放在离外风扇较远一端。 4(温度与温升的计算 (1)看绕组的温度是否超过绝缘材料最高允许工作温度。计算方法是:电机铭牌上规定的温升加上环境温度，再加上平均温度和最热点的温度之差，所得的数值不超过绝缘材料的最高允许工作温度。如:铭牌上规定温度为75?，环境温度为40?，平均温度与最热点温度差为5?，它们三个数之和，75?+4?+5?=12?，查表得知温升为75?的绝缘材料为E级，最高允许工作温度120?，没能超过规定温度，电动机可继续运行。平均温度和最热点温度之差(估计值):A、E级绝为5?，B、E级绝缘为10? H级为15?测量方法引起的差异只是一个修正因数，在能够直接测电机部件最热点的温度时就不需要考虑 修正。 (2)看是否超过电机温升(实际也属于计算温度范筹)。用电阻法测量电动机绕组发热时电阻变化，来测量绕组的温度。绕组的温度由T1?变化为T2?时，其电阻变化规律可用下式表示:式中 R1—运行前温度为T1?时，绕组的电阻值(Ω);R2—运行后温度为T2?时绕组的电阻值(Ω);K—常数;铜线K为235，铝线K为228。当周围介质温度为T1?时，测得电机绕组的电阻值为R1，电机运行后，绕组温度升高，电阻值变为R2。则可根据上述公式计算出电动机绕组温度变化后的温度T2?。计算出的温度值T2?只是绕组平均温度，而不是绕组的最热点温度，但算出的温度值要比温度计测的温度值高。 例:一台E级绝缘三相异步电动(铜绕组)，在环境温度为30?情况下，电机在运行前测出每相绕组的电阻值为1.9Ω，运行一段时间后，绕组温度升高，停电立即再次测量绕组值为2.3Ω计算这台电 动机 温升。 解:据题意知:R1=1.9Ω、R2=2.3Ω、T1=30Ω，按公式计算: 按环境温度不超过40?计算，温升为85.78?-40?=45.78?，查表E级绝缘温升为75?，因此该台电机的温升没有超过允许值。从上述可以看出，只有知道各级绝缘的最高允许工作温度，从电机铭版上得知耐热等级或温升，就可以判断和计算出电机发热程度是否在正常范围内。目前，电动机铭牌上一 般标注“绝缘等级”，但也有标注为“温升”的。