Как классифицируются электроизоляционные материалы по нагревостойкости
К классу Y относятся материалы из непропитанных и не погруженных в жидкий диэлектрик волокнистых материалов: хлопчатобумажное волокно, целлюлоза, картон, бумага, натуральный шелк и их сочетания. Предельная температура 90° С.
К классу Е относятся некоторые синтетические органические пленки, волокна, смолы, компаунды и другие материалы. Предельная температура 120° С.
К классу В относятся материалы на основе слюды, асбеста и стекловолокна, изготовленные с применением органических связующих материалов обычной нагревостойкости: микалента, асбестовая бумага, стеклоткань, стеклотекстолит, миканит и другие материалы и их сочетания. Предельная температура 130° С.
К классу F относятся материалы на основе слюды, асбеста и стекловолокна, пропитываемые смолами и лаками соответствующей нагревостойкости. Предельная температура 155° С.
К классу Н относятся материалы из слюды, асбеста и стекловолокна, применяемые с кремнийорганическими связующими и пропитывающими составами. Предельная температура 180″ С.
К классу С относятся слюда, керамика, стекло, кварц или их комбинации, применяемые без связующих веществ и материалов органического происхождения. Рабочая температура изоляции класса С выше 180° С. Предельная температура не устанавливается.
Изоляция класса Y в электромашиностроении почти не применяется, а изоляция С применяется редко.
Изоляционные материалы должны обладать также теплопроводностью (чтобы не допускать перегрева токоведущих частей), механической прочностью и влагостойкости.
Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!
Подписывайтесь на наш канал в Telegram!
Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.
Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:
Классы изоляции по нагревостойкости
Нагревостойкость — одно из самых важных качеств электроизоляционных материалов, так как она определяет допустимую нагрузку электрических машин и аппаратов. При повышении температуры многие из этих материалов начинают обугливаться и становятся проводниками.
Все материалы от длительного воздействия повышенных температур задолго до обугливания приобретают хрупкость, легко разрушаются и теряют свои изолирующие свойства. Этот процесс называется тепловым старением. Способность электроизоляционных материалов выдержать без вреда для них воздействие повышенной температуры, а также резкие смены температуры называется нагревостойкостью.
Нагревостойкость изоляции является основным требованием, определяющим надежность работы и срок службы электрической машины, который нормально составляет 15—20 лет. Электроизоляционные материалы по нагревостойкости делят на семь классов:
Ниже перечислены материалы, относящиеся к каждому из этих классов: класс Y — текстильные и бумажные материалы, изготовленные из хлопка, натурального шелка, целлюлозы и полиамидов (ленты, бумага, картон, фибра), древесина и пластмассы с органическими наполнителями;
класс А — материалы класса Y, пропитанные изоляционным составом или погруженные в жидкие диэлектрики (натуральные смолы, масляные, асфальтовые, эфирцеллюлозные лаки, трансформаторное масло, термопластичные компаунды); лакоткани, изоляционные ленты, лакобумаги, электрокартон, гетинакс, текстолит, пропитанное дерево, древесные слоистые пластики, некоторые синтетические пленки, изоляция проводов (ПБД, ПЭВЛО, ПЭЛШО и др.) из хлопчатобумажной ткани, шелка и лавсана, эмалевая изоляция проводов (ПЭЛ ПЭМ ПЭЛР и ПЭВД и др.);
класс Е — синтетические пленки и волокна, некоторые лакоткани на основе синтетических лаков, термореактивные синтетические смолы и компаунды (эпоксидные, полиэфирные, полиуретановые, изоляция проводов типов ПЛД, ПЭПЛО из лавсана, эмалевая изоляция проводов типов ПЭВТЛ, ПЭТВ и др. на основе полиуретановых и полиамидных смол);
класс В — материалы на основе слюды (миканиты, микаленты, слюдиниты, слю-допласты), стекловолокна (стеклоткани, стеклолакоткани), асбестовых волокон (пряжа, бумага, ткани) с бумажной, тканевой или органической подложкой; пленкостеклопласт «Изофлекс»; пластмассы с неорганическим наполнителем; слоистые пластики на основе стекловолокнистых и асбестовых материалов; термореактивные синтетические компаунды; эмалевая изоляция проводов типов ПЭТВ, ПЭТВП и др. на основе полиэфирных лаков и термопластических смол. Пропитывающими составами служат битумно-масляно-смоляные лаки на основе природных и синтетических смол;
класс F — материалы, указанные в классе В, из слюды, стекловолокна, асбеста, но без подложки или с неорганической подложкой; пленкостеклопласт «Имидофлекс», стекловолокнистая и асбестовая изоляция проводов типов ПСД, ПСДТ, а также эмалевая изоляция проводов типов ПЭТ-155, ПЭТП-155 на основе капрона. Пропитывающими составами служат термостойкие синтетические лаки и смолы;
класс Н — указанные в классе В материалы из слюды, стекловолокна и асбеста без подложки или с неорганической подложкой, кремнийорганические эластомеры, стекловолокнистая и асбестовая изоляция проводов типов ПСДК, ПСДКТ, эмалевая изоляция проводов типов ПЭТ-200, ПЭТП-200 и др. на основе кремнийорганических лаков; пропитывающими составами служат кремнийорганические лаки и смолы;
класс С — слюда, стекло, стекловолокнистые материалы, электротехническая керамика, кварц, шифер, асбестоцемент, материалы из слюды без подложки или со стекловолокнистой подложкой, полиимидные и полифторэтиленовые пленки. Связующим составом служат кремнийорганические и элементоорганические лаки и смолы.
Электрические машины с изоляцией класса А практически не изготовляются, а класса Е — находят ограниченное применение в машинах малой мощности. Применяют в основном изоляцию классов В и F, а в специальных машинах, работающих в тяжелых условиях (металлургия, горное оборудование, транспорт),— класса Н. В результате использования более нагревостойких материалов, улучшения свойств электротехнических сталей и улучшения конструкций за последние 60—70 лет удалось уменьшить массу электрических машин в 2,5—3 раза.
Наибольшей нагревостойкостью обладают стекловолокнистые и слюдяные материалы, содержащие кремнийорганические связующие и пропитывающие составы, эмалевая изоляция проводов на основе кремнийорганических лаков и синтетические пленки «Изофлекс», «Имидофлекс» и др.
Приведенные предельные температуры нагрева для отдельных классов изоляции не могут быть полностью использованы в практике, так как в условиях эксплуатации электрических машин и аппаратов не представляется возможным установить точный контроль за температурой изоляции наиболее нагретых деталей.
с помощью термометров. Эти данные соответствуют температуре окружающей среды +40 °С для машин О и +25 °С для машин Т.
Если температура окружающей среды больше или меньше +40 или +25 °С, то стандарт разрешает определенные изменения допустимых превышений температур. При работе машины в горных местностях, где из-за понижения атмосферного давления ухудшается теплоотдача, стандарт предусматривает некоторое уменьшение допустимых превышений температуры.
Классы изоляции
Нагревостойкость изоляции
Нагревостойкость – это показатель, указывающий на способность того или иного материала сохранять свои свойства при повышении их температуры.
При сильном нагреве, многие материалы теряют свои свойства — разрушаются и обугливаются, это так же касается и изоляционных материалов.
Так как работа электрических машин сопровождается выделением тепла, то материалы, применяемые в качестве изоляционных, обязаны выдерживать эти температуры. При этом, важно сохранять изолирующие свойства.
Все изоляционные материалы, применяемые в электроэнергетике, разделяют на семь групп, в зависимости от нагревостойкости:
Разновидности классов изоляции
На рисунке ниже, показаны существующие классы изоляции и предельные температуры для них.
Класс Y — волокнистые материалы из целлюлозы, хлопка, натурального шёлка. В основном это – различные ткани (хлопковые, шелковые, хлопчатобумажные), бумажные (картон, бумага), пластмассы и древесина.
Класс A – как правило к такому классу относят материалы класса Y только пропитанные или погруженные в специальный жидкий диэлектрик, который усиливает диэлектрическую прочность, а еще повышает нагревостойкость. К этим жидким диэлектрикам относятся – трансформаторное масло, органические или натуральные смола, различные типы лаков и так далее.
При совмещении двух видов диэлектриков, мы получаем: лакобумаги, лакоткани, текстолит, гетинакс.
Класс E — синтетические органические материалы или простые сочетания этих материалов, при испытаниях которых было установлено, что они способны работать да уровня температуры соответствующей этому классу, то есть 120 градусов Цельсия. В основном это синтетические материалы, а также их сочетания.
Класс B — материалы на основе асбеста, слюды и стекловолокна, которые применяются в сочетании с различными органическими пропитывающими и связующими диэлектрическими составами.
К ним относят: миканиты, слюдиниты, стеклоткани, асбестовые пряжи и ткани.
Класс F – те же материалы, что и в классе B, но уже в сочетании с неорганическими пропитывающими и связующими в роли которых выступают термостойкие смолы и лаки.
Класс H – так же материалы класса B в сочетании с кремнийорганическими связующими и пропитывающими составами, кремнийорганические лаки, смолы и эластомеры.
Класс C – материалы с рабочей температурой свыше 180 градусов по Цельсию и к ним относятся: стекловолокнистые материалы, стекло, шифер, керамика, слюда, материалы из слюды, асбестоцемент, а также эти же материалы в сочетании с различными кремнийорганическими смолами и лаками.
Самыми распространенными классами изоляции стали: класс изоляции E, который применяется в электрических машинах малой мощности; классы изоляции F и B применяются в большинстве электрических машин; для изготовления ответственных электрических машин, работающих в тяжелых и сверхтяжелых условиях, применяется класс изоляции H.
При проектировании и выборе электрических машин, важно учитывать классы изоляции. Так как это может послужить причиной преждевременного выхода из строя электрической машины.
Описание системы изоляции класса F (до 155°С)
Система изоляции электрических машин класса F (до 155°С) с использованием предварительно пропитанных лент ЛСп-F-ТПл(2Пл) на базе компаунда КП-303.
Состав системы изоляции класса F.
Краткое описание системы изоляции.
Система изоляции, предлагаемая ЗАО «Диэлектрик» является сбалансированной системой изоляции класса нагревостойкости F, основными элементами которой являются пропитанные ленты на модифицированном компаунде КП-303 и пропитывающий компаунд КП-303Г.
Пропитанные ленты ЛСп-F-ТПл(2Пл) сделаны на некальцинированной флогопитовой слюдобумаге, что значительно повышает диэлектрические свойства изоляции, так как флогопитовая слюдобумага, в силу особенностей своего производства имеет в своем составе слюду с неразрушенной кристаллической решеткой в отличии от слюдобумаги мусковитной, полученной в процессе глубокой термо- и химобработки. Компаунд КП-303, находящийся в композиции ленты делает ее эластичной и очень технологичной. Кроме этого, компаунд КП-303 проверен на токсичность Санэпидемнадзором, который выдал гигиенический сертификат, подтверждающий безопасность работы с этим компаундом. Поэтому при работе с нашими лентами значительно снижается риск аллергических заболеваний, наблюдаемых при работе с такими лентами, как ЛСЭК-5ТПл, ЛСК-110ТПл.
Другим преимуществом нашей системы изоляции является то, что пропитывающий компаунд КП-303Г обладает ускоренным временем отверждения при температуре 160° С, что значительно снижает энерго- и трудозатраты. А ведь энергозатарты составляют свыше 30-ти % в себестоимости ремонта электродвигателя. На сегодняшний день в качестве пропитывающих составов используются лаки ФЛ-98, КО-916, компаунды ПК-11, ВЗТ-1, КП-50, КП-55. Лак ФЛ-98 отверждается в течение 20-24 часов. При этом требуется повторная пропитка, которая увеличивает время пропитки, а значит трудо- и энергозатраты, в 2 раза. Время отверждения нашего компаунда 2-3 часа, при этом он обладает, великолепной цементирующей способностью и «живет» в течении не менее 6 месяцев. Компаунд КП-303Г является однокомпонентным и готов к работе сразу же после поставки. Он не требует дополнительного разогрева для снижения вязкости, т.к. имеет исходную вязкость 30″-40″, необходимую для хорошей пропитки. Компаунд КП-303Г обладает еще одним отличительным качеством. Он остается гибким после запечки и не дает микротрещин при укладке секций в пазы, обеспечивая очень хорошую ремонтопригодность электродвигателя. Это качество является несомненным преимуществом перед такими компаундами, как ПК-11, ВЗТ-1, КП-98ИД, которые после запечки очень жестки.
1. Изоляция проводника:
1.1. Изоляционные материалы:
Лента ЛCп-F-ТПл 0,08 мм: стеклоткань + слюд. бумага + плёнка ПЭТФ
(полиэфирэпоксидное связующее)
ЛCп-F-2Пл 0,07 мм: пленка ПЭТФ + слюд. бумага + плёнка ПЭТФ
(полиэфирэпоксидное связующее)
1.2. Дополнительный материал:
липкая лента или клей для закрепления концов ленты
1.3. Описания процесса:
Только концы должны быть зафиксированы липкой лентой либо специальным клеем для того, чтобы избежать их разматывания. Также целесообразно укрепить липкой лентой или клеем места, в которых лента обрезается.
1.3.2. В зависимости от номинального напряжения машины (UN) или требуемой диэлектрической силы Лента ЛСп-F-ТПл(2Пл) накладывается в один или несколько слоев вплотную или в нахлёст (1/3, 1/2, 2/3).
для UN= 6kV 2 слоя в 1/3 нахлёста
для UN= 11 kV 2 слоя в 1/2 нахлёста
1.3.3. Рекомендуемая ширина ленты относится к сечению провода (кондуктора) по следующей таблице:
| Сечение | Ширина |
|---|---|
| 2 | 8 мм. |
| 8-16 мм 2 | 12 мм. |
| > 16 мм 2 | 15 мм. |
 |
| рис. 1 |
1.3.4. Толщина изоляции «X» (мм.)
пример:
Лента ЛСп-F-2Пл 0,07 мм. 2×2/3 нахлёста
=> Х= (2 + 2 х 2 х 2/3) х 0,07 = 0,33 мм.
после прессования толщина Лента ЛСп-F-2Пл будет уменьшена с 0,07 мм до 0,056 мм.:
-> Хр = (2 + 2 х 2 х 2/3) х 0,056 = 0,26 мм.
(Хр следует брать для последующих расчётов относительной величины основной изоляции)
2. Предукрепление пазовой части катушек
Предукрепление может быть применено либо после обмотки проводов в рыбообразных катушках, используя листовой пресс, где обе стороны нескольких катушек прессуются в одни шаг (рис. 2.), либо после формирования катушек, где каждая сторона катушки прессуется отдельно в прессе (рис. 3.).
| Предукрепление катушек перед формированием в листовом прессе | Предукрепление сформированных катушек в катушечном прессе | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Электрические машины с изоляцией класса А практически не изготовляются, а класса Е — находят ограниченное применение в машинах малой мощности. Применяют в основном изоляцию классов В и F, а в специальных машинах, работающих в тяжелых условиях (металлургия, горное оборудование, транспорт),— класса Н. В результате использования более нагревостойких материалов, улучшения свойств электротехнических сталей и улучшения конструкций за последние 60—70 лет удалось уменьшить массу электрических машин в 2,5—3 раза. |  |
При неизменной нагрузке на валу в двигателе выделяется определенное количество теплоты в единицу времени.
Предельные допустимые превышения температуры активных частей электродвигателей
t 0 
(при температуре окружающей среды 40ºС):
Подробнее о классах нагревостойкости изоляции см Статью Класс нагревостойкости изоляции
В таблице приведены в качестве примера предельно допускаемые превышения температуры для отдельных частей электрических машин общего применения (О) и тяговых (Т) при продолжительном режиме работы при измерении температуры обмоток по методу сопротивления (т. е. по измерению сопротивления соответствующей обмотки в результате нагрева), а температуры коллектора и контактных колец с помощью термометров. Эти данные соответствуют температуре окружающей среды +40 °С для машин О и +25 °С для машин Т.
| Части машин | Предельно допустимые превышения температуры, 0 С, при классе изоляции | ||||||||||||||||
| A | E | B | F | H | A | E | B | F | H | ||||||||
| общего О | тяговых Т | ||||||||||||||||
| Обмотка якоря машин постоянного тока и обмотки синхронных машин переменного тока | 60 | 75 | 80 | 100 | 125 | 85 | 105 | 120 | 140 | 160 | |||||||
| Многослойные обмотки возбуждения машин постоянного и переменного тока, компенсационные обмотки | 60 | 75 | 80 | 100 | 125 | 85 | 115 | 130 | 155 | 180 | |||||||
| Однорядные обмотки возбуждения с неизолированными поверхностями | 65 | 80 | 90 | 110 | 135 | 85 | 115 | 130 | 155 | 180 | |||||||
| Коллекторы и контактные кольца | 60 | 70 | 80 | 90 | 100 | 95 | 95 | 95 | 95 | 105
Если температура окружающей среды больше или меньше +40 для общепромышленного исполнения электродвигателя, то стандарт разрешает определенные изменения допустимых превышений температур.
Независимо от снижения температуры окружающего воздуха,увеличивать токовые нагрузки более чем на 10% номинального не допускается. У асинхронных двигателей на это может влиять изменение напряжения питающей сети, вместе с уменьшением напряжения питающей сети, в квадрате уменьшается мощность на валу двигателя и кроме того, уменьшение напряжения ниже 95% от номинального приводит к значительному росту тока двигателя и нагреву обмоток. Рост напряжения выше 110% от номинального также ведет к росту тока в обмотках двигателя, увеличивается нагрев статора за счет вихревых токов. При повышении температуры многие из материалов начинают обугливаться и становятся проводниками. Все материалы от длительного воздействия повышенных температур задолго до обугливания приобретают хрупкость, легко разрушаются и теряют свои изолирующие свойства. Этот процесс называется тепловым старением. Опыт показывает, что повышение температуры изоляции на 10 °С сокращает срок ее службы примерно в два раза. Так, для изоляции класса А повышение температуры с 95 до 105 °С сокращает срок ее службы с 15 до 8 лет, а нагрев до 120 °С — до двух лет. В основе этого явления лежит общий закон зависимости скорости химических реакций от температуры, описываемый уравнением Ван-Гоффа-Аре-ниуса. То есть технологические перегрузки рабочих машин или колебания напряжения в питающей сети ведут за собой увеличение тока в обмотках машин и превышение температуры обмоток выше допустимых для данного класса, в результате срок службы машин быстро уменьшается. Приведенные предельные температуры нагрева для отдельных классов изоляции не могут быть полностью использованы в практике, так как в условиях эксплуатации электрических машин и аппаратов не представляется возможным установить точный контроль за температурой изоляции наиболее нагретых деталей. Контроль температуры нагрева электродвигателей мощностью выше 100 кВт проводят с помощью встроенных дистанционных термометров. Для измерения температуры электродвигателей меньшей мощности, а также для измерения температуры в точках электродвигателей, где установка дистанционных термометров невозможна, пользуются переносными спиртовыми или ртутными термометрами. При измерениях ртутными термометрами следует иметь в виду, что в области переменных магнитных полей возникает положительная погрешность, т. е. термометр покажет завышенное значение температуры. Для более точного измерения температуры нижнюю часть термометра обвертывают тонкой алюминиевой фольгой, обминая ее так, чтобы прилегание к месту измерения было плотным. Сверху оболочку из фольги накрывают для теплоизоляции ватой. В труднодоступных местах измерения проводят сразу после остановки электродвигателя. Методом сопротивления измеряют среднюю температуру. Он основан на изменении сопротивления проводника с изменением его температуры. Замеряя сопротивление проводника в холодном и горячем состоянии, рассчитывают температуру проводника. Повышение температуры двигателя происходит неравномерно. Вначале она возрастает быстро: почти вся теплота идет на повышение температуры, и лишь малое количество ее уходит в окружающую среду. Перепад температур (разница между температурой двигателя и температурой окружающего воздуха) пока еще невелик. Однако по мере увеличения температуры двигателя перепад возрастает и теплоотдача в окружающую среду увеличивается. Рост температуры двигателя замедляется. Температура двигателя прекращает возрастать, когда вся вновь выделяемая теплота будет полностью рассеиваться в окружающую среду. Такая температура двигателя называется установившейся. Величина установившейся температуры двигателя зависит от нагрузки на его валу. При большой нагрузке выделяется большое количество теплоты в единицу времени, значит, выше установившаяся температура двигателя. Величина допустимой установившейся температуры двигателя обусловливается свойствами изоляции обмоток. Подробнее Статья Класс нагревостойкости изоляции смотреть В отдельных точках частей машины температура может быть выше средней. Так, например, в открытых машинах с воздушным охлаждением, у которых хорошо охлаждаются лобовые части обмоток, пазовые части нагреваются больше, чем лобовые. Превышения температуры в отдельных наиболее нагретых точках должны быть не более: 65 ° — для изоляции класса А, 90 °С — для изоляции класса В, ПО и 135 °С — соответственно для изоляции классов F и Н. Чувствительными к нагреву являются и некоторые механические узлы и детали электродвигателей. Для них в паспортах электродвигателей задаются допустимые превышения температур над температурой окружающей среды 35 °С. Допустимые превышения температуры для подшипников качения составляют 60°С, для подшипников скольжения — 45°С, для стальных деталей коллекторов и контактных колец — 70°С. Температуру подшипников скольжения можно измерить, погружая термометр непосредственно в масло подшипника. При достаточном навыке ориентировочное представление о степени нагрева можно получить, притрагиваясь ладонью к нагретому элементу конструкции (ладонь без болевых ощущений обычно выдерживает температуру около 60°С), но важно помнить прежде всего безопасность. Предельные допустимые превышения температуры частей электрических машин при температуре газообразной охлаждающей среды 40 °С и высоте над уровнем моря не более 1000 м должны быть не более значений, указанных в таблице. При температурах больше 40 С и высоте более 1000 м эти значения должны быть уменьшены в соответствии с ГОСТ (Машины электрические вращающиеся. Общие технические требования). Непосредственные измерения температуры при помощи термометров или термощупов дают надежные результаты, но не позволяют определять температуру внутренних наиболее нагретых частей обмотки. На основе измерения омического сопротивления обмотки можно определить только некоторое среднее значение ее температуры. Поэтому нормы предельно допустимой температуры обмоток указываются с учетом метода ее измерения.
Купить электродвигатель можнозайдя на страницу электродвигателя нажав на него используя стандартные формы на странице ОбращайтесьУ Вас есть вопрос
| |||||||
, не нашли нужное оборудование, что-то ещё
