变压器的绝缘系统教材

《变压器的绝缘系统教材》由会员分享，可在线阅读，更多相关《变压器的绝缘系统教材（29页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、变压器的绝缘系统 东莞市爱华实业有限公司 内容提要 什么是绝缘系统 绝缘系统认证介绍 安规对变压器的绝缘系统要求 变压器规格书的绝缘等级选择 如何判断变压器是否符合绝缘系统 一、什么是绝缘系统 l概念 绝缘系统是用于电气设备的、由两种或两种以上的绝缘材料组成的 紧密组合体，在经过广泛的测试之后，证明这些绝缘材料组合在一起 ，在长期承受不超过该绝缘系统等级所限定的温度时，都不会发生绝 缘性能的明显减弱。 l适用范围 变压器、马达（电机）、电感、水泵、继电器、镇流器等线圈类零 件 一、什么是绝缘系统 l绝缘材料 漆包线、骨架或芯管、绝缘胶带、挡墙、引线、套管、凡 立水、扎 带（注：磁芯是导体，不属

2、于绝缘材料） l温度等级 绝缘系统有明确的温度等级区分，目前最广泛使用的就是UL的绝 缘系统，因此我们通常所说的绝缘系统都是指依据标准 UL1446来 划分温度等级的绝缘系统。 其实IEC也有绝缘材料温度等级评定的类似标准IEC 60085 (等效国 标GB11021)，只是不常使用；其中并无“绝缘系统 温度等级” ，而 是称作“电气绝缘的耐热等级”。 此外在信息技术类设备通用标准IEC/UL60950-1以及UPS专用标准 UL1778与IEC62040-1-1中定义温升限值时也曾 列出类似的绝缘温 度等级，但都大同小异。 一、什么是绝缘系统 UL1446的绝缘系统温度等级IEC60085/

3、GB11021的电气 绝缘耐热等级 一、什么是绝缘系统 IEC60950-1UL60950-1 依据IEC60085等同IEC60950-1 一、什么是绝缘系统 IEC62040-1-1UL1778 一、什么是绝缘系统 绝缘系统温度等级划分比较 二、绝缘系统认证介绍 什么是绝缘系统认证 绝缘系统的每个温度等级都需通过标准所要求的各项严格测试来进 行评定和确认，确认完成后给出符合性证明，并对此评定过的绝缘系 统材料进行管控及定期检查，此过程一般是由认证机构（一般均指UL ）来执行，称为绝缘系统认证。 l认证标准 UL 1446: Systems of Insulating Materials G

4、eneral IEC 60085: Thermal Evaluation and Classification of Electrical Insulation GB 11021-89: 电气绝缘的耐热性评定和分级 二、绝缘系统认证介绍 l绝缘系统认证所考虑的因素 单项材料的性能 整个系统材料的兼容性或相匹配性 特定温度环境下的化学反应 某些条件下可能释放破坏性气体 不同生产商不同材料的差异性 排除可能性或将其限制在某个可接受的范围 l特点 逐项添加，非一次完成 作用因素复杂，测试周期长，费用昂贵 二、绝缘系统认证介绍 l认证类别 认证绝缘系统OBJS2 真正逐项进行绝缘材料的绝缘系统测试和验

5、证 项目庞大，费用昂贵，周期漫长 通常为大型的绝缘材料生产商，如3M、杜邦等 拷贝绝缘系统OBJY2 由OBJS2企业授权使用其绝缘系统中的材料 由UL对所用材料是否符合某个OBJS2进行鉴定 建立UL档案，并进行定期工厂审查 通常为应用绝缘材料的中小企业，如变压器生产商 二、绝缘系统认证介绍 l爱华绝缘系统 所属类型 - OBJY2 实际意义 确保变压器中所用各项绝缘材料的组合在长期工作在该变压器正常工 作所能达到的温度环境中时，其绝缘性能不会发生明显减弱从而导致 危险发生。 认证包含内容 UL档案号： OBJY2.E359898 绝缘系统名称： IH-130 (Class B) ， IH-

6、155 (Class F) 母系统材料清单： TaYa 130-1 ， SBI5.1 定期工厂审查：每年4次 确切地讲，应该这样解释：申请了OBJY2类型绝缘系统认证的企业，使用其绝缘系统材料清单中的材 料生产变压器，即认为该变压器符合了绝缘系 统要求。 三、安规对变压器的绝缘系统要求 安规为何要求变压器有绝缘系统认证？ 变压器应符合什么样的绝缘系统要求？ 安规为何要求变压器有绝缘系统认证 温升要求 在安规标准UL1778/IEC62040-1-1中，对不同绝 缘系统等级的材料 都规定了相应的最大温度限值，如下： 注：如果绕组温升是用热电偶测量，则最大温度限值还须减去10；而我们 公司测量温

7、升基本都使用热电偶法，因此应以上表括号中的温升限值为准。 安规为何要求变压器有绝缘系统认证 补充：温升的判定 散热量随温度进行调整的产品 若产品设计为根据温度来调整散热量，例如风扇转速 随温度升高而 增大，以便控制温度不会上升到太高， 那么可以在产品规格所定 义的环温范围内的最不利条 件下（见注1&注2）进行温升测试，此 时最大温度限 值即为Tmax，即实测温度不应超出Tmax: T Tmax 注1：为找到每个元件的最大温度T，可能需在不同Tamb下做多个测试。 注2：对不同元件的最不利温度条件Tamb可能也不相同。 安规为何要求变压器有绝缘系统认证 散热量不随温度进行调整的产品 若产品未设计

8、为以上散热随温度而变的类型，则也允 许使用以上 Tmax直接判定，但须注意以上的温升测量 需在最不利环温条件下 进行，不同元件的最不利环温可能不同，因此可能需 要在许多不 同的环温Tamb条件下进行多次测试。 若产品未设计为以上散热随温度而变的类型，则也允 许使用以上 Tmax直接判定，但须注意以上的温升测量 需在最不利环温条件下 进行，根据1.4.12.2的注释1和 注释2，不同元件的最不利环温可能 不同，因此可能需 要在许多不同的环温Tamb条件下进行多次测 试。 T Tmax + Tamb Tma (其中T为实测温度，Tmax为标准规定的温度限值，Tamb为实测环温， Tma为产品规格定

9、义的最大环温与25两者取最大) 安规为何要求变压器有绝缘系统认证 l认证风险 如果变压器材料的组合未获得任何绝缘系统认证，则无论其采用何种 温度的材料，在整机安规认证（尤其是UL认证）时对其温升限值将 一律按最低级别即Class A 105来考虑，这样容易造成温升不过。 l安规设计 当变压器的温升或过载超过了某个温度等级的要求时，还可以通过只 更改变压器的绝缘系统来达到更高温度要求，而无需更改变压器设计 ， 同时也为产品顺利通过认证提供了益处。 变压器应符合什么样的绝缘系统要求 l变压器应根据其实际工作所能达到的最大温升来选用 正确的温度等级及符合其相应等级绝缘系统的材料， 这包括： 正确选择

10、规格书中的绝缘等级 所用各项绝缘材料必须具UL认证 所用绝缘材料的组合须符合UL绝缘系统认证 四、变压器绝缘系统的选择 l如何确定变压器所需的“绝缘等级” 第一步：测量最大温升 模拟能使变压器达到最大温升的正常工作条件，并实时监测变压器 温升和环境温度直达温度稳定，记录此最大变压器温度T和最大环 境温度Tamb. 注：以散热不随温度进行调整的产品为例 测试条件为变压器正常工作条件，不含异常条件； 变压器温升测量点包括磁芯、线圈、内部、外部等所有可能产生最 高温度的点； 温度稳定状态一般至少需维持半小时以上。 四、变压器绝缘系统的选择 第二步：计算最大温升限值条件 根据下式计算所需绝缘等级最大温

11、度限值应满足的条件： T Tmax + Tamb Tma Tmax T + Tma Tamb 其中： T 第一步中实际测得的最大变压器温度； Tamb 第一步中实际测得的最大环境温度； Tmax 标准中对不同绝缘等级材料所规定的最高温度； Tma 变压器所处的整机产品制造商技术规范允许的 最高环境温度或25，两者取较大者。 四、变压器绝缘系统的选择 第三步：确定绝缘等级 根据计算所得的Tmax范围及下表判断所需的绝缘等级： 注：上表依据UL1778(2005)，且假设采用热电偶法测量温升。 举例 l假设： 实际测得的环境温度Tamb=22 整机规定的最大环境温度Tma=40 变压器实际测得的最

12、大温度T=93 试问，该变压器应选的绝缘等级为何？ l解答： 根据式子Tmax T + Tma Tamb有 Tmax 93 + 40 -22 = 111（） 因此，根据上表，该变压器应选CLASS F（155 ）等级的绝 缘系统，其对应Tmax为130 ，可满足实际需求。 举例 按照实际测试环温Tamb=25、整机规定的最大环温Tma=40计算所 得的最大温度限值： 五、如何判断变压器是否符合绝缘系统 l如何确定变压器所需的“绝缘等级” 第一步：根据实际使用所需温度选择相应的绝缘系统温度等级 ； 第二步：根据以上选择进行判断： 若选择为CLASS B (130)或以上，则除要求变压器各项材料具

13、UL 认证外，还必须要求供应商提供相应温度等级的“绝缘系统”认证证 书； 若选择为CLASS A (105)，则只要求变压器各项材料具UL认证， 不要求符合绝缘系统。 当然，该变压器各项材料的耐温必须在105以上 五、如何判断变压器是否符合绝缘系统 第三步：检查各项绝缘材料是否符合UL认证及其UL认证号是否正确真 实，需核对的项目包括：绝缘材料生产厂商、型号、耐温等； 五、如何判断变压器是否符合绝缘系统 第四步：核对该变压器所用材料是否都在绝缘系统材料清单中包含， 若发现有不包含项，则可判定材料组合不符合绝缘系统认证，必须立 即更换正确的材料！ 变压器绝缘系统的标示 变压器规格书中的“绝缘系统

14、”标示： 绝缘系统名称 所属公司 UL证书号 变压器规格书中标示了某绝缘系统，即视为向客户承 诺该变压器符合该绝缘系统对应的绝缘等级，并且严 格按照该绝缘系统的材料清单用料； 变压器绝缘系统的标示 变压器产品本体的“绝缘等级”标示： 产品上通过印字或标签标示绝缘系统，即说明该变压 器符合该绝缘系统对应的绝缘等级，并且严格按照该 绝缘系统的材料清单用料。 绝缘系统的标示和使用收到认证公司的监督。 特别注意事项 RD在制作变压器规格书时务必要注意材料清单的正确性，切勿 随意 复制旧版规格书或者类似元件的材料清单。 RD在制作变压器规格书的材料清单时，应特别注意各项材料的 生产 厂商和所用型号以及其UL证书号等信息的正确性，因为这 些是审核 材料选用是否符合要求的最基本信息，如果填写错 误，会导致材料来 源无从查起，更无法保证其正确使用！值得 一提的是，即使是供应商 提供的信息也不一定正确，所以必须 要严格审查并与供应商进行核对 ，避免错误的延续。 UL绝缘系统证书号有别于各项绝缘材料的UL证书号，它 是另外一个 单独的UL证书号码，每项材料都有UL证书号 并不代表它们组合在一 起使用就能符合绝缘系统的要 求，必须要有绝缘系统的UL证书号 码、也就是符合相应 绝缘系统的材料清单才行！