變壓器的絕緣系統(tǒng)

1、東莞市愛華實業(yè)有限公司內容提要什么是絕緣系統(tǒng)絕緣系統(tǒng)認證介紹安規(guī)對變壓器的絕緣系統(tǒng)要求變壓器規(guī)格書的絕緣等級選擇如何判斷變壓器是否符合絕緣系統(tǒng)一、什么是絕緣系統(tǒng)l概念 絕緣系統(tǒng)是用于電氣設備的、由兩種或兩種以上的絕緣材料組成的緊密組合體，在經(jīng)過廣泛的測試之后，證明這些絕緣材料組合在一起，在長期承受不超過該絕緣系統(tǒng)等級所限定的溫度時，都不會發(fā)生絕緣性能的明顯減弱。l適用范圍 變壓器、馬達（電機）、電感、水泵、繼電器、鎮(zhèn)流器等線圈類零件一、什么是絕緣系統(tǒng)l絕緣材料 漆包線、骨架或芯管、絕緣膠帶、擋墻、引線、套管、凡 立水、扎帶（注：磁芯是導體，不屬于絕緣材料） l溫度等級絕緣系統(tǒng)有明確的溫度等級區(qū)

2、分，目前最廣泛使用的就是UL的絕緣系統(tǒng)，因此我們通常所說的絕緣系統(tǒng)都是指依據(jù)標準 UL1446來劃分溫度等級的絕緣系統(tǒng)。其實IEC也有絕緣材料溫度等級評定的類似標準IEC 60085 (等效國標GB11021)，只是不常使用；其中并無“絕緣系統(tǒng) 溫度等級” ，而是稱作“電氣絕緣的耐熱等級”。此外在信息技術類設備通用標準IEC/UL60950-1以及UPS專用標準UL1778與IEC62040-1-1中定義溫升限值時也曾 列出類似的絕緣溫度等級，但都大同小異。一、什么是絕緣系統(tǒng)UL1446的絕緣系統(tǒng)溫度等級IEC60085/GB11021的電氣絕緣耐熱等級一、什么是絕緣系統(tǒng)IEC60950-1U

3、L60950-1依據(jù)IEC60085等同IEC60950-1一、什么是絕緣系統(tǒng)IEC62040-1-1UL1778一、什么是絕緣系統(tǒng)絕緣系統(tǒng)溫度等級劃分比較二、絕緣系統(tǒng)認證介紹什么是絕緣系統(tǒng)認證 絕緣系統(tǒng)的每個溫度等級都需通過標準所要求的各項嚴格測試來進行評定和確認，確認完成后給出符合性證明，并對此評定過的絕緣系統(tǒng)材料進行管控及定期檢查，此過程一般是由認證機構（一般均指UL）來執(zhí)行，稱為絕緣系統(tǒng)認證。 l認證標準 UL 1446: Systems of Insulating Materials General IEC 60085: Thermal Evaluation and Classifi

4、cation of Electrical Insulation GB 11021-89: 電氣絕緣的耐熱性評定和分級二、絕緣系統(tǒng)認證介紹l絕緣系統(tǒng)認證所考慮的因素單項材料的性能整個系統(tǒng)材料的兼容性或相匹配性特定溫度環(huán)境下的化學反應某些條件下可能釋放破壞性氣體不同生產(chǎn)商不同材料的差異性排除可能性或將其限制在某個可接受的范圍l特點逐項添加，非一次完成作用因素復雜，測試周期長，費用昂貴二、絕緣系統(tǒng)認證介紹l認證類別 認證絕緣系統(tǒng)OBJS2真正逐項進行絕緣材料的絕緣系統(tǒng)測試和驗證項目龐大，費用昂貴，周期漫長通常為大型的絕緣材料生產(chǎn)商，如3M、杜邦等拷貝絕緣系統(tǒng)OBJY2由OBJS2企業(yè)授權使用其絕緣系

5、統(tǒng)中的材料由UL對所用材料是否符合某個OBJS2進行鑒定建立UL檔案，并進行定期工廠審查通常為應用絕緣材料的中小企業(yè)，如變壓器生產(chǎn)商二、絕緣系統(tǒng)認證介紹l愛華絕緣系統(tǒng) 所屬類型 - OBJY2實際意義確保變壓器中所用各項絕緣材料的組合在長期工作在該變壓器正常工作所能達到的溫度環(huán)境中時，其絕緣性能不會發(fā)生明顯減弱從而導致危險發(fā)生。 認證包含內容UL檔案號： OBJY2.E359898 絕緣系統(tǒng)名稱： IH-130 (Class B) ， IH-155 (Class F) 母系統(tǒng)材料清單： TaYa 130-1 ， SBI5.1定期工廠審查：每年4次 確切地講，應該這樣解釋：申請了OBJY2類型絕

6、緣系統(tǒng)認證的企業(yè)，使用其絕緣系統(tǒng)材料清單中的材料生產(chǎn)變壓器，即認為該變壓器符合了絕緣系 統(tǒng)要求。三、安規(guī)對變壓器的絕緣系統(tǒng)要求安規(guī)為何要求變壓器有絕緣系統(tǒng)認證？ 變壓器應符合什么樣的絕緣系統(tǒng)要求？安規(guī)為何要求變壓器有絕緣系統(tǒng)認證溫升要求 在安規(guī)標準UL1778/IEC62040-1-1中，對不同絕 緣系統(tǒng)等級的材料都規(guī)定了相應的最大溫度限值，如下： 注：如果繞組溫升是用熱電偶測量，則最大溫度限值還須減去10；而我們 公司測量溫升基本都使用熱電偶法，因此應以上表括號中的溫升限值為準。安規(guī)為何要求變壓器有絕緣系統(tǒng)認證補充：溫升的判定散熱量隨溫度進行調整的產(chǎn)品 若產(chǎn)品設計為根據(jù)溫度來調整散熱量，例如

7、風扇轉速 隨溫度升高而增大，以便控制溫度不會上升到太高， 那么可以在產(chǎn)品規(guī)格所定義的環(huán)溫范圍內的最不利條 件下（見注1&注2）進行溫升測試，此時最大溫度限 值即為Tmax，即實測溫度不應超出Tmax:T Tmax注1：為找到每個元件的最大溫度T，可能需在不同Tamb下做多個測試。注2：對不同元件的最不利溫度條件Tamb可能也不相同。安規(guī)為何要求變壓器有絕緣系統(tǒng)認證散熱量不隨溫度進行調整的產(chǎn)品若產(chǎn)品未設計為以上散熱隨溫度而變的類型，則也允 許使用以上Tmax直接判定，但須注意以上的溫升測量 需在最不利環(huán)溫條件下進行，不同元件的最不利環(huán)溫可能不同，因此可能需 要在許多不同的環(huán)溫Tamb條件

8、下進行多次測試。若產(chǎn)品未設計為以上散熱隨溫度而變的類型，則也允 許使用以上Tmax直接判定，但須注意以上的溫升測量 需在最不利環(huán)溫條件下進行，根據(jù)1.4.12.2的注釋1和 注釋2，不同元件的最不利環(huán)溫可能不同，因此可能需 要在許多不同的環(huán)溫Tamb條件下進行多次測試。T Tmax + Tamb Tma(其中T為實測溫度，Tmax為標準規(guī)定的溫度限值，Tamb為實測環(huán)溫，Tma為產(chǎn)品規(guī)格定義的最大環(huán)溫與25兩者取最大)安規(guī)為何要求變壓器有絕緣系統(tǒng)認證l認證風險如果變壓器材料的組合未獲得任何絕緣系統(tǒng)認證，則無論其采用何種溫度的材料，在整機安規(guī)認證（尤其是UL認證）時對其溫升限值將一律按最低級別即

9、Class A 105來考慮，這樣容易造成溫升不過。l安規(guī)設計當變壓器的溫升或過載超過了某個溫度等級的要求時，還可以通過只更改變壓器的絕緣系統(tǒng)來達到更高溫度要求，而無需更改變壓器設計，同時也為產(chǎn)品順利通過認證提供了益處。變壓器應符合什么樣的絕緣系統(tǒng)要求l變壓器應根據(jù)其實際工作所能達到的最大溫升來選用正確的溫度等級及符合其相應等級絕緣系統(tǒng)的材料，這包括：正確選擇規(guī)格書中的絕緣等級所用各項絕緣材料必須具UL認證所用絕緣材料的組合須符合UL絕緣系統(tǒng)認證四、變壓器絕緣系統(tǒng)的選擇l如何確定變壓器所需的“絕緣等級” 第一步：測量最大溫升模擬能使變壓器達到最大溫升的正常工作條件，并實時監(jiān)測變壓器溫升和環(huán)境溫

10、度直達溫度穩(wěn)定，記錄此最大變壓器溫度T和最大環(huán)境溫度Tamb.注：以散熱不隨溫度進行調整的產(chǎn)品為例測試條件為變壓器正常工作條件，不含異常條件；變壓器溫升測量點包括磁芯、線圈、內部、外部等所有可能產(chǎn)生最高溫度的點；溫度穩(wěn)定狀態(tài)一般至少需維持半小時以上。四、變壓器絕緣系統(tǒng)的選擇第二步：計算最大溫升限值條件根據(jù)下式計算所需絕緣等級最大溫度限值應滿足的條件：T Tmax + Tamb TmaTmax T + Tma Tamb 其中：T 第一步中實際測得的最大變壓器溫度；Tamb 第一步中實際測得的最大環(huán)境溫度；Tmax 標準中對不同絕緣等級材料所規(guī)定的最高溫度；Tma 變壓器所處的整機產(chǎn)品制造商技術規(guī)

11、范允許的最高環(huán)境溫度或25，兩者取較大者。四、變壓器絕緣系統(tǒng)的選擇第三步：確定絕緣等級根據(jù)計算所得的Tmax范圍及下表判斷所需的絕緣等級： 注：上表依據(jù)UL1778(2005)，且假設采用熱電偶法測量溫升。舉例l假設：實際測得的環(huán)境溫度Tamb=22整機規(guī)定的最大環(huán)境溫度Tma=40變壓器實際測得的最大溫度T=93試問，該變壓器應選的絕緣等級為何？ l解答：根據(jù)式子Tmax T + Tma Tamb有Tmax 93 + 40 -22 = 111（）因此，根據(jù)上表，該變壓器應選CLASS F（155 ）等級的絕緣系統(tǒng)，其對應Tmax為130 ，可滿足實際需求。舉例 按照實際測試環(huán)溫Tamb=25

12、、整機規(guī)定的最大環(huán)溫Tma=40計算所得的最大溫度限值： 五、如何判斷變壓器是否符合絕緣系統(tǒng)l如何確定變壓器所需的“絕緣等級” 第一步：根據(jù)實際使用所需溫度選擇相應的絕緣系統(tǒng)溫度等級；第二步：根據(jù)以上選擇進行判斷：若選擇為CLASS B (130)或以上，則除要求變壓器各項材料具UL認證外，還必須要求供應商提供相應溫度等級的“絕緣系統(tǒng)”認證證書；若選擇為CLASS A (105)，則只要求變壓器各項材料具UL認證，不要求符合絕緣系統(tǒng)。當然，該變壓器各項材料的耐溫必須在105以上五、如何判斷變壓器是否符合絕緣系統(tǒng)第三步：檢查各項絕緣材料是否符合UL認證及其UL認證號是否正確真實，需核對的項目包括

13、：絕緣材料生產(chǎn)廠商、型號、耐溫等；五、如何判斷變壓器是否符合絕緣系統(tǒng)第四步：核對該變壓器所用材料是否都在絕緣系統(tǒng)材料清單中包含，若發(fā)現(xiàn)有不包含項，則可判定材料組合不符合絕緣系統(tǒng)認證，必須立即更換正確的材料！ 變壓器絕緣系統(tǒng)的標示變壓器規(guī)格書中的“絕緣系統(tǒng)”標示： 絕緣系統(tǒng)名稱 所屬公司 UL證書號變壓器規(guī)格書中標示了某絕緣系統(tǒng)，即視為向客戶承諾該變壓器符合該絕緣系統(tǒng)對應的絕緣等級，并且嚴格按照該絕緣系統(tǒng)的材料清單用料；變壓器絕緣系統(tǒng)的標示變壓器產(chǎn)品本體的“絕緣等級”標示：產(chǎn)品上通過印字或標簽標示絕緣系統(tǒng)，即說明該變壓器符合該絕緣系統(tǒng)對應的絕緣等級，并且嚴格按照該絕緣系統(tǒng)的材料清單用料。絕緣系統(tǒng)的標示和使用收到認證公司的監(jiān)督。特別注意事項RD在制作變壓器規(guī)格書時務必要注意材料清單的正確性，切勿 隨意復制舊版規(guī)格書或者類似元件的材料清單。RD在制作變壓器規(guī)格書的材料清單時，應特別注意各項材料的 生產(chǎn)廠商和所用型號以及其UL證書號等信息的正確性，因為這 些是審核材料選用是否