一到夏季,電工們為電念頭過熱而煩惱。但大家都知道衡量電念頭發燒程度是用“溫升”而不是用“溫度”。一些初學者為此在實踐中提出了各種題目。
例如一臺A級絕緣的電念頭,溫升限度為50℃,那么:
1、當氣溫為15℃而繞組溫度為80℃時,電動性能否繼承運行?一種回答是,當然行:理由是 :固然溫升超過了50℃達65℃,但繞組溫度并未超過A組絕緣的最高答應工作溫度90℃。而另一種回答是不行,由于溫升超過了。
2、當氣溫為45℃(如夏季露天或高溫車間)而電念頭繞組溫度為95℃時。電動性能否繼承運行?同樣有兩種意見:一說不行,而另一說可以。后者理由是銘牌上不是說溫升限度為50℃ 嗎?并未超過此值。類似上述題目的產生都是因為對溫升、溫度、絕緣的耐熱及發燒與散熱的平衡等沒有明確的概念所致。
一、絕緣材料的耐熱等級
絕緣材料按耐熱能力分為Y、A、E、B、F、H、C 7個等級,其極限工作溫度分別為90、105、 120、130、155、180、及180℃以上。
所謂絕緣材料的極限工作溫度,系指電念頭在設計預期壽命內,運行時繞組絕緣中最熱門的溫度。根據經驗,A級材料在105℃、B級材料在130℃的情況下壽命可達10年,但在實際情況下環境溫度和溫升均不會長期達設計值,因此一般壽命在15~20年。假如運行溫度長期超過材料的極限工作溫度,則絕緣的老化加劇,壽命嚴峻縮短。所以電念頭在運行中,溫度是壽命的主要因素之一。
二、溫升
溫升是電念頭與環境的溫度差,是由電念頭發燒引起的。運行中的電念頭鐵心處在交變磁場中會產生鐵損。繞組通電后會產生銅損。還有其他雜散損耗等。這些都會使電念頭溫度升高。另一方面電念頭也會散熱,當發燒與散熱相等時即達到平衡狀態,溫度不再上升而不亂在一個水平上。當發燒增加或散熱減少時就會破壞平衡,使溫度繼承上升,擴大溫差 ,則增加散熱,在另一個較高的溫度下達到新的平衡。但這時的溫差即溫升已比前增大了。 所以說溫升是電念頭設計及運行中的一項重要指標,標志著電念頭的發燒程度。在運行中, 如電念頭溫升溘然增大,說明電念頭有故障,風道梗阻或負荷太重。
三、溫升與氣溫等因素的關系
因為各地各時的環境溫度不相同,因此必需劃定尺度的環境溫度。我國早期設計的電念頭均采用35℃,而從1965年后設計的J2、JO2和Y系列電念頭則用40℃。
對于正常運行的電念頭,在額定負荷下其溫升應與環境溫度的高低無關,且當環境溫度低于40℃(或35℃)時,其運行溫升也不答應超出銘牌額定值。如一臺正在運行的A級絕緣電念頭 ,當環境溫度降到10℃時,并不意味著溫升答應擴大到80℃。有人以為只要繞組溫度不超過劃定的90℃即可。這不全對,如負荷未增加,而溫升達到80℃,這說明電念頭本身出了故障 。
那么,額定負載下運行的電念頭溫升是否與氣溫等因素毫無關系呢:不!是稍有影響的。
1、氣溫下降時,正常電念頭的溫升會稍許減少。這是由于繞組電阻R下降,銅耗減少。溫度每降1℃,R約降0.4%。
2、自冷電念頭的環境溫度每增10℃,則溫升增1.5~3℃。這是由于繞組銅損隨氣溫上升而增加。氣溫變化對大型電念頭和封鎖電念頭影響較大。
3、空氣濕度升高10%,因導熱改善,溫升可降0.07~0.38℃,均勻為0,19℃。
4、海拔以1000m為尺度,每升100m,溫升增加溫升極限值的1%。
四、極限工作溫度與最高工作溫度
細心人會看出矛盾:為什么一會兒說A級的極限工作溫度為105℃,一會兒又說A級的最高答應工作溫度是90℃呢?這與丈量方法有關。不同的丈量方法,其反映出的數值不同,含義也不一樣。
1、溫度計法其測結果反映的是繞組絕緣的局部表面溫度。這個數字均勻比繞組絕緣的實際最高溫度即“最熱門”低15℃左右。該法最簡樸,在中、小電念頭現場應用最廣。對低電阻繞組,此法比電阻法正確。因為水銀溫度計在交變磁場中會因渦流損耗發燒,故在交流電念頭中使用酒精溫度計。
2、電阻法 其丈量結果反映的是整個繞組銅線溫度的均勻值。該數比實際最高溫度按不同 的絕緣等級降低5~15℃。該法是測出導體的冷態及熱態電阻,按有關公式算出均勻溫升。
3、埋置檢測溫度計試驗時將銅或鉑電阻溫度計或熱電偶埋置在繞組、鐵心或其他需要丈量預期溫度最高的部件里。其丈量結果反映出測溫元件接觸處的溫度。大型電念頭常采用此法來監督電念頭的運行溫度。在100~200℃范圍內銅或鉑電阻溫度計較正確,而熱電偶不常用 。
另外,封鎖扇冷式電念頭用電阻法測得的溫度比溫度計法測得的高0~15%;防護式高10%~2 0%。而電阻法與預埋銅電阻檢溫計相差±5%。
綜上所述,各種丈量方法所丈量到的溫度與實際最高溫度都有差值,不能真正反映出絕緣材料的實際最高溫度,因此需將絕緣材料的“極限工作溫度”減去此差值才是“最高答應工作溫度”。
五、電念頭各部位的溫度限度
1、與繞組級接觸的鐵心溫升(度計法)應不超過所接觸的繞組絕緣的溫升限度(電阻法),即A級為60℃,E級為75℃,B級為80℃,F級為100℃,H級為125℃。對于封鎖式電念頭,溫度計可插入機座的吊環螺孔與鐵心接解。
2、動彈軸承溫度應不超過95℃,滑動軸承的溫度應不超過80。因溫度太高會使油質發生變化和破壞油膜。溫度計應插近滾珠軸承外圈或滑動軸承下軸瓦。如測軸承蓋溫度,其值比外圈低15%~25%。如測油池上層油溫,其值比軸瓦低15℃。
3、機殼溫度實踐中往往以不燙手為準。
4、鼠籠轉子表面雜散損耗很大,溫度較高,一般以不危及臨近絕緣為限。可預先刷上不可 逆變色漆來估計。
六、故障的排除
當發生下列任一種情況時,說明電念頭有故障:
1、溫度超過最高工作溫度。
2、溫升超過劃定或溫升固然未超過劃定,但在低負荷時溫升溘然增大。
這兩類故障的判定和排除方法是:
1、在額定負荷下溫升未超過溫升限度,僅因為環境溫度超過40℃而使電念頭溫度超過最大答應工作溫度。這種現象說明電念頭本身是正常的。解決的辦法是用人工方法使環境溫度下降,如辦不到,則必需減負荷運行。