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電機的溫度與溫升
點擊次數：574 發布時間：2008-9-21
關鍵詞：電機 絕緣材料 電力故障
大家都知道衡量電機發熱程度是用“溫升”而不是用“溫度”，當“溫升”突然增大或超過zui高工作溫度時，說明電機已發生故障。下面就一些基本概念進行討論。
1 絕緣材料的絕緣等級
絕緣材料按耐熱能力分為Y、A、E、B、F、H、C7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，系指電機在設計預期壽命內，運行時繞組絕緣中zui熱點的溫度。根據經驗，*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*達設計值，因此一般壽命在15～20年。如果運行溫度*超過材料的極限工作溫度，則絕緣的老化加劇，壽命大大縮短。所以電機在運行中，溫度是壽命的主要因素之一。
2 溫 升
溫升是電機與環境的溫度差，是由電機發熱引起的。運行中的電機鐵芯處在交變磁場中會產生鐵損，繞組通電后會產生銅損，還有其它雜散損耗等。這些都會使電機溫度升高。另一方面電機也會散熱。當發熱與散熱相等時即達到平衡狀態，溫度不再上升而穩定在一個水平上。當發熱增加或散熱減少時就會破壞平衡， 使溫度繼續上升，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以前增大了，所以說溫升是電機設計及運行中的一項重要指標，標志著電機的發熱程度，在運行中，如電機溫升突然增大，說明電機有故障，或風道阻塞或負荷太重。
3 溫升與氣溫等因素的關系
對于正常運行的電機，理論上在額定負荷下其溫升應與環境溫度的高低無關，但實際上還是受環境溫度等因素影響的。
(1) 當氣溫下降時，正常電機的溫升會稍許減少。 這是因為繞組電阻R下降，銅耗減少。溫度每降1℃，R約降0.4%。
(2) 對自冷電機，環境溫度每增10℃，則溫升增加1.5～3℃。這是因為繞組銅損隨氣溫上升而增加。所以氣溫變化對大型電機和封閉電機影響較大。
(3) 空氣濕度每高10%，因導熱改善，溫升可降0.07～0.38℃，平均為0.19℃。
(4) 海拔以1 000 m為標準，每升100 m,溫升增加溫升極限值的1%。
4 極限工作溫度與zui高允許工作溫度
通常說*的極限工作溫度為105℃，*的zui高允許工作溫度是90℃。那么，極限工作溫度與zui高允許工作溫度有何不同？其實，這與測量方法有關，不同的測量方法，其反映出的數值不同，含義也不一樣。
(1) 溫度計法 其測量結果反映的是繞組絕緣的局部表面溫度。這個數字平均比繞組絕緣的實際zui高溫度即“zui熱點”低15℃左右。該法zui簡單，在中、小電機現場應用zui廣。
(2) 電阻法 其測量結果反映的是整個繞組銅線溫度的平均值。該數比實際zui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，按有關公式算出平均溫升。
(3) 埋置溫度計試驗時將銅或鉑電阻溫度計或熱電偶埋置在繞組、鐵心或其它需要測量預期溫度zui高的部件里。其測量結果反映出測溫元件接觸處的溫度。大型電機常采用此法來監視電機的運行溫度。
各種測量方法所測量到的溫度與實際zui高溫度都有一定差值，因此需將絕緣材料的“極限工作溫度”減去此差值才是“zui高允許工作溫度”。
5 電機各部位的溫度限度
(1) 與繞組接觸的鐵心溫升(溫度計法)應不超過所接觸的繞組絕緣的溫升限度(電阻法)，即*為60℃，E級為75℃，B級為80℃，F級為100℃，H級為125℃。
(2) 滾動軸承溫度應不超過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。
(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，一般以不危及鄰近絕緣為限。可預先刷上不可逆變色漆來估計。
6 電機發熱故障的排除
當電機溫度超過zui高工作溫度或溫升超過規定或溫升雖然未超過規定，但在低負荷時溫升突然增大時，說明電機有故障，其判斷和排除方法是：
(1) 在額定負荷下溫升未超過溫升限度，僅由于環境溫度超過40℃，而使電機溫度超過zui大允許工作溫度。這種現象說明電機本身是正常的。解決的辦法是用人工方法使環境溫度下降，如辦不到，則必須減負載運行。
(2) 在額定負載下溫升超出銘牌規定。 不管什么情況，均屬電機有故障，必須停機檢查，特別對溫升突然變大更要注意。其外部原因有：電網電壓太低或線路壓降太大(超過10%)，負載太重(超過10%)，電機與機械配合不當；內部原因有：單相運行、匝間短路、相間短路、定子接地、風扇損壞或未固緊、風道阻塞、軸承損壞，定轉子相擦、電機與電纜接頭發熱(特別是銅鋁或鋁鋁連接)、電機受腐蝕或受潮等。此外，從理論上講電機均可正反轉，但有些電機的風扇有方向性，如反了，溫升會超出許多。總之，必須針對各種具體情況，排除故障。