电机绝缘设计基础知识
电动机的绝缘等级及允许温升
电动机的绝缘等级及允许温升————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：电动机的绝缘等级及允许温升电动机的导线及槽内都要用绝缘材料，槽内所采用的绝缘材料有纸、布、绸、玻璃纤维、石棉、云母等，导线绝缘也有绝缘漆、树脂漆、环氧漆、纱包、丝包、漆包等方式，按电动机的功率大小、使用环境条件、环境温度等因素而定，具体分六级，见表1。
表1 电动机的绝缘等级及允许温升对中小功率的电动机，绕组内（即槽内）不埋温度测量元件，所以无法得知较真实的温度值，只能从电动机外壳的温度高低来判别，这比槽内的温度要低20～30℃，日常判别电动机的温度也只能如此，具体可用棒形酒精温度计或水银温度计、表面电子测温仪、红外辐射测量仪。
允许温升的计算方法为允许温升＝允许最高温度－内外温差－环境温度例如，用A级绝缘材料时允许温升＝［105-（20～30）-35］℃＝（40～50）℃这时外壳测得的温度应是［（40～50）+35］℃＝（75～85）℃电动机的温升高低与电动机的负载大小、环境温度高低、通风量的大小、实际转速高低（尤其是变频调速f＜50Hz 运行时要注意）和电动机的质量好坏有直接关系，但不能超过允许最高温度，否则会加速绝缘材料的老化，甚至冒烟、烧毁。
所以在电动机运行中要经常测量，观察电动机的外壳温度的变化，切不可马虎大意。
电机绕组温度与温升的国家规定允许标准大家都知道衡量电机发热程度是用“温升”而不是用“温度”来衡量的，当“温升”突然增大或超过最高工作温度时，说明电机已发生故障。
下面就一些基本概念给出基本说明。
1 绝缘材料的绝缘等级绝缘材料按耐热能力分为Y、A、E、B、F、H、C7个等级，其极限工作温度分别为90、105、120、130、155、180℃、及180℃以上。
所谓绝缘材料的极限工作温度，系指电机在设计预期寿命内，运行时绕组绝缘中最热点的温度。
电机绝缘纸的一些小知识
电机绝缘纸的一些小知识1、电机绝缘包括哪些方面？答：电机绝缘包括线圈的股间、匝间、排间、层间和对地绝缘，端部各种支撑或固定永各种绝缘构件及连接线和引出线绝缘。
2、什么是线圈的主绝缘？答：线圈的主绝缘是指线圈对机身和其它绕组间的绝缘，习惯上也叫对地绝缘。
3、什么是匝间绝缘？答：匝间绝缘是指同一线圈的匝和匝之间的绝缘。
4、什么是股间绝缘？答：股间绝缘是指同一匝内各股线之间的绝缘，一般为绕组线本身的绝缘。
5、电机绝缘纸大体为哪几种耐热等级？答：电机绝缘纸大体可分：A级、E级、B级、F级、H级及C级。
6、电机绝缘纸主要六种耐热等级的允许温度是多少？答：六种耐热等级的允许温度为：A级105度、E级120度、B级130度、F级155度、H级180度、C级大于180度。
7、电机绝缘寿命与哪些因素有关？答：电机绝缘寿命与所用材料、绝缘结构、绝缘工艺、测试手段、管理水平以及运行中的机、电、热、化学、环境、水分等因素有关。
8、电机绝缘的电气性能有哪些？答：电机绝缘的电气性能是指耐电强度、耐电晕性能、介质损失角正切及其增量At98绝缘电阻、相对介电系数。
9、影响电机绝缘电气性能的因素有哪些？答：影响电机绝缘电气性能的原因来自两个万面。
0制造过程中的影响因素，包括材料、结构、工艺试验等。
0运行过程中的影响因素，包括工作电压、场强、工作环境、机械应力、电压频率、工作状况及运行时间等。
10、常用电机复合绝缘纸有哪些？答：常用复合绝缘材料有：1、6520复合绝缘纸。
2、6630复合绝缘纸。
3、6640NMN复合绝缘纸。
4、6641DMD-F级复合绝缘纸。
5、6650NHN 复合绝缘纸。
6、6023D电机膜、杜邦纸等。
电机绝缘基础知识
电机绝缘基础知识(1)--------------------------------------------------------------------------------作者: 来源: 发布时间: 2008-5-24 7:35:08绝缘材料,绝缘材料介绍什么是绝缘材料电工常用的绝缘材料按其化学性质不同，可分为无机绝缘材料、有机绝缘材料和混合绝缘材料。
常用的无机绝缘材料有：云母、石棉、大理石、瓷器、玻璃、硫黄等，主要用作电机、电器的绕组绝缘、开关的底板和绝缘子等。
有机绝缘材料有：虫胶、树脂、橡胶、棉纱、纸、麻、人造丝等，大多用以制造绝缘漆，绕组导线的被覆绝缘物等。
混合绝缘材料为由以上两种材料经过加工制成的各种成型绝缘材料，用作电器的底座、外壳等。
绝缘材料的应用绝缘材料的作用是在电气设备中把电势不同的带电部分隔离开来。
因此绝缘材料首先应具有较高的绝缘电阻和耐压强度，并能避免发生漏电、击穿等事故。
其次耐热性能要好，避免因长期过热而老化变质；此外，还应有良好的导热性、耐潮防雷性和较高的机械强度以及工艺加工方便等特点。
根据上述要求，常用绝缘材料的性能指标有绝缘强度、抗张强度、比重、膨胀系数等。
绝缘耐压强度：绝缘体两端所加的电压越高，材料内电荷受到的电场力就越大，越容易发生电离碰撞，造成绝缘体击穿。
使绝缘体击穿的最低电压叫做这个绝缘体的击穿电压。
使1毫米厚的绝缘材料击穿时，需要加上的电压千伏数叫做绝缘材料的绝缘耐压强度，简称绝缘强度。
由于绝缘材料都有一定的绝缘强度，各种电气设备，各种安全用具（电工钳、验电笔、绝缘手套、绝缘棒等），各种电工材料，制造厂都规定一定的允许使用电压，称为额定电压。
使用时承受的电压不得超过它的额定电压值，以免发生事故。
抗张强度：绝缘材料单位截面积能承受的拉力，例如玻璃每平方厘米截面积能承受1400牛顿的拉力。
绝缘材料的绝缘性能与温度有密切的关系。
温度越高，绝缘材料的绝缘性能越差。
高压电机的绝缘结构设计及防电晕处理
高压电机的绝缘结构设计及防电晕处理高压电机的绕组绝缘结构设计分为高压绕组绝缘线圈的对地绝缘结构设计、高压绕组绝缘线圈的匝间绝缘设计和高压绕组线圈的辅助绝缘结构设计三个部分。
高压电机的绕组绝缘结构的主要作用是隔电，但有些部位同时也起着机械支承、固定或保护的作用。
增安型无刷励磁同步电动机高压绕组绝缘结构设计和防电晕处理是增安型无刷励磁同步电动机设计的核心部分之一。
增安型无刷励磁同步电动机一般都是大型电机，单机功率较大，电压等级为6kV、10kV和13.8kV。
电机绕组电磁线的线规载面积较大，设计采用矩形铜导线，高压绕组采用双层圈式线圈和开口槽嵌线方式的制造工艺。
高压绕组线圈的对地绝缘主要指线圈的槽部直线部分和端部部分绝缘。
在绝缘结构设计时，首先要确定绝缘单边厚度和工艺制造方式，既要考虑电因素，也要考虑机械因素，以及在生产过程中介电强度试验的积累效应，绝缘分散度和实际运行条件下的年平均老化率（绝缘性能的衰减）。
目前，即使是世界上工业较先进的国家，其电机制造工艺水平也参差不齐。
而且对于高压绕组绝缘线圈的绝缘结构设计，虽然都采用VPI真空整体浸渍绝缘处理，但在选用绝缘材料、绝缘结构方式和具体的工艺制造方法，都不完全相同，并依然保留着每个制造厂独有的传统制造工艺方法。
至今在一些电机制造厂里依然并存着数种不同的绝缘结构设计和工艺设计方案。
高压绕组线圈对地绝缘，根据槽部直线部分与端部部分是否采用同一绝缘结构，可分为连续1/2叠绕包式和复合绕包式两种。
连续1/2叠绕包式又可分为真空压力无溶剂浸渍型和热模压一次成形型。
而复合绕包式又可分为全带绕包式热模压一次成形型和箔烘卷包（直线部分）与带绕包（端部部分）热模压一次成形型，复合绕包式槽直线部分绝缘结构设计，可以用云母绝缘带1/2叠绕包，称为全带式绝缘结构；也可以用云母箔烘卷，称为箔烘卷式绝缘结构。
目前国内外电机工业高压绕组线圈的对地绝缘结构设计基本上可分为VPI真空整体无溶剂漆浸渍的环氧玻璃丝带粉云母少胶带绝缘结构和热模压一次成形的环氧玻璃丝粉云母多胶带或箔绝缘结构。
电机与绝缘结构(538)
定子主绝缘结构的制造方式
少胶VPI（真空压力浸渍）
多胶模、液压（VPR)
二、电机的绝缘结构与材料
转子及绝缘结构
转子由旋转轴和磁极组成，是电机的旋转组件
，负责提供旋转磁场（发电机）或机械能输出（电 动机）。
二、电机的绝缘结构与材料
旋转轴
隐型（凹形）磁极--下线
二、电机的绝缘结构与材料
水电转子工地吊装
水轮机
落差水坝
四、成套电站设备简要
电网
水坝
水轮机
水轮发电机
变电站
四、成套电站设备简要
高压电网
火（核）电成套系统
蒸汽轮机
发电机
输变电系统
锅炉（核反应堆）
四、成套电站设备简要
电网
汽轮机
变电站 发电机 锅炉
核反应堆
四、成套电站设备简要
蒸汽轮机图片
四、成套电站设备简要
水轮机图片
四、成套电站设备简要
……..详见相关培训及课件
四、成套电站设备简要
水电、火（核）电区别及主要设计差异 结构形态
外观 线圈（槽）数 量 磁极形状
水电
多 外挂凸式
火（核）电
少 隐埋凹式
体积庞大（矮胖）体积较小（瘦长）
发电机转速
低
能源因素 效率及经济因素
高
差异基本原因：
四、成套电站设备简要
水电成套系统
高压电网
发电机
输变电系统
定子槽内固定绝缘
发电机
以槽楔（加工型、模压型）、楔下垫条、弹性波纹板 等配套复合结构并辅以槽内适型衬垫材料完成
*
中小微型电机
*
电气绝缘知识,你知道多少
电气绝缘知识，你知道多少一、绝缘基础知识绝缘是指利用绝缘材料和构件将不等的导体分隔开，使其没有电气连接电机以保持不同的电位，从而保证带电部件能够正常运行。
绝缘是电气设备结构中的重要组成部分。
具有护套作用的材料称为绝缘材料（电介质），电气设备的绝缘就是各种绝缘材料构成的。
电力系统正常人运行时，身处电气设备绝缘是长期处在工作电压作用之下的。
但是，由于各种原因，电力线路中的电压有时会出现中均短时升高的现象，即产生过电压。
过电压可分为：雷电过电压和内所过电压。
雷电过电压：由于设备雷击造成的或在设备附近发生雷击而感应产生的过电压；内过电压有分为暂时过电压和操作过电压。
暂时过电压低电压是由于系统中发生事故或发生谐振而引起的过电压；过电压操作过电压是由于系统中会的操作（投、切）引起的过电压。
过电压的作用时间虽然很短，但过电压的数值却大大超过正常工作电压，因此，易造成绝缘的摧残。
所以，设备绝缘应能耐受工作电压的持续作用外，还必须能耐受过电压的作用。
为了电气设备安全可靠地运行，除应搞清楚过电压的数值、波形等参数并设法降低或限制作用于设备上的过电压的数值外，还要保证及提高绝缘本身的耐受电压，这两个方面就构成了大多高电压技术的主要内容。
如何保证及提高设备绝缘的耐受电压，设计出高母廖氏先进的绝缘结构则是高电压绝缘所讨论的内容。
在工作电压和过电压作用下，绝缘会发生电导、极化、损耗、老化、放电击穿等现象。
为了设计出技术先进、经济合理而又安全可靠的绝缘结构，首先掌握各类绝缘材料在电场作用下的电气物理性能，绝缘材料在强电场中的击穿特性及其规律尤为重要。
只有知道了绝缘材料本身耐受电压功率的规律随后，才能进行绝缘的设计（考虑绝缘结构、选择绝缘距离或绝缘厚度等）。
其次，绝缘腐蚀的破坏决定于作用在其上的电场强度，在满足电气设备基本要求的其要求前提下所，应设法改善绝缘结构中，使其电场分布尽可能地均匀，以减少电场强度。
另外，采用新型绝缘材料。
6kv高压电机绝缘标准 -回复
6kv高压电机绝缘标准-回复高压电机绝缘标准（6kv）导言：随着现代工业和科技的快速发展，高压电机在各个领域的应用越来越广泛。
高压电机的绝缘工作是保证电机正常运行的关键之一。
然而，由于高压电机工作在较高电压环境下，其绝缘失效可能导致严重的安全事故和设备损坏。
因此，高压电机的绝缘标准对于确保电机安全运行至关重要。
本文将以6kv高压电机为例，一步一步回答关于高压电机绝缘标准的问题。
第一步：了解绝缘材料及其特性绝缘材料是高压电机绝缘的核心。
常见的绝缘材料包括有机绝缘材料和无机绝缘材料。
有机绝缘材料主要有橡胶、塑料等，而无机绝缘材料则包括石墨、陶瓷等。
绝缘材料的主要特性有绝缘强度、介电损耗、温度特性以及耐化学腐蚀性等。
对于6kv高压电机，绝缘材料需要具备较高的绝缘强度以及耐高温、耐化学腐蚀的特性。
第二步：了解绝缘强度测试方法及标准绝缘强度主要包括介电强度和绝缘电阻两个指标。
介电强度是指绝缘材料在电场作用下的最大耐受电压，通常用KV/mm来表示。
绝缘电阻则是指绝缘材料抵抗电流通过的能力，通常用MΩ来表示。
绝缘强度测试可以通过高压绝缘电阻仪来进行，测试结果应符合相应的国家或行业标准。
第三步：了解高压电机绝缘材料的选择和应用在选择绝缘材料时，应根据高压电机的工作环境和特性来确定。
例如，对于6kv高压电机，由于其工作在较高电压下，绝缘材料需要具备较高的绝缘强度和耐高温特性，常见的绝缘材料有耐热等级H级别的聚酰亚胺（PI）。
第四步：了解高压电机绝缘结构的设计和要求高压电机的绝缘结构设计应满足绝缘材料的应用需求，并确保电机的绝缘效果良好。
常见的高压电机绝缘结构包括固定绝缘、浸注绝缘、激活绝缘等。
具体的绝缘结构设计需根据高压电机的具体情况进行。
第五步：了解高压电机绝缘标准及检测方法高压电机绝缘标准是确保电机安全运行的依据。
国际上常用的高压电机绝缘标准有IEC60034-1等。
检测高压电机绝缘可通过绝缘电阻检测仪、介电强度测试仪等设备进行。
高压电机定子绕组绝缘结构的设计
高压电机定子绕组绝缘结构的设计作者：包蕾来源：《硅谷》2008年第17期[摘要]介绍高压电机定子绕组匝间绝缘结构、对地绝缘结构及其设计方法以及防晕的措施，并应用于10500V三相同步发电机上，获得成功。
为高压电机定子绕组绝缘结构提供设计思路。
[关键词]高压电机定子绕组绝缘结构设计方法中图分类号：TM3 文献标识码：A 文章编号：1671－7597(2008)0910016－02一、概述随着人们生活质量的提高和工业发展需求，电力需求呈逐年上升趋势。
电力供应缺口严重地制约了中小型企业尤其是三资企业和乡镇企业的生产发展，工业用电的计划配给使得超计划用电的费用高的离谱，供电的品质又差，说不定在某个时间突然给你一个停电。
为使生产用电有保障，许多企业纷纷添置自备电源。
在这种形势下，为改善地方局域网的供电质量，在经济上及时抓住电力紧缺的商机，各地方电力部门开始建造调峰电站，能改变电力结构，推动工业发展，如余热调峰电站、天然气调峰电站、抽水蓄能调峰电站。
一个时期后，这种投资少、见效快、回收期短的调峰电站在经济发达地区迅速蔓延开来。
为进一步减少投资，电站设计时，多采用10.5kV级以上的高压发电机组。
因此高压电机在经济建设中所起的作用越来越重要，对高压电机的需求量越来越多，同时对高压电机的技术水平的要求也越来越高。
高压电机中绝缘系统占有非常重要的地位。
它在很大程度上决定着高压电机的运行寿命和运行可靠性。
而作为高压电机心脏的定子绕组绝缘则更受人们的瞩目和重视。
高压电机绝缘系统的技术水平在很大程度上是由其所用绝缘材料与所选绝缘结构决定的。
对于高压电机来说，其绝缘系统水平的提高就意味着电机整体水平的提高。
二、高压电机定子绕组的绝缘结构高压定子绕组一般采用多匝框式结构，高压电机定子绕组的绝缘结构主要包括匝间绝缘的选定、对地绝缘厚度及材料的确定及防电晕措施。
（一）匝间绝缘的选定定子绕组制造和运行过程中，当操作过电压陡波侵入时，其匝间过电压比每匝工作电压约高20倍以上，有可能使匝间绝缘击穿。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
电机绝缘设计基础知识
1、常用术语解释
电机内各种绝缘材料的使用寿命与其工作温度密切相关。
温度过高，就会加速绝缘材料的老化，甚至电机烧毁。
电机绝缘设计中常用的一些术语解释如下：
◆绝缘材料：用来使器件在电气上绝缘的材料。
◆绝缘结构：一种或几种绝缘材料的组合。
◆耐热等级：表示绝缘结构的最高允许工作温度，并在这样的温度下它能在预定的
使用期内维持其性能，在允许的范围内及其所分的等级。
◆绝缘材料的允许温度：超过某个限度，绝缘材料的寿命就急剧缩短，甚至会烧毁。
该温度限度，即为绝缘材料的允许温度。
◆温升：某一点的温度与参考（或基准）温度之差。
◆部件温升：电机某部件与周围介质温度之差。
◆温升限度：电机在额定负载下长期运行达到热稳定状态时，电机各部件温升的允
许极限。
◆极限工作温度：电机在设计预期寿命内，运行时绕组绝缘中最热点的温度。
2、绝缘等级和绝缘材料
按照允许温度的高低，常用的耐热等级分为A、E、B、F、H和C级共6个等级，不同绝缘等级所对应的常用绝缘材料、允许温度及允许温升如表1所示（为适应我国大部分地区不同季节的运行环境，国家统一制定的环境温度标准为40℃）。
表1 绝缘等级与绝缘材料
3、温升和温度
衡量电机发热程度是用“温升”而不是用“温度”，温升是电机与环境的温度差，是由电机发热引起的。
运行中的电机铁芯处在交变磁场中会产生铁损，绕组通电后会产生铜损，还有其它杂散损耗等。
这些都会使电机温度升高。
另一方面电机也会散热。
当发热与散热相等时即达到平衡状态，温度不再上升而稳定在一个水平上。
当发热增加或散热减少时就会破坏平衡，使温度继续上升，扩大温差，则增加散热，在另一个较高的温度下达到新的平衡。
但这时的温差即温升已比以前增大了，所以说温升是电机设计及运行中的一项重要指标，标志着电机的发热程度，在运行中，如电机温升突然增大，说明电机有故障，或风道阻塞或负荷太重。
4、极限工作温度与最高允许工作温度
通常说A级的极限工作温度为105℃，A级的最高允许工作温度是90℃。
其实，这与测量方法有关，不同的测量方法，其反映出的数值不同，含义也不一样。
(1) 温度计法：其测量结果反映的是绕组绝缘的局部表面温度。
这个数字平均比绕组绝缘的实际最高温度即“最热点”低15℃左右。
该法最简单，在中、小电机现场应用最广。
(2)电阻法：其测量结果反映的是整个绕组铜线温度的平均值。
该数比实际最高温度按不同的绝缘等级降低5～15℃。
该法是测出导体的冷态及热态电阻，按有关公式算出平均温升。
(3) 埋置温度计：试验时将铜或铂电阻温度计或热电偶埋置在绕组、铁心或其它需要测量预期温度最高的部件里。
其测量结果反映出测温元件接触处的温度。
大型电机常采用此法来监视电机的运行温度。
各种测量方法所测量到的温度与实际最高温度都有一定差值，因此需将绝缘材料的“极限工作温度”减去此差值才是“最高允许工作温度”。