／機(jī)械工業(yè)北京電工技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究所 劉亞麗 郭振巖 陳昊／

GB/T 11021-2014《電氣絕緣 耐熱性和表示方法》標(biāo)準(zhǔn)解讀

／機(jī)械工業(yè)北京電工技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究所 劉亞麗 郭振巖 陳昊／

GB/T 11021-2014《電氣絕緣 耐熱性和表示方法》規(guī)定了電氣絕緣材料（EIM）和電氣絕緣系統(tǒng)（EIS）的耐熱分級(jí)、評(píng)估及評(píng)估程序。為使本標(biāo)準(zhǔn)能夠得到更好的普及和推廣使用，本文對(duì)標(biāo)準(zhǔn)全文進(jìn)行詳細(xì)解讀和闡述。

電氣絕緣；耐熱等級(jí)；表示方法

長(zhǎng)期耐熱性能（熱老化性能）是電氣絕緣材料（EIM）和其服役的電氣絕緣系統(tǒng)（EIS）的重要性能之一。熱老化性能是EIM或者EIS在受熱的條件仍能保持優(yōu)良的物理機(jī)械性能或電氣性能的性質(zhì)。在研究和應(yīng)用上，一種EIM或者特定EIS的熱老化性能應(yīng)按照相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)估，然后用統(tǒng)一規(guī)定的表示方法表示。在國(guó)際上，習(xí)慣用耐熱分級(jí)表示EIM及所服役的電工產(chǎn)品的EIS的熱老化性能。目前，對(duì)于耐熱分級(jí)的表示方法，國(guó)際上通用IEC 60085:2007來(lái)執(zhí)行，我國(guó)等同采用IEC 60085:2007而制定了GB/T 11021-2014，且于2014年10月28日開(kāi)始實(shí)施。為使電工行業(yè)的絕緣材料、電機(jī)、變壓器等產(chǎn)品領(lǐng)域的從事設(shè)計(jì)、研發(fā)、生產(chǎn)、檢測(cè)職業(yè)的使用者能夠更好地應(yīng)用GB/T 11021-2014《電氣絕緣 耐熱性和表示方法》，本文對(duì)該標(biāo)準(zhǔn)全文進(jìn)行詳細(xì)解讀和闡述。

GB/T 11021-2014主要包括范圍、術(shù)語(yǔ)和定義、EIM和EIS關(guān)系及耐熱性評(píng)估的綜述、耐熱等級(jí)等四部分。

一、適用范圍

GB/T 11021-2014規(guī)定了EIM和EIS的耐熱分級(jí)、評(píng)估及評(píng)估程序。適用于熱因子為主要老化因子的EIM和EIS的耐熱性分級(jí)和表示。該標(biāo)準(zhǔn)還提示使用者EIM的耐熱等級(jí)不能直接作為其服役的EIS的耐熱等級(jí)。

二、術(shù)語(yǔ)和定義

GB/T 11021-2014規(guī)定IEC 60505《電氣絕緣系統(tǒng)的評(píng)定與鑒別》（最新版本對(duì)應(yīng)GB/T 20112-2015）提出的以及該標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的11條術(shù)語(yǔ)和定義適用于該標(biāo)準(zhǔn)。主要包括絕緣材料和絕緣系統(tǒng)相關(guān)的基礎(chǔ)的和耐熱性的術(shù)語(yǔ)和定義。

（一）絕緣材料相關(guān)的基礎(chǔ)的和耐熱性的術(shù)語(yǔ)

就絕緣材料相關(guān)的基礎(chǔ)的和耐熱性的術(shù)語(yǔ)，GB/T 11021-2014提出了EIM、待評(píng)EIM、基準(zhǔn)EIM、EIM預(yù)估耐熱指數(shù)（EIM ATE）、EIM相對(duì)耐熱指數(shù)（EIM RTE）等四個(gè)術(shù)語(yǔ)和定義。EIM ATE為一個(gè)攝氏溫度數(shù)值，在該溫度下基準(zhǔn)EIM在特定的使用條件下具有已知的、滿(mǎn)意的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。EIM RTE為一個(gè)攝氏溫度數(shù)值，該溫度為待評(píng)EIM達(dá)到終點(diǎn)的評(píng)估時(shí)間等于基準(zhǔn)材料在等于預(yù)估耐熱指數(shù)（ATE）的溫度下達(dá)到終點(diǎn)的評(píng)估時(shí)間所對(duì)應(yīng)的溫度。

（二）絕緣系統(tǒng)相關(guān)的基礎(chǔ)的和耐熱性的術(shù)語(yǔ)

就絕緣系統(tǒng)相關(guān)的基礎(chǔ)的和耐熱性的術(shù)語(yǔ)，GB/T 11021-2014提出了EIS、待評(píng)EIS、基準(zhǔn)EIS、EIS預(yù)估耐熱指數(shù)（EIS ATE）、EIS相對(duì)耐熱指數(shù)（EIS RTE）等四個(gè)術(shù)語(yǔ)和定義。EIS ATE以攝氏溫度數(shù)值表示，從已知運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)或已知對(duì)比功能性能評(píng)定獲得的基準(zhǔn)EIS。EIS RTE以攝氏溫度數(shù)值表示，待評(píng)EIS和基準(zhǔn)EIS在對(duì)比試驗(yàn)中經(jīng)受相同的老化規(guī)程和診斷規(guī)程，待評(píng)EIS的相對(duì)耐熱指數(shù)與基準(zhǔn)EIS的已知RTE相對(duì)應(yīng)。

除了上述的10個(gè)術(shù)語(yǔ)和定義外，還提出了耐熱等級(jí)這個(gè)術(shù)語(yǔ)和定義，耐熱等級(jí)是指EIM或EIS相對(duì)應(yīng)的最高連續(xù)使用溫度（攝氏溫度）數(shù)值。本標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)于絕緣材料或其服役的絕緣系統(tǒng)，規(guī)定其耐熱性等級(jí)用預(yù)估耐熱指數(shù)（ATE）或相對(duì)耐熱指數(shù)（RTE）所對(duì)應(yīng)的攝氏溫度數(shù)值來(lái)表示。

三、EIM和EIS關(guān)系及耐熱性評(píng)估的綜述

（一）EIM和EIS關(guān)系

GB/T 11021-2014指出電工產(chǎn)品特定耐熱等級(jí)并不表明用于該產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中的所有EIM均具有相同的耐熱性。EIS的耐熱等級(jí)與該系統(tǒng)中用到的EIM可能沒(méi)有直接關(guān)系或者不能由其中的某一絕緣材料的耐熱性導(dǎo)出，造成這種現(xiàn)象的原因有：一方面是EIS可能使用了某些保護(hù)材料，可能會(huì)提高某些耐熱性比較差的材料的耐熱性；另一方面是由于EIM間存在不相容的問(wèn)題，也會(huì)降低其所組成系統(tǒng)的耐熱性。

（二）EIS的最高使用溫度

GB/T 11021-2014中耐熱等級(jí)為由各產(chǎn)品技術(shù)委員會(huì)（如電機(jī)、變壓器等）根據(jù)EIS的正常運(yùn)行條件推薦的最高使用溫度的數(shù)值。另外，產(chǎn)品技術(shù)委員會(huì)應(yīng)確定最高溫度下的運(yùn)行條件下，電氣設(shè)備的最高溫度可能與EIS的耐熱等級(jí)不一致。造成這種現(xiàn)象的原因是：相比正常情況下更短或更長(zhǎng)的壽命是假設(shè)的，或者存在設(shè)備的異常情況。

（三）影響EIS運(yùn)行能力的其他因素

為了標(biāo)準(zhǔn)的使用者能夠更好地理解標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施對(duì)象（EIS）的特性，GB/T 11021-2014還提出了除影響EIS運(yùn)行能力的熱因子之外的其他因素，如電氣應(yīng)力、機(jī)械應(yīng)力、振動(dòng)、有害氣體及化學(xué)物質(zhì)、潮濕、污染物、射線(xiàn)等。在設(shè)計(jì)特定的電氣設(shè)備時(shí)應(yīng)考慮這些因素，有關(guān)這方面因素影響的評(píng)定見(jiàn)IEC 60505《電氣絕緣系統(tǒng)的評(píng)定與鑒別》（最新版本對(duì)應(yīng)GB/T 20112-2015）。

（四）EIM耐熱性評(píng)估

GB/T 11021-2014指出EIM和其簡(jiǎn)單組合的耐熱性應(yīng)根據(jù)IEC 60216-1《電氣絕緣材料 耐熱性 第1部分：老化程序和試驗(yàn)結(jié)果的評(píng)定》（最新版本對(duì)應(yīng)GB/T 11026.1-2003）的規(guī)則和IEC 60216-5《電氣絕緣材料 耐熱性 第5部分：確定絕緣材料的相對(duì)耐熱指數(shù)（RTE）》（最新版本對(duì)應(yīng)GB/T 11026.7-2014）及參考預(yù)期運(yùn)行條件來(lái)評(píng)估。

（五）EIS耐熱性評(píng)估

運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)已證實(shí)，電氣設(shè)備（電機(jī)、變壓器等）根據(jù)EIS的耐熱等級(jí)為基準(zhǔn)設(shè)計(jì)和制造，在正常運(yùn)行條件下能夠獲得滿(mǎn)意的經(jīng)濟(jì)壽命。GB/T 11021-2014指出評(píng)估EIS的耐熱性可根據(jù)IEC 60505《電氣絕緣系統(tǒng)的評(píng)定與鑒別》（最新版本對(duì)應(yīng)GB/T 20112-2015）進(jìn)行；評(píng)估低壓電氣設(shè)備中的EIS的耐熱性的特殊試驗(yàn)程序可根據(jù)IEC 61857《電氣絕緣系統(tǒng) 熱評(píng)定規(guī)程》（對(duì)應(yīng)GB/T 20111系列）和IEC 61858《電氣絕緣系統(tǒng) 對(duì)已確定等級(jí)的電氣絕緣系統(tǒng)組分調(diào)整的特評(píng)定》（對(duì)應(yīng)GB/T 20139系列）系列標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。

四、耐熱等級(jí)

通常情況下，在電氣設(shè)備中溫度作為主要老化因子作用于EIS的EIM，國(guó)際上都認(rèn)同可靠的基礎(chǔ)性耐熱分級(jí)是有用的。GB/ T 11021-2014指出明確了EIS的耐熱等級(jí)，也意味著推薦的最高連續(xù)使用攝氏溫度是組成EIS的EIM能適應(yīng)的。GB/T 11021-2014規(guī)定了適用于EIM和EIS的耐熱性分級(jí)的表示方法如下表。

表 耐熱性分級(jí)

在使用上表的過(guò)程中，為了便于表示，字母可以寫(xiě)在括弧中，例如180級(jí)（H）。如因空間關(guān)系，比如在銘牌上，產(chǎn)品技術(shù)委員會(huì)可能僅選用字母表示；耐熱等級(jí)超過(guò)250的可按25間隔遞增的方式表示。

本文對(duì)GB/T 11021-2014《電氣絕緣 耐熱性和表示方法》標(biāo)準(zhǔn)，從內(nèi)容上進(jìn)行了詳細(xì)解讀，因就耐熱性分級(jí)的表示方法，該標(biāo)準(zhǔn)較上一版本（GB/T 11021-2007）有了較大改動(dòng)（如刪除了70級(jí)的表示法、增加了200（N）和220（R）的符號(hào)表示法），希望通過(guò)本文所述，能夠便于使用者了解和普及使用該標(biāo)準(zhǔn)。