АППАРАТЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ НА НАПРЯЖЕНИЕ ДО 1000 В
Допустимые температуры нагрева частей аппаратов
Electrical apparatus for voltages up to 1000 V. Temperature rise limits of apparatus parts
Дата введения 1974-01-01
Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 6 апреля 1973 года N 852 дата введения установлена 01.01.74
Ограничение срока действия снято по протоколу N 4-93 Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 4-94)
Взамен ГОСТ 403-41
ПЕРЕИЗДАНИЕ. Октябрь 2003 г..
1. Настоящий стандарт распространяется на аппараты электрические на напряжение до 1000 В, предназначенные для работы в условиях по ГОСТ 15150-69 и ГОСТ 15543-70, и устанавливает допустимые температуры нагрева частей аппаратов.
Стандарт распространяется и на аппараты, встраиваемые в комплектные распределительные устройства.
Стандарт не распространяется на аппараты, предназначенные для применения в узкоспециальных отраслях (например, радиоизмерительная, угольная и горнорудная).
В стандарте учтены требования рекомендации СЭВ по стандартизации РС 2901-70.
2. Превышения температуры частей аппаратов над температурой окружающего воздуха не должны быть более значений, указанных в таблице. При этом температура окружающего воздуха принята равной 40 °С, а высота над уровнем моря — не более 1000 м.
Указанные превышения температуры допустимы только в том случае, если они не вызывают нагрева соседних частей аппаратов выше допустимых для них значений.
В качестве превышения температуры при работе аппарата в продолжительном режиме принимается установившееся значение превышения температуры; при работе в повторно-кратковременном режиме — установившееся максимальное значение превышения температуры в конце рабочих периодов.
3. Превышения температуры, указанные в пп.1-3 таблицы, относятся к работе нового аппарата с чистыми неподгоревшими и неоплавленными контактными поверхностями коммутирующих контактов и разборных неразмыкаемых соединений.
4. Величины допустимых превышений температуры относятся к работе аппарата при его номинальных: режиме работы, токе, частоте переменного тока и при напряжении на зажимах катушек напряжения, равном верхнему пределу, оговоренному в стандартах на конкретные типы аппаратов, но не ниже 1,05 номинального.
5. Величины допустимых превышений температуры для аппаратов, работающих при температуре окружающего воздуха, отличающейся от принятой расчетной (40 °С), должны быть изменены так, чтобы допустимая температура частей аппарата, определяемая как сумма указанных в таблице превышений и расчетной температуры окружающего воздуха, сохранялась неизменной.
Допустимые превышения температуры частей аппаратов при температуре окружающего воздуха 40 °С
°С
Режим работы аппаратов
продолжительный (см. примечание 1)
прерывисто-продолжительный, повторно-кратковременный, кратковременный
Как известно, все проводники электрических цепей (за исключением расположенных в криогенных объемах) при протекании по ним электрического тока нагреваются. Поэтому для более ясного понимания этих процессов приведем краткие положения о нагревании электроустановок и оборудования, а также способах контроля за ним.
При работе электрических машин, трансформаторов, аппаратов, проводов, кабелей и другого оборудования возникают потери энергии, превращающиеся в теплоту, которая повышает температуру обмоток, активной стали, контактных соединений, конструктивных деталей и рассеивается в окружающей среде. Нагрев ограничивает мощность оборудования и увеличивает старение его изоляции. По нагревостойкости, т.е. по способности выдерживать повышение температуры без повреждения и ухудшения изоляционных свойств, применяемые в электрических машинах, трансформаторах и аппаратах изоляционные материалы согласно ГОСТ 8865—93 разделены на классы. Каждому классу изоляционных материалов соответствуют следующие значения предельной температуры:
Класс. Y А Е В F Н J
Длительно допустимая
температура, °С. 90 100 120 130 155 180 свыше 180
Группы изоляционных материалов подразделяются на следующие классы:
класс Y — волокнистые материалы из целлюлозы, хлопка и натурального шелка, не пропитанные и не погруженные в жидкий электроизоляционный материал;
класс А — волокнистые материалы из целлюлозы, хлопка или натурального и искусственного шелка, в рабочем состоянии пропитанные или погруженные в жидкий электроизоляционный материал;
класс Е — синтетические материалы (пленки, волокна, смолы, компаунды и др.);
класс В — материалы на основе слюды, асбеста и стекловолокна, применяемые с органическими связующими и пропитывающими составами;
класс F — материалы на основе слюды, асбеста и стекловолокна, применяемые в сочетании с синтетическими связующими и пропитывающими составами;
класс Н — материалы на основе слюды, асбеста и стекловолокна, применяемые в сочетании с кремнийорганическими (синтетическими) связующими и пропитывающими составами, кремнийорганическими эластомерами;
класс J — слюда, керамические материалы, стекло, кварц или их комбинации, применяемые без связующих или с неорганическими и элементоорганическими составами.
Нормальный срок службы оборудования обеспечивается, если температура выдерживается в пределах, соответствующих данному классу изоляции.
Государственные стандарты предписывают поддержание в установившихся режимах работы оборудования следующие предельные значения температуры: у генераторов с изоляцией класса В в зависимости от применяемого метода измерения температуры, системы охлаждения, давления водорода и других факторов предельная температура для обмоток ротора составляет 100. 130°С, для обмоток статора — 95. 105 °С, для активной стали — 105°С. Максимальную температуру обмоток машин ограничивают для того, чтобы избежать появления местных перегревов, обеспечить нормальную работу пропиточного компаунда, температура размягчения которого находится в пределах 105. 110 °С.
Для трансформаторов и автотрансформаторов нормы нагрева установлены с таким расчетом, чтобы средняя предельная температура обмоток в наиболее жаркое время года не поднималась выше 105. 110 °С. Поэтому допустимое превышение температуры охлаждающей среды ограничено следующими пределами: обмотки — 65 °С; поверхности магнитопровода и конструктивных элементов — 75 °С; масла в верхних слоях — 60 °С, если масло полностью защищено от соприкосновения с окружающим воздухом (трансформаторы с азотной защитой, герметизированные и др.), в остальных случаях — 55 °С. Температура масла указана для трансформаторов с естественным масляным и принудительным воздушным (дутьевым) охлаждением. В случае принудительной циркуляции масла температуру его в верхних слоях устанавливают заводы-изготовители. Допустимое превышение температуры обмоток сухих трансформаторов определяется классом нагревостойкости изоляции: для класса А — 60 °С; класса Е —75 °С; класса В — 80 °С; класса F — 100 °С и класса Н — 125 °С. Нагрев изоляции выше допустимых температур вызывает ее старение: изменяется ее структура, развиваются местные дефекты, понижается электрическая и механическая прочность. Чем выше температура, тем интенсивнее идет ее старение и износ.
Допустимые значения температуры нагрева
Температура электрического аппарата при его работе — определенная величина. Чрезмерное ее увеличение может привести к быстрому выходу аппарата из строя вследствие разрушения изоляции, сильного окисления, износа контактов и др. Низкая температура нагрева свидетельствует о недоиспользовании сечения токоведущих деталей, т. е. аппарат имеет завышенные массу и расход материалов. Температура, при которой аппарат работает длительное, экономически целесообразное время без повреждений и резкого ухудшения качества изоляции, называется допустимой (0ДОп); она определяется способностью материалов выдерживать нагрев.
Поскольку температура аппарата зависит от температуры окружающей среды, то при расчетах пользуются величиной допустимого превышения температуры:
где 0О — температура окружающей среды, град.
За температуру окружающей среды обычно принимают максимальную температуру, которая может быть при эксплуатации электрического аппарата. Для аппаратов принято принимать 0О = 40 °С. Однако технические условия в зависимости от условий работы аппарата могут указывать и другие значения температуры окружающей среды: так, для аппаратуры некоторых мостовых кранов металлургических цехов принимается Оо=60°С.
Допустимые превышения температуры для отдельных деталей, материалов или сборочных единиц принимаются по ГОСТам, техническим условиям или их указывают в задании на проектирование. Некоторые значения допустимых температур нагрева приведены в табл. 2.1.
Государственным стандартом (ГОСТ 8865-58) нормируются две допустимые температуры:
- а) при номинальном длительном режиме;
- б) при коротком замыкании.
