GB/T 11021-2014《電氣絕緣 耐熱性和表示方法》標準解讀

／機械工業(yè)北京電工技術經(jīng)濟研究所 劉亞麗 郭振巖 陳昊／

GB/T 11021-2014《電氣絕緣 耐熱性和表示方法》標準解讀

／機械工業(yè)北京電工技術經(jīng)濟研究所 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、評估及評估程序。為使本標準能夠得到更好的普及和推廣使用，本文對標準全文進行詳細解讀和闡述。

電氣絕緣；耐熱等級；表示方法

長期耐熱性能（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)良的物理機械性能或電氣性能的性質(zhì)。在研究和應用上，一種EIM或者特定EIS的熱老化性能應按照相關的標準進行評估，然后用統(tǒng)一規(guī)定的表示方法表示。在國際上，習慣用耐熱分級表示EIM及所服役的電工產(chǎn)品的EIS的熱老化性能。目前，對于耐熱分級的表示方法，國際上通用IEC 60085:2007來執(zhí)行，我國等同采用IEC 60085:2007而制定了GB/T 11021-2014，且于2014年10月28日開始實施。為使電工行業(yè)的絕緣材料、電機、變壓器等產(chǎn)品領域的從事設計、研發(fā)、生產(chǎn)、檢測職業(yè)的使用者能夠更好地應用GB/T 11021-2014《電氣絕緣 耐熱性和表示方法》，本文對該標準全文進行詳細解讀和闡述。

GB/T 11021-2014主要包括范圍、術語和定義、EIM和EIS關系及耐熱性評估的綜述、耐熱等級等四部分。

一、適用范圍

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

二、術語和定義

GB/T 11021-2014規(guī)定IEC 60505《電氣絕緣系統(tǒng)的評定與鑒別》（最新版本對應GB/T 20112-2015）提出的以及該標準中規(guī)定的11條術語和定義適用于該標準。主要包括絕緣材料和絕緣系統(tǒng)相關的基礎的和耐熱性的術語和定義。

（一）絕緣材料相關的基礎的和耐熱性的術語

就絕緣材料相關的基礎的和耐熱性的術語，GB/T 11021-2014提出了EIM、待評EIM、基準EIM、EIM預估耐熱指數(shù)（EIM ATE）、EIM相對耐熱指數(shù)（EIM RTE）等四個術語和定義。EIM ATE為一個攝氏溫度數(shù)值，在該溫度下基準EIM在特定的使用條件下具有已知的、滿意的運行經(jīng)驗。EIM RTE為一個攝氏溫度數(shù)值，該溫度為待評EIM達到終點的評估時間等于基準材料在等于預估耐熱指數(shù)（ATE）的溫度下達到終點的評估時間所對應的溫度。

（二）絕緣系統(tǒng)相關的基礎的和耐熱性的術語

就絕緣系統(tǒng)相關的基礎的和耐熱性的術語，GB/T 11021-2014提出了EIS、待評EIS、基準EIS、EIS預估耐熱指數(shù)（EIS ATE）、EIS相對耐熱指數(shù)（EIS RTE）等四個術語和定義。EIS ATE以攝氏溫度數(shù)值表示，從已知運行經(jīng)驗或已知對比功能性能評定獲得的基準EIS。EIS RTE以攝氏溫度數(shù)值表示，待評EIS和基準EIS在對比試驗中經(jīng)受相同的老化規(guī)程和診斷規(guī)程，待評EIS的相對耐熱指數(shù)與基準EIS的已知RTE相對應。

除了上述的10個術語和定義外，還提出了耐熱等級這個術語和定義，耐熱等級是指EIM或EIS相對應的最高連續(xù)使用溫度（攝氏溫度）數(shù)值。本標準中對于絕緣材料或其服役的絕緣系統(tǒng)，規(guī)定其耐熱性等級用預估耐熱指數(shù)（ATE）或相對耐熱指數(shù)（RTE）所對應的攝氏溫度數(shù)值來表示。

三、EIM和EIS關系及耐熱性評估的綜述

（一）EIM和EIS關系

GB/T 11021-2014指出電工產(chǎn)品特定耐熱等級并不表明用于該產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中的所有EIM均具有相同的耐熱性。EIS的耐熱等級與該系統(tǒng)中用到的EIM可能沒有直接關系或者不能由其中的某一絕緣材料的耐熱性導出，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材料，可能會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間存在不相容的問題，也會降低其所組成系統(tǒng)的耐熱性。

（二）EIS的最高使用溫度

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

（三）影響EIS運行能力的其他因素

為了標準的使用者能夠更好地理解標準實施對象（EIS）的特性，GB/T 11021-2014還提出了除影響EIS運行能力的熱因子之外的其他因素，如電氣應力、機械應力、振動、有害氣體及化學物質(zhì)、潮濕、污染物、射線等。在設計特定的電氣設備時應考慮這些因素，有關這方面因素影響的評定見IEC 60505《電氣絕緣系統(tǒng)的評定與鑒別》（最新版本對應GB/T 20112-2015）。

（四）EIM耐熱性評估

GB/T 11021-2014指出EIM和其簡單組合的耐熱性應根據(jù)IEC 60216-1《電氣絕緣材料 耐熱性 第1部分：老化程序和試驗結(jié)果的評定》（最新版本對應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耐熱指數(shù)（RTE）》（最新版本對應GB/T 11026.7-2014）及參考預期運行條件來評估。

（五）EIS耐熱性評估

運行經(jīng)驗已證實，電氣設備（電機、變壓器等）根據(jù)EIS的耐熱等級為基準設計和制造，在正常運行條件下能夠獲得滿意的經(jīng)濟壽命。GB/T 11021-2014指出評估EIS的耐熱性可根據(jù)IEC 60505《電氣絕緣系統(tǒng)的評定與鑒別》（最新版本對應GB/T 20112-2015）進行；評估低壓電氣設備中的EIS的耐熱性的特殊試驗程序可根據(jù)IEC 61857《電氣絕緣系統(tǒng) 熱評定規(guī)程》（對應GB/T 20111系列）和IEC 61858《電氣絕緣系統(tǒng) 對已確定等級的電氣絕緣系統(tǒng)組分調(diào)整的特評定》（對應GB/T 20139系列）系列標準進行。

四、耐熱等級

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

表 耐熱性分級

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

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