安规对变压器的绝缘系统要求

安规对变压器的绝缘系统要求产品技术中心安规技术组2008.10.27内容提要。什么是绝缘系统O绝缘系统认证介绍O安规对变压器的绝缘系统要求O变压器规格书的绝缘等级勾选O如何判断变压器是否符合绝缘系统O电感相关说明什么是绝缘系统O概念绝缘系统是用于电气设备的、由两种或两种以上的绝缘材 料组成的紧密组合体，在经过广泛的测试之后，证明这些 绝缘材料组合在一起，在长期承受不超过该绝缘系统等级 所限定的温度时，都不会发生绝缘性能的明显减弱。O适用范围变压器、马达（电机）、电感、水泵、Relay、镇流器等 线圈类零件O绝缘材料漆包线、骨架或芯管、绝缘胶带、挡墙、引线、套管、凡 立水、扎带（注：磁芯是导祐，不属于绝缘材料）。温度等级绝缘系统有明确的温度等级区分，目前最广泛使用的就是UL 的绝缘系统，因此我们通常所说的绝缘系统都是指依据标准 UL1 446来划分温度等级的绝缘系统。其实I EC也有绝缘材料温度等级评定的类似标准I EC 60085 （等效国标GB11021）,只是不常使用；其中并无“绝缘系统 温度等级”,而是称怡电气绝缘的耐热等级”。此外在信息技术类设备通用标准IEC/UL60950-1以及UPS 专用标准UL1778与IEC62040 仁1中定义温升限值时也曾 列出类似的绝缘温度等级，但都大同小异。o UL1446的绝缘系统温度 等级System class120(E)130(B)155(F)180(H)200(N)220(R)240(S)Over 240(C)o IEC60085/GB11021的电气绝缘耐热等级耐热等级温度弋Y90A105E120B130F155H180200200220220250250o IEC60950-1PartInsulation, including winding insulation: -of Class 105 material (A)-of Class 120 material (E)-of Class 130 material (B)-of Class 155 material (F)-of Class 180 material (H)- of Class 200 material- of Class 220 material- of Class 250 materialo UL60950-1EHPartInsulation, including winding insulation: 一 of Class 105 material (A) -of Class 120 material (E) -of Class 130 material (B) 一 of Class 155 material (F) -of Class 180 material (H) -of Class 200 material-of Class 220 material -of Class 250 material幻灯片6gl依据IEC60085gaott, 2008-11-20 等同 IEC60950-1 gaott, 2008-11-20o UL177PartInsulation, including winding insulation:-of Class A material 105-of Class E material 120-of Class B material 130-of Class F material 155-of Class H material 180-of Class C material 200-of Class N material 220-of Class R material 240o IEC62040-O绝缘系统温度等级划分比较(等级代码(CLASS)UL1446IEC60085IEC/UL60950-1UL1778IEC62040-1-190-Y-105-AAA120EEEEE130BBBBB155FFFFFISOHHHHH200N200200CC220R220220NN240S-RPOver 240C-250-250250-1、绝缘系统认证介绍O什么是绝缘系统认证绝缘系统的每个温度等级都需通过标准所要求的各项严格测试来 进行评定和确认，确认完成后给出符合性证明，并对此评定过的 绝缘系统材料进行管控及定期检查，此过程一般是由认证机构（一般均指UL）来执行，称为绝缘系统认证。O认证标准UL 1446: Systems of Insulating Materials 一 General I EC 60085: Thermal Evaluation and Classification of Electrical InsulationGB 1 1021-89:电气绝缘的耐热性评定和分级O绝缘系统认证所考虑的因素单项材料的性能整个系统材料的兼容性或相匹配性特定温度环境下的化学反应某些条件下可能释放破坏性气体不同生产商不同材料的差异性排除可能性或将其限制在某个可接受的范围O特点逐项添加，非一次完成作用因素复杂，测试周期长，费用昂贵O认证类别真正的绝缘系统认证OBJS2真正逐项进行绝缘材料的绝缘系统测试和验证项目庞大，费用昂贵，周期漫长通常为大型的绝缘材料生产商，女口3M、杜邦等常见的绝缘系统认证OBJY2由OBJS2企业授权使用其绝缘系统中的材料-由UL对所用材料是否符合某个OBJS2进行鉴定建立UL档案，并进行定期工厂审查通常为应用绝缘材料的中小企业，如变压器生产商O变压器的绝缘系统认证所属类型-OBJY2实际意义确保变压器中所用各项绝缘材料的组合在长期工作在 该变压器正常工作所能达到的温度环境中时，其绝缘 性能不会发生明显减弱从而导致危险发生。认证包含内容-UL档案号：OBJY2_E199817-绝缘系统材料清单：CLiCK_SBI4.2定期工厂审查：每年4次幻灯片12g4專継讲应该这样解释：申请了。叩类型绝缘系统认证的企业，使用其绝缘系统材料清单中的材料生产变压器，即认为该变压器符合了绝缘系gaott, 2008-11-20二、安规对变压器的绝缘系统要求O安规为何要求变压器有绝缘系统认证?O变压器应符合什么样的绝缘系统要求?安规为何要求变压器有绝缘系统认证。温升要求在UPS安规标准UL1 778/I EC62040- 1中，对不同绝缘系统等级的材料都规定了相应的最大温度限值，如下:PartMaximum temperature by resistance method (by thermocouple method, 9C (F)Insulation, including winding insulation:一 of Class A material 105100 (90)一 of Class E material 120115(105)一 of Class B material 130120 (110)一 of Class F material 155140 (130)一 of Class H material 180165 (155)一 of Class C material 200175 (165)一 of Class N material 220190 (180)一 of Class R material 240210(200)(see- conditions 1f 2f and 5 of RD, Table 4A)7曲 t (T7mi) g AT ik+25T 亦1.4.12.2 Temperature dependent equipmentFor equipment where the amount of heating or cooling is designed to be dependent on temiperature (for example the equiipment contains a fan that has a higher speed at a higher temperature), the temperature measurement is made at the least favourable ambient temperature within the manufacturers specified operating range. In this case:T shall not exceed TmaK.NOTE 1 In order to find the highest value of Tfor each component, it may be necessary to conduct several tests at different values ofNOTE 2 The least favourable value of may be different for different components.1.4.12.3 Non-temperature dependent equipmentFor equipment where the amount of heating or cooling is not designed to be dependent on ambient temperature, it is permitted to use the method in 1.4,122 Alternatively, the test is performed at any value of Tamb within the manufacturers specified operating range In this case:7 Shall not exceed (7max + amb Ga)，During the test. ramb should not exceed 7ma unless agreed by all parties involved.补充：温升的判定“散热量随温度进行调整的产品若产品设计为根据温度来调整散热量，例如风扇转速 随温度升高而增大，以便控制温度不会上升到太高， 那么可以在产品规格所定义的环温范围内的最不利条 件下（见注1&注2）进行温升测试，此时最大温度限 即为Tmax,即实测温度习、血腐話Tmax:T W Tmax注1：为找到每个元件的最大温度T,可能需在不同Tamb H做多个测试。 注2：对不同元件的最不利温度条件Tamb可能也不相同。散热量不随温度进行调整的产品若产品未设计为以上敬热随温度而变的类型，则也允许使用以上Tmax直摟判定，但须注意以上的温升测量 需在最不利环温条件下进行，根据1.4.12.2的注释1和 注释2,不同元件的最不利环温可能不同，因此可能需 要在许多不同的环温Tamb条件下进行多次测试。T 口 CLASS H+ (200C)注：勾选“绝缘等级”的意义在于定义变压器所需耐受的温度等 级，一旦勾选为某个等级，则表示该变压器在正常工作中可能达 到的温度最大不可超出此绝缘等级”所对应的温度限值。O如何确定变压器所需的“绝缘等级乃第一步：测量最大温升模拟能使变压器达到最大温升的正常工作条件，并实 时监测变压器温升和环境温度直达温度稳定，记录此I大变压器温度T和最大环境温度Tam b.注：1）测试条件为变压器正常工作条件，不含异常条件；2）变压器温升测量点包括磁芯、线圈、内部、外部等所有 可能产生最高温度的点；3）温度稳定状态一般至少需维持半小时以上。幻灯片21g5以散热不随温度进行调整的产品为例gaott, 2008-11-20第二步：计算最大温升限值条件根据下式计算所需绝缘等级最大温度限值应满足的条件:T Tmax + Tamb - Tma Tmax NT + Tma - Tamb 其中：T第一步中实际测得的最大变压器温度；Tamb 第一步中实际测得的最大环境温度；Tmax 标准中对不同绝缘等级材料所规定的最高温度;Tma 变压器所处的整机产品制造商技术规范允许的 最高环境温度或25C,两者取较大者。第三步：确定绝缘等级=1根据计算所得的Tm ax范围及下表判断所需的绝缘等级:绝缘等级TmaxC)(标准中所规定的最大温度)CLASS A (105 T)90CLASS B(130r)110CLASS F (155dC)130CLASS H(180r)155CLASS H+(200V)165注：上表依据UL1 778(2005),且假设釆用热电偶法测量温升。o假设：实际测得的环温Tam b=22C 整机规定的最大环温Tm a=40C 变压器实际测得的最大温度T= 93C 试问，该变压器应选的绝缘等级为何？O解答： 根据式子Tmax T + Tma - Tamb有Tmax 2 93 + 40 22 = 111 (C)因此，根据上表，该变压器应选CLASS F (155 C)等级的绝 缘系统，其对应Tmax为130 C,可满足实际需求。举例：按照实际测试环温Tamb=25C整机规定的最大环温Tm a= 40 C计算所得的最大温度限值:绝缘等级Tmax (t)(基于环境温厦25C)Tmax + Tamb-Tma（.C） （当 Tamb二 25C、Tma=40*C ）CLASS A （1051：）9075CLASS B （1301：）11095CLASS F （1551：）130115CLASS HC180*C）155140CLASS H+ （200r）165150五、如何判断变压器是否符合绝缘系统O第一步：根据实际使用所需温度选择相应的绝缘 系统温度等级；O第二步：根据以上选择进行判断：若勾选为CLASS B (130C)或以上，则除要求变压器 各项材料具UL认证外，还必须要求供应商提供相应温度等 级的“绝缘系统”认证证书；若勾选为CLASS A (105C),则只要求变压器各项材回 料具UL认证，不要求符合绝缘系统。当然，该变压器各项材料的耐温必须在105C以上gaott, 2008-11-20E174837E59481E41429安规证书查询路径指南o第三步:检查各项绝缘材料是否符合UL认证（磁芯除外）及其UL认证号是否正确真实，需核对的项目包括：绝缘材料生产厂商、型号、耐温等;o第四步：要求变压器供应商提供相应等级的绝缘系统UL证 书及材料清单，并核对该变压器所用材料是否都在该材料 清单中包含，若发现有不包含项，则可判定材料组合不符 合绝缘系统认证，必须立即要求供应商更换正确的材料！ItomsMaterialsSuppli ers/ManufacturerBASEPHENOLIC PM-9820150X?UL Rating:94V-0 File NO. :E41429SUMTTOMO RAKELLTE CO LTD2CoreT9*5*3C P4ACME3Copper VirePolyurethane enaraeled130iCopper Wire:艸-75|File NO. :E201757PACIFIC ELECTRIC WIRE &CABLECO. ,LTD4Epoxy33OOA/B E218090OOXCOUN CITY HUMD： EAHO MSULAIIX TERIAL FACTOHY5|Vai*nishTYPE NO. :BC-3461 FILE NO. :E317427JOHN C DOLPHS CO. .LTD6TAPEPolyester tape TYPE:CT E165111JGJIAKG YMIA PRESSURE SEKSIT1VE GLUE CO LTDo1.特别注意事项:RD在制作变压器规格书时务必要注意材料清单的正确性，切勿 随意复制旧版规格书或者类似元件的材料清单，更不可将此未 经审核的材料清車直接提很给很应崗，否则会使供应諭误以为 必须按我们所指定的材料清单进行生产，从而导致未按绝缘系 统的要求选用正确的材料！正确做法是：若有特殊需求，应自薩齬籍i礬聽蒿翳騎濤眛求供应商2. RD在制作变压器规格书的材料清单时，应特别注意各项材料的 生产厂商和所用型号以及其UL证书号等信息的正确性，因为这 些是审核材料选用是否符合要求的最基本信息，如果填写错 误，会导致材料来源无从查起，更无法保证其正确使用！值得 一提的是，即使是供应商提供的信息也不一定正确，所以必须 要严格审查并与供应商进行核对，避免错误的延续。3. UL绝缘系统证书号有别于各项绝缘材料的UL证书号，它 是另外一个单独的UL证书号码，每项材料都有UL证书号 并不代表它们组合在一起使用就能符合绝缘系统的要 求，必须要有绝缘系统的UL证书号码、也就是符合相应 绝缘系统的材料清单才行！4. 此外，建议要求RD在制作规格书时将各项材料的安规证 书及整个材料组合所符合的绝缘系统证书附在后面，这 样有利于对变压器各项安规的符合性进行把关，同时也 可以起到监督作用，防止用错料或供应商随意换料而导 致安规要求不符合！5. 建议在对变压器作承认时，按规格书要求将相应的材料0 UL证书及绝缘系统UL证书作为附件附在承认书中，将此 作为物料承认通过的必要条件，并交DCC存档，以便做 到最后的把关，避免前面环节出现的任何疏漏被放过！幻灯片30g7第5点为新增加的内容gaott, 2008-11-20六、电感相关说明O对电感的绝缘系统要求严格来讲，对电感的绝缘系统要求应与变压器完全相同， 也应根据实际温升选取正确的绝缘系统温度等级，并依此 选取符合相应温度等级绝缘系统要求的材料。O现行做法由于目前我们公司的电感供应商大多都比较小，基本没有 自己的绝缘系统，若按变压器一样严格要求则不太现实， 因此，目前我们内部对电感绝缘系统要求的折衷做法是：变压器/电感规格书绝缘等级勾选说明O第一步：按照与变压器完全相同的方法选取正确的绝缘系 统温度等级；O第二步：结合与该电感有关的整机安规需求进行判断：若是属于以下两种情况的任意一种，则仅要求电感各 项材料具UL认证，不要求必须符合绝缘系统；1）整机不申请UL认证（无论勾选哪个等级），或2）勾选为CLASS A （105C）（无论整机安规需求为何）若整机需申请UL认证，且勾选为CLASS B （130C） 或以上，则除要求电感各项材料具UL认证外，还要求其整 体必须符合绝缘系统，因此必须要求供应商提供相应温度 等级的“绝缘系统”认证证书。Q&耳