Класи ізоляції по нагрівостійкості

Нагрівостійкість — одна з найважливіших якостей електроізоляційних матеріалів, оскільки вона визначає допустиме навантаження електричних машин та апаратів. При підвищенні температури багато хто з цих матеріалів починають обвуглюватися і стають провідниками. Всі матеріали від тривалої дії підвищених температур задовго до обвуглювання набувають крихкості, легко руйнуються і втрачають свої ізолюючі властивості. Цей процес називається тепловим старінням. Здатність електроізоляційних матеріалів витримати без шкоди їм вплив підвищеної температури, і навіть різкі зміни температури називається нагрівостійкістю.
Нагрівостійкість ізоляції є основною вимогою, що визначає надійність роботи та термін служби електричної машини, який нормально становить 15-20 років. Електроізоляційні матеріали з нагрівальностійкості ділять на сім класів:

Нижче наведено матеріали, що належать до кожного з цих класів:

клас Y — текстильні та паперові матеріали, виготовлені з бавовни, натурального шовку, целюлози та поліамідів (стрічки, папір, картон, фібра), деревина та пластмаси з органічними наповнювачами;

клас А — матеріали класу Y, просочені ізоляційним складом або занурені в рідкі діелектрики (натуральні смоли, масляні, асфальтові, ефірцелюлозні лаки, трансформаторне масло, термопластичні компаунди); лакоткані, ізоляційні стрічки, лакопапери, електрокартон, гетинакс, текстоліт, просочене дерево, дерев’яні шаруваті пластики, деякі синтетичні плівки, ізоляція проводів (ПБД, ПЕВЛО, ПЕЛШО та ін.) з бавовняної тканини, шовку, шовку ПЕЛР та ПЕВД та ін.);

клас Е — синтетичні плівки та волокна, деякі лакоткані на основі синтетичних лаків, термореактивні синтетичні смоли та компаунди (епоксидні, поліефірні, поліуретанові, ізоляція дротів типів ПЛД, ПЕПЛО ​​з лавсану, емалева ізоляція дротів типів ПЕВТ і др.). поліамідних смол);

клас В — матеріали на основі слюди (міканіти, мікаленти, слюдініти, слюдопласти), скловолокна (склотканини, склолакоткані), азбестових волокон (пряжа, папір, тканини) з паперовою, тканинною або органічною підкладкою; плівкосклопласт «Ізофлекс»; пластмаси з неорганічним наповнювачем; шаруваті пластики на основі скловолокнистих та азбестових матеріалів; термореактивні синтетичні компаунди; емалева ізоляція проводів типів ПЕТВ, ПЕТВП та ін. на основі поліефірних лаків та термопластичних смол. Просочують служать бітумно-масляно-смоляні лаки на основі природних і синтетичних смол;

клас F — матеріали, зазначені в класі В, із слюди, скловолокна, азбесту, але без підкладки або з неорганічною підкладкою; плівкосклопласт «Імідофлекс», скловолокниста та азбестова ізоляція проводів типів ПСД, ПСДТ, а також емалева ізоляція проводів типів ПЕТ-155, ПЕТП-155 на основі капрону. Просочують складами служать термостійкі синтетичні лаки і смоли;

клас Н — вказані в класі В матеріали зі слюди, скловолокна та азбесту без підкладки або з неорганічною підкладкою, кремнійорганічні еластомери, скловолокниста та азбестова ізоляція дротів типів ПСДК, ПСДКТ, емалева ізоляція дротів типів ПЕТ-200, ПЕТП-20 кремнійорганічних лаків; просочують складами служать кремнійорганічні лаки і смоли;

клас С — слюда, скло, скловолокнисті матеріали, електротехнічна кераміка, кварц, шифер, азбестоцемент, матеріали зі слюди без підкладки або зі скловолокнистою підкладкою, поліімідні та поліфторетиленові плівки. Сполучним складом служать кремнійорганічні та елементоорганічні лаки та смоли.

Електричні машини з ізоляцією класу А практично не виготовляються, а класу Е знаходять обмежене застосування в машинах малої потужності. Застосовують в основному ізоляцію класів В і F, а в спеціальних машинах, що працюють у важких умовах (металургія, гірське обладнання, транспорт), — класу Н. В результаті використання більш нагрівальних матеріалів, поліпшення властивостей електротехнічних сталей і поліпшення конструкцій за останні 60-70 років вдалося зменшити масу електричних машин у 2,5-3 рази.
Найбільшу нагрівальностійкість мають скловолокнисті та слюдяні матеріали, що містять кремнійорганічні сполучні та просочуючі склади, емалева ізоляція проводів на основі кремнійорганічних лаків та синтетичні плівки «Ізофлекс», «Імідофлекс» та ін.
Наведені граничні температури нагріву для окремих класів ізоляції не можуть бути повністю використані в практиці, так як в умовах експлуатації електричних машин і апаратів неможливо встановити точний контроль за температурою ізоляції найбільш нагрітих деталей. Тому існуючі стандарти на електричні машини встановлюють нижчі межі температур окремих деталей машин, що допускаються, залежно від конструкції цих деталей і розташування їх в машині. Нормують не самі температури, а максимально припустимі перевищення температур t-max, тому що від навантаження машини залежить тільки перевищення температури.
У таблиці 1 наведено як приклад гранично допустимі перевищення температури t-max для окремих частин електричних машин загального застосування (О) і тягових (Т) при тривалому режимі роботи при вимірюванні температури обмоток методом опору (тобто вимірювання опору відповідної обмотки в результаті нагрівання), а температури колектора та контактних кілець за допомогою термометрів.

Таблиця 1.

Частини машин	А	Е	В	F	H
Обмотки якоря машин постійного струму та обмотки синхронних машин змінного струму	60 / 85	75 / 105	80 / 120	100 / 140	125 / 160
Багатошарові обмотки збудження машин постійного та змінного струму, компенсаційні обмотки	60 / 85	75 / 105	80 / 120	100 / 155	125 / 180
Однорядні обмотки збудження з неізольованими поверхнями	65 / 85	80 / 115	90 / 130	110 / 155	135 / 180
Колектори та контактні кільця	60 / 95	70 / 95	80 / 95	90 / 95	100 / 105

Примітка — у чисельнику для машин —О, у знаменнику для машин — Т

Ці дані відповідають температурі навколишнього середовища +40 С для машин Про і +25 С для машин Т.
Якщо температура навколишнього середовища більша або менша за +40 або +25 °С, то стандарт дозволяє певні зміни допустимих перевищень температур. Працюючи машини в гірських місцевостях, де через зниження атмосферного тиску погіршується тепловіддача, стандарт передбачає деяке зменшення допустимих перевищень температури.