（免费下载）GB/T 20139.1-2016 电气绝缘系统 已确定等级的电气绝缘系统(EIS)组分调整的热评定 第1部分：散绕绕组EIS
1 范围
1 范围
GB/T 20139的本部分规定了已确定等级的电气绝缘系统(EIS)组分调整后耐热性评定所需的试验规程。
本部分适用于使用散绕绕组电气装置的EIS。
本部分的试验规程是对比待评绝缘系统与基准绝缘系统的性能。根据IEC 60505基准绝缘系统应具有已证明的运行经验，或根据IEC 61857系列标准中的一个试验规程对其已经进行过评定。
2 规范性引用文件
2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T 11021-2014 电气绝缘 耐热性和表示方法(IEC 60085:2007,IDT)
GB/T 20111.1-2015 电气绝缘系统 热评定规程 第1部分：通用要求 低压(IEC 61857-1:2008,IDT)
IEC 60172 测定浸渍剂对漆包线基材粘结强度的试验方法(Test procedure for the determination of the temperature index of enamelled winding wires)
IEC 60216-5 电气绝缘材料 耐热性 第5部分：确定绝缘材料的相对耐热指数(RTE)[Electrical insulating materials—Thermal endurance properties—Part 5:Determination of relative thermal endurance index (RTE) of an insulating material]
IEC 60317-1 特种绕组线规范 第1部分：105级聚乙烯醇缩醛漆包圆铜线(Specifications for particular types of winding wires—Part 1:Polyvinyl acetal enamelled round copper wire,class 105)
IEC 60317-2 特种绕组线规范 第2部分：130级自粘性直焊聚氨酯漆包圆铜线(Specifications for particular types of winding wires—Part 2:Solderable polyurethane enamelled round copper wire,class 130,with a bonding layer)
IEC 60317-3 特种绕组线规范 第3部分：155级聚酯漆包铜圆线(Specifications for particular types of winding wires—Part 3:Polyester enamelled round copper wire,class 155)
IEC 60317-4 特种绕组线规范 第4部分：130级直焊聚氨酯漆包铜圆线(Specifications for particular types of winding wires—Part 4:Solderable polyurethane enamelled round copper wire,class 130)
IEC 60317-8 特种绕组线规范 第8部分：180级聚酯亚胺漆包铜圆线(Specifications for particular types of winding wires—Part 8:Polyesterimide enamelled round copper wire,class 180)
IEC 60317-12 特种绕组线规范 第6部分：120级缩醛漆包铜圆线(Specifications for particular types of winding wires—Part 12:Polyvinyl acetal enamelled round copper wire,class 120)
IEC 60317-13 特种绕组线规范 第13部分：200级聚酰胺酰亚胺复合聚酯或聚酯亚胺漆包铜圆线(Specifications for particular types of winding wires—Part 13:Polyester or polyesterimide overcoated with polyamide-imide enamelled round copper wire,class 200)
IEC 60317-19 特种绕组线规范 第19部分：130级聚酰胺复合直焊聚氨酯漆包铜圆线（撤回）[Specifications for particular types of winding wires—Part 19:Solderable polyurethane enamelled round copper wire overcoated with polyamide,class 130(withdrawn)]
IEC 60317-20 特种绕组线规范 第20部分：155级直焊聚氨酯漆包铜圆线(Specifications for particular types of winding wires—Part 20:Solderable polyurethane enamelled round copper wire,class 155)
IEC 60317-21 特种绕组线规范 第21部分：155级聚酰胺复合直焊聚氨酯漆包铜圆线(Specifications for particular types of winding wires—Part 21:Solderable polyurethane enamelled round copper wire overcoated with polyamide,class 155)
IEC 60317-22 特种绕组线规范 第22部分：180级聚酰胺复合聚酯或聚酯亚胺漆包铜圆线(Specifications for particular types of winding wires—Part 22:Polyester or polyesterimide enamelled round copper wire overcoated with polyamide,class 180)
IEC 60317-23 特种绕组线规范 第23部分：180级直焊聚酯亚胺漆包铜圆线(Specifications for particular types of winding wires—Part 23:Solderable polyesterimide enamelled round copper wire,class 180)
IEC 60317-25 特种绕组线规范 第25部分：200级聚酰胺复合聚酯或聚酯亚胺漆包铝线(Specifications for particular types of winding wires—Part 25:Polyester or polyesterimide overcoated with polyamide-imide enamelled round aluminium wire,class 200)
IEC 60317-26 特种绕组线规范 第26部分：200级聚酰胺酰亚胺漆包铜圆线(Specifications for particular types of winding wires—Part 26:Polyamide-imide enamelled round copper wire,class 200)
IEC 60317-34 特种绕组线规范 第34部分：130级别聚酯漆包圆铜线（撤回）Specifications for particular types of winding wires—Part 34:Polyester enamelled round copper wire,class 130 L(withdrawn)
IEC 60317-35 特种绕组线规范 第35部分：155级自粘性直焊聚氨酯漆包铜圆线(Specifications for particular types of winding wires—Part 35:Solderable polyurethane enamelled round copper wire,class 155,with a bonding layer)
IEC 60317-36 特种绕组线规范 第36部分：180级自粘性直焊聚酯亚胺漆包铜圆线(Specifications for particular types of winding wires—Part 36:Solderable polyesterimide enamelled round copper wire,class 180,with a bonding layer)
IEC 60317-37 特种绕组线规范 第37部分：180级自粘性聚酯亚胺漆包铜圆线(Specifications for particular types of winding wires—Part 37:Polyesterimide enamelled round copper wire,class 180,with a bonding layer)
IEC 60317-38 特种绕组线规范 第38部分：200级自粘性聚酰胺酰亚胺复合聚酯或聚酯亚胺漆包铜圆线(Specifications for particular types of winding wires—Part 38:Polyester or polyesterimide overcoated with polyamide-imide enamelled round copper wire,class 200,with a bonding layer)
IEC 60317-42 特种绕组线规范 第42部分：200级聚酯-酰胺-亚胺漆包铜圆线(Specifications for particular types of winding wires—Part 42:Polyester-amideimide enamelled round copper wire,class 200)
IEC 60317-43 特种绕组线规范 第43部分：240级芳香聚芳酰胺绕包铜圆线(Specifications for particular types of winding wires—Part 43:Aromatic polyimide tape wrapped round copper wire,class 240)
IEC 60317-46 特种绕组线规范 第46部分：240级芳香聚芳酰胺漆包铜圆线(Specifications for particular types of winding wires—Part 46:Aromatic polyimide enamelled round copper wires,class 240)
IEC 60317-48 特种绕组线规范 第48部分：155级浸漆玻璃丝包铜圆线和玻璃丝包漆包铜圆线(Specifications for particular types of winding wires—Part 48:Glass-fibre wound resin or varnish impregnated,bare or enamelled round copper wire,temperature index 155)
IEC 60317-50 特种绕组线规范 第50部分：200级浸漆玻璃丝包铜圆线和玻璃丝包漆包铜圆线(Specifications for particular types of winding wires—Part 50:Glass-fibre wound silicone resin or varnish impregnated,bare or enamelled round copper wire,temperature index 200)
IEC 60317-51 特种绕组线规范 第51部分：180级直焊聚氨酯漆包铜圆线(Specifications for particular types of winding wires—Part 51:Solderable polyurethane enamelled round copper wire,class 180)
IEC 60317-53 特种绕组线规范 第53部分：220级芳香聚酰胺（芳纶）薄膜绕包铜扁线[Specifications for particular types of winding wires—Part 53:Aromatic polyamide (aramid) tape wrapped rectangular copper wire,temperature index 220]
IEC 60317-54 特种绕组线规范 第54部分：155级聚酯漆包圆铜线（撤回）[Specifications for particular types of winding wires—Part 54:Polyester enamelled round copper wire,class 155 L(withdrawn)]
IEC 60317-55 特种绕组线规范 第55部分：180级聚酰胺复合聚氨酯漆包圆铜线(Specifications for particular types of winding wires—Part 55:Solderable polyurethane enamelled round copper wire overcoated with polyamide,class 180)
IEC 60317-57 特种绕组线规范 第57部分：220级聚酰胺酰亚胺漆包圆铜线(Specifications for particular types of winding wires—Part 57:Polyamide-imide enamelled round copper wire,class 220)
IEC 60505 电气绝缘系统的评估与鉴别(Evaluation and qualification of electrical insulation systems)
IEC 61033 测定浸渍剂对漆包线基材粘结强度的试验方法(Test methods for the determination of bond strength of impregnating agents to an enamelled wire substrate)
IEC 61857（所有部分） 电气绝缘系统 热评定规程(Electrical insulation systems-Procedures for thermal evaluation)
IEC 61857-21 电气绝缘系统 热评定规程 第21部分：通用模型的特殊要求 散绕绕组应用(Electrical insulation systems—Procedures for thermal evaluation—Part 21:Specific requirements for general purpose models—Wire-wound applications)
IEC 62317-2 铁氧体磁芯-尺寸 第2部分：通信、电源和过滤器设施中应用的罐形磁心(Ferrite cores—Dimensions—Part 2:Pot-cores for use in telecommunications,power supply,and filter applications)
3 术语与定义
3.1 漆包绕组线 enamelled winding wire
根据IEC 60317系列标准制造的绝缘导线。
3.2 绕包绝缘绕组线 wrapped insulated winding wire
根据IEC 60317系列标准制造的圆形或其他形状绝缘导线。绝缘是含有或不含胶黏剂的带状薄膜或纸并缠绕在导体上。
3.3 散绕线圈 random wire-wound coils
在电气设备中，由漆包绕组线制造的线圈且不考虑线匝位置。
3.4 精确绕线线圈 precision wire-wound coils
在电气设备中，由漆包绕组线制造的线圈且每匝以特定且连续的方式定位。
3.5 成型绕组线圈 form wound coil
在电气设备中，由矩形导线制作的线圈。
注：通常采用漆包线、纤维绕包线、纤维绕包漆包线制作的线圈。线圈绕包多层绝缘带后，采用VPI（真空压力浸渍树脂）处理工艺或模压成型工艺制作。
3.6 散绕绕组电气绝缘系统 wire-wound winding electrical insulation system
待评EIS使用的线圈可以是散绕或精确绕组，非成型绕组线圈。
3.7 散绕绕组电气装置 wire-wound winding electrotechnical device
设计使用散绕EIS的电气装置。
3.8 电气绝缘系统 electrical insulation system;EIS
用于电气设备的与导电部分结合在一起的含有一种或多种电气绝缘材料(EIM)的绝缘组合。
3.9 电气绝缘材料 electrical insulating material;EIM
具有可忽略不计的低电导率的材料，用于隔离电工设备中不同电位的导电部件。
3.10 待评EIS candidate EIS
正在评定中的为确定其耐热能力的EIS。
3.11 基准EIS reference EIS
以已知运行经验的记录或已公认对比功能性评定为基础进行评定并确定了的EIS。
3.12 EIS预估耐热指数 EIS assessed thermal endurance index;EIS ATE
从已知运行经验或已公认对比功能性评定中得到的基准EIS摄氏温度数值。
3.13 EIS相对耐热指数 EIS relative thermal endurance index;EIS RTE
当基准EIS和待评EIS在对比试验中经受相同的老化规程和诊断规程时，EIS RTE为相对于已知基准EIS ATE的待评EIS摄氏温度数值。
4 总则
4 总则
本部分提供了几种相对廉价和快速的方法，通过这些方法，用户可使用下述评定规程对已确定等级的绝缘系统进行组分调整：
● A=规程A：不需试验；
● B=规程B：相容性试验（第10章）；
● C=规程C：单点热老化试验（第11章）；
● D=规程D：完整热老化试验（第12章）。
主要评定点如下所述：
a) 如果绝缘系统中某一种绝缘材料的厚度发生改变，应考虑其对热寿命的影响；
b) 替代绝缘材料在热应力下的相容性；
c) 与已确定等级的绝缘系统密切接触的其他部件在热应力下的相容性。
根据IEC 60216-5，不同温度指数(ATE/RTE)的绝缘材料可以形成具有一个耐热等级的EIS。根据IEC 60505，其耐热等级可能高于或者低于任一单一组分的耐热等级。
在一种特定的电气装置中，可能有不止一个绝缘系统，这些系统可以有不同的耐热等级。
图1是为指导用户选择合适的评定条款而绘制的流程图。
5 相或对地绝缘的替代
5.1 属性相同
关于热耐久性，“属性相同”指原始材料和替代材料的化学和物理特性，替代材料与原始材料要具有相等的机械和电气性能。
以红外光谱、热重分析、差热分析(DTA)和/或原子吸收分析的分析方法为基础，通过数据的分析可确定基本化学组分和物理特性。通常特定试验由有关各方协商确定。
如果EIM的属性相同且厚度相同或者增加，则可以替代且不需要补充试验。
如果属性相同的EIM在减薄厚度情况下达到第10章的准则，则允许替代。
属性相同时相或对地绝缘的替代流程如图2所示。
5.2 所选组件和助剂的替代或增加
如果有关各方同意，EIM中所选助剂的替代或者增加，可以进行简化试验或者无需补充试验。
已在一种确定的绝缘系统中评定过的EIM，用于与另一种绝缘材料或其他组分的组合之中时，可根据第9章相容性试验的结果决定其是否采用。替代EIM的厚度应不比已确定等级的EIS中相应的EIM薄。
如果没有达到上述条件，应根据第12章进行完整热老化试验。
如果EIM的属性相同且厚度相同或者增加，则可以替代且不需要补充试验。
已确定等级的EIS(基准EIS)和减薄EIM厚度的EIS(待评EIS)的典型样品应根据第11章进行评定。
6 绕组线的替代
6.1 非自粘性绕组线
若能满足以下条件中的一项或多项时，对已确定等级的绝缘系统中绕组线的替代评定不需要做试验：
a) 与已确定等级的绝缘系统的绕组线的化学成分一致（根据附录A），又符合IEC 60317的规定，仅尺寸与形状不同；
b) 与已确定等级的绝缘系统的绕组线的化学成分一致（根据附录A），又符合IEC 60317的规定，且耐热等级相同或更高；
c) 绕组线的导体已经用一种绝缘材料进行绝缘，而这种绝缘材料作为已确定等级的绝缘系统（根据IEC 61857-21）中的一部分。
这种绝缘材料的厚度应当控制在其单位厚度的电压值不大于老化评定时所承受的电应力。
注1：对备用绝缘材料的替代见第8章。
注2：附录B列出了各种绕组线圈试样。
非自粘性绕组线的替代流程如图3所示。
6.2 自粘性绕组线
当满足下述a)或b)时，一种自粘性电磁线可以代替另一种自粘性电磁线：
a) 电磁线绝缘涂层相同且根据IEC 60317具有相同或者更高的等级，且自粘性涂层的化学性质也相同，使用规程A；
b) 电磁线绝缘涂层相同且根据IEC 60317具有相同或者更高的等级，且自粘性涂层的化学性质不相同，使用规程B。
自粘性绕组线替代的流程如图4所示。
6.3 导体材料的替代
以铜为导体的已确定等级的绝缘系统，可以使用铜或者铝导体。
以铝为导体的已确定等级的绝缘系统，若替代绕组线的热性能等于或者高于原绕组线的热性能，可以使用铜或者铝导体。导体材料的替代流程如图5所示。
7 浸渍树脂/漆的替代
7.1 耐热等级的评定
使用表1中的试验方法，通过对比制造商的热老化数据，确定待评树脂/漆及已确定等级的EIS中基准树脂/漆的耐热等级，两种试验都应进行。
8 其他EIM的替代
8.1 相同材料
具有相同化学成分的EIM之间的替代，可不经附加试验而被采用。
8.2 预评定
已在一种确定的绝缘系统中被评定过的EIM，用于与另一种EIM或其他组分的组合之中时，可按第10章相容性试验的结果决定其是否可采用。替代EIM的厚度应不比已确定等级的EIS中相应的EIM薄。
8.3 其他
其他绝缘材料的替代或增加，应按GB/T 20111.1-2015进行完整的热评定。由有关各方协商确定，助剂的替代或增加对EIM的热性能没有影响，则无需其他试验允许替者增加。
9 添加物的评定
9.1 一种浸渍树脂/浸渍漆的添加
一种浸渍树脂/漆如果满足下列条件，则可以添加到一种未浸渍的已评定过的EIS中：
a) 该浸渍树脂/漆应与已定绝缘系统中的绕组线一起根据IEC 60172进行评定试验，且得到的耐热等级不应低于未浸渍绕组线耐热等级的一个以上；
b) 待评浸渍树脂/漆应满足9.2的准则。
9.2 其他组分的添加
根据第10章相容性试验的合格结果，确定其他组分是否可以与已确定等级的绝缘系统配合使用。
注：这些材料主要用于机械、热转换器、装饰件或其他承受非电应力的部位。
树脂/漆和其他组分的添加的流程如图7所示。
10 组合材料间的化学相容性
10.1 概述
本试验规程用于评定使用于EIS中组合材料之间的化学相容性。特定组合材料密封在玻璃管中，应经受特定的热老化周期及介电试验。然后将待评管试验结果与基准管的试验结果对比，以鉴定待评EIS的可接受性。
11 单点热老化试验（规程C）
11.1 试品
已确定等级的EIS（基准EIS）与待评EIS的典型试品应根据IEC 61857-21进行组装与试验，但下述情况例外：
a) 基准EIS与待评EIS应在相同温度下同时试验；
b) 应从已确定等级的EIS的完整热老化规程中选择老化温度点，以使预期寿命在1000h～2000h之间；
c) 当具有多种EIM的已确定等级的EIS中的一种EIM失效时，基准试品应由全部余下的材料组成。
11.2 确定EIS的相对耐热指数(EIS RTE)
应通过基准EIS的初始回归线斜率与待评绝EIS的时间-温度数值点的对比，来确定待评EIS RTE（参见GB/T 20111.1-2015图1）。通过使用已确定的相关寿命进行对比：
相关寿命
待评EIS EIS RTE
式中：
M——基准EIS回归方程的斜率；
TR——基准EIS的EIS ATE，单位为摄氏度(℃)；
TA——老化温度，单位为摄氏度(℃)；
Tc——待评系统的EIS RTE，单位为摄氏度(℃)；
tR——基准EIS的寿命，单位为小时(h)；
tc——待评EIS的寿命，单位为小时(h)；
tX——相关寿命，单位为小时(h)。
注：本规程在很大程度上是近似的，假设基准和待评EIS的热老化曲线具有相同的斜率。
11.3 结果分析
如果根据11.2得到的EIS RTE在基准EIS的EIS ATE±5K范围内，待评EIS应具有与基准EIS相同的耐热等级。如果待评EIS的EIS RTE在基准EIS的EIS ATE±5K范围外，则无法确定待评EIS的耐热等级。根据GB/T 20111.1-2015对待评EIS进行附加温度点的老化，以确定其耐热等级。
12 完整热老化试验（规程D）
12 完整热老化试验（规程D）
根据IEC 61857系列标准进行完整热老化试验。
附录A 绕组线类别
附录A
（规范性附录）
绕组线类别
表A.1给出了根据IEC 60317系列标准确定的常规漆包绕组线的若干类型。绕组线可以替代的原则如下：
a) 若化学成分相同，且耐热等级等于或高于已确定等级的EIS中的电磁线，则无须附加试验就可以替代；
b) 若化学成分相同，但耐热等级低于已确定等级的EIS中的电磁线，则不可替代；
c) 根据b)或者c)不允许替代的电磁线，应根据GB/T 20111.1-2015进行试验。
附录B 线圈试样
B.1 成型绕组线圈
图B.1～图B.4为成型绕组线圈试样。
B.2 精确绕组线圈
图B.5～图B.6为精确绕组线圈试样。
B.3 散绕绕组线圈
图B.7～图B.8为散绕绕组线圈试样。
附录NA 与本部分中规范性引用的国际文件有一致对应关系的我国文件
附录NA
（资料性附录）
与本部分中规范性引用的国际文件有一致对应关系的我国文件
与本部分中规范性引用的国际文件有一致性对应关系的我国文件如下：
——GB/T 6109.2-2008 漆包圆绕组线 第2部分：155级聚酯漆包铜圆线(IEC 60317-3:2004,IDT)
——GB/T 6109.3-2008 漆包圆绕组线 第3部分：120级缩醛漆包铜圆线(IEC 60317-12:1990,IDT)
——GB/T 6109.4-2008 漆包圆绕组线 第4部分：130级直焊聚氨酯漆包铜圆线(IEC 60317-4:2000,IDT)
——GB/T 6109.5-2008 漆包圆绕组线 第5部分：180级聚酯亚胺漆包铜圆线(IEC 60317-8:1997,IDT)
——GB/T 6109.7-2008 漆包圆绕组线 第7部分：130L级聚酯漆包铜圆线(IEC 60317-34:1997,IDT)
——GB/T 6109.9-2008 漆包圆绕组线 第9部分：130级聚酰胺复合直焊聚氨酯漆包铜圆线(IEC 60317-19:2000,IDT)
——GB/T 6109.10-2008 漆包圆绕组线 第10部分：155级直焊聚氨酯漆包铜圆线(IEC 60317-20:2000,IDT)
——GB/T 6109.11-2008 漆包圆绕组线 第11部分：155级聚酰胺复合直焊聚氨酯漆包铜圆线(IEC 60317-21:2000,IDT)
——GB/T 6109.12-2008 漆包圆绕组线 第12部分：180级聚酰胺复合聚酯或聚酯亚胺漆包铜圆线(IEC 60317-22:2004,IDT)
——GB/T 6109.13-2008 漆包圆绕组线 第13部分：180级直焊聚酯亚胺漆包铜圆线(IEC 60317-23:2000,IDT)
——GB/T 6109.14-2008 漆包圆绕组线 第14部分：200级聚酰胺酰亚胺漆包铜圆线(IEC 60317-26:1990,IDT)
——GB/T 6109.15-2008 漆包圆绕组线 第15部分：130级自粘性直焊聚氨酯漆包铜圆线(IEC 60317-2:2000,IDT)
——GB/T 6109.16-2008 漆包圆绕组线 第16部分：155级自粘性直焊聚氨酯漆包铜圆线(IEC 60317-35:2000,IDT)
——GB/T 6109.17-2008 漆包圆绕组线 第17部分：180级自粘性直焊聚酯亚胺漆包铜圆线(IEC 60317-36:2000,IDT)
——GB/T 6109.18-2008 漆包圆绕组线 第18部分：180级自粘性聚酯亚胺漆包铜圆线(IEC 60317-37:2000,IDT)
——GB/T 6109.19-2008 漆包圆绕组线 第19部分：200级自粘性聚酰胺酰亚胺复合聚酯或聚酯亚胺漆包铜圆线(IEC 60317-38:2000,IDT)
——GB/T 6109.20-2008 漆包圆绕组线 第20部分：200级聚酰胺酰亚胺复合聚酯或聚酯亚胺漆包铜圆线(IEC 60317-13:1997,IDT)
——GB/T 6109.21-2008 漆包圆绕组线 第21部分：200级聚酯-酰胺-亚胺漆包铜圆线(IEC 60317-42:1997,IDT)
——GB/T 6109.22-2008 漆包圆绕组线 第22部分：240级芳族聚酰亚胺漆包铜圆线(IEC 60317-46:1997,IDT)
——GB/T 6109.23-2008 漆包圆绕组线 第23部分：180级直焊聚氨酯漆包铜圆线(IEC 60317-51:2001,IDT)
——GB/T 11026.7-2014 电气绝缘材料 耐热性 第7部分：确定绝缘材料的相对耐热指数(RTE)(IEC 60216-5:2008,IDT)
——GB/T 20111（所有部分） 电气绝缘系统 热评定规程(IEC 61857,IDT)
——GB/T 20111.2-2016 电气绝缘系统 热评定规程 第2部分：通用模型的特殊要求 散绕绕组应用(IEC 61857-21:2009,IDT)
——GB/T 20112-2015 电气绝缘系统的评定与鉴别(IEC 60505:2011,IDT)
参考文献
参考文献
[1] IEC 60034-18-21 Rotating electrical machines—Part 18-21:Functional evaluation of insulation systems—Test procedures for wire-wound windings—Thermal evaluation and classification
[2] IEC 60317-15 Specifications for particular types of winding wires—Part 15:Polyesterimide enamelled round aluminium wire,class 180
