GB/T 11021-2014《电气绝缘 耐热性和表示方法》标准解读

／机械工业北京电工技术经济研究所 刘亚丽 郭振岩 陈昊／

GB/T 11021-2014《电气绝缘 耐热性和表示方法》标准解读

／机械工业北京电工技术经济研究所 刘亚丽 郭振岩 陈昊／

GB/T 11021-2014《电气绝缘 耐热性和表示方法》规定了电气绝缘材料（EIM）和电气绝缘系统（EIS）的耐热分级、评估及评估程序。为使本标准能够得到更好的普及和推广使用，本文对标准全文进行详细解读和阐述。

电气绝缘；耐热等级；表示方法

长期耐热性能（热老化性能）是电气绝缘材料（EIM）和其服役的电气绝缘系统（EIS）的重要性能之一。热老化性能是EIM或者EIS在受热的条件仍能保持优良的物理机械性能或电气性能的性质。在研究和应用上，一种EIM或者特定EIS的热老化性能应按照相关的标准进行评估，然后用统一规定的表示方法表示。在国际上，习惯用耐热分级表示EIM及所服役的电工产品的EIS的热老化性能。目前，对于耐热分级的表示方法，国际上通用IEC 60085:2007来执行，我国等同采用IEC 60085:2007而制定了GB/T 11021-2014，且于2014年10月28日开始实施。为使电工行业的绝缘材料、电机、变压器等产品领域的从事设计、研发、生产、检测职业的使用者能够更好地应用GB/T 11021-2014《电气绝缘 耐热性和表示方法》，本文对该标准全文进行详细解读和阐述。

GB/T 11021-2014主要包括范围、术语和定义、EIM和EIS关系及耐热性评估的综述、耐热等级等四部分。

一、适用范围

GB/T 11021-2014规定了EIM和EIS的耐热分级、评估及评估程序。适用于热因子为主要老化因子的EIM和EIS的耐热性分级和表示。该标准还提示使用者EIM的耐热等级不能直接作为其服役的EIS的耐热等级。

二、术语和定义

GB/T 11021-2014规定IEC 60505《电气绝缘系统的评定与鉴别》（最新版本对应GB/T 20112-2015）提出的以及该标准中规定的11条术语和定义适用于该标准。主要包括绝缘材料和绝缘系统相关的基础的和耐热性的术语和定义。

（一）绝缘材料相关的基础的和耐热性的术语

就绝缘材料相关的基础的和耐热性的术语，GB/T 11021-2014提出了EIM、待评EIM、基准EIM、EIM预估耐热指数（EIM ATE）、EIM相对耐热指数（EIM RTE）等四个术语和定义。EIM ATE为一个摄氏温度数值，在该温度下基准EIM在特定的使用条件下具有已知的、满意的运行经验。EIM RTE为一个摄氏温度数值，该温度为待评EIM达到终点的评估时间等于基准材料在等于预估耐热指数（ATE）的温度下达到终点的评估时间所对应的温度。

（二）绝缘系统相关的基础的和耐热性的术语

就绝缘系统相关的基础的和耐热性的术语，GB/T 11021-2014提出了EIS、待评EIS、基准EIS、EIS预估耐热指数（EIS ATE）、EIS相对耐热指数（EIS RTE）等四个术语和定义。EIS ATE以摄氏温度数值表示，从已知运行经验或已知对比功能性能评定获得的基准EIS。EIS RTE以摄氏温度数值表示，待评EIS和基准EIS在对比试验中经受相同的老化规程和诊断规程，待评EIS的相对耐热指数与基准EIS的已知RTE相对应。

除了上述的10个术语和定义外，还提出了耐热等级这个术语和定义，耐热等级是指EIM或EIS相对应的最高连续使用温度（摄氏温度）数值。本标准中对于绝缘材料或其服役的绝缘系统，规定其耐热性等级用预估耐热指数（ATE）或相对耐热指数（RTE）所对应的摄氏温度数值来表示。

三、EIM和EIS关系及耐热性评估的综述

（一）EIM和EIS关系

GB/T 11021-2014指出电工产品特定耐热等级并不表明用于该产品结构中的所有EIM均具有相同的耐热性。EIS的耐热等级与该系统中用到的EIM可能没有直接关系或者不能由其中的某一绝缘材料的耐热性导出，造成这种现象的原因有：一方面是EIS可能使用了某些保护材料，可能会提高某些耐热性比较差的材料的耐热性；另一方面是由于EIM间存在不相容的问题，也会降低其所组成系统的耐热性。

（二）EIS的最高使用温度

GB/T 11021-2014中耐热等级为由各产品技术委员会（如电机、变压器等）根据EIS的正常运行条件推荐的最高使用温度的数值。另外，产品技术委员会应确定最高温度下的运行条件下，电气设备的最高温度可能与EIS的耐热等级不一致。造成这种现象的原因是：相比正常情况下更短或更长的寿命是假设的，或者存在设备的异常情况。

（三）影响EIS运行能力的其他因素

为了标准的使用者能够更好地理解标准实施对象（EIS）的特性，GB/T 11021-2014还提出了除影响EIS运行能力的热因子之外的其他因素，如电气应力、机械应力、振动、有害气体及化学物质、潮湿、污染物、射线等。在设计特定的电气设备时应考虑这些因素，有关这方面因素影响的评定见IEC 60505《电气绝缘系统的评定与鉴别》（最新版本对应GB/T 20112-2015）。

（四）EIM耐热性评估

GB/T 11021-2014指出EIM和其简单组合的耐热性应根据IEC 60216-1《电气绝缘材料 耐热性 第1部分：老化程序和试验结果的评定》（最新版本对应GB/T 11026.1-2003）的规则和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）》（最新版本对应GB/T 11026.7-2014）及参考预期运行条件来评估。

（五）EIS耐热性评估

运行经验已证实，电气设备（电机、变压器等）根据EIS的耐热等级为基准设计和制造，在正常运行条件下能够获得满意的经济寿命。GB/T 11021-2014指出评估EIS的耐热性可根据IEC 60505《电气绝缘系统的评定与鉴别》（最新版本对应GB/T 20112-2015）进行；评估低压电气设备中的EIS的耐热性的特殊试验程序可根据IEC 61857《电气绝缘系统 热评定规程》（对应GB/T 20111系列）和IEC 61858《电气绝缘系统 对已确定等级的电气绝缘系统组分调整的特评定》（对应GB/T 20139系列）系列标准进行。

四、耐热等级

通常情况下，在电气设备中温度作为主要老化因子作用于EIS的EIM，国际上都认同可靠的基础性耐热分级是有用的。GB/ T 11021-2014指出明确了EIS的耐热等级，也意味着推荐的最高连续使用摄氏温度是组成EIS的EIM能适应的。GB/T 11021-2014规定了适用于EIM和EIS的耐热性分级的表示方法如下表。

表 耐热性分级

在使用上表的过程中，为了便于表示，字母可以写在括弧中，例如180级（H）。如因空间关系，比如在铭牌上，产品技术委员会可能仅选用字母表示；耐热等级超过250的可按25间隔递增的方式表示。

本文对GB/T 11021-2014《电气绝缘 耐热性和表示方法》标准，从内容上进行了详细解读，因就耐热性分级的表示方法，该标准较上一版本（GB/T 11021-2007）有了较大改动（如删除了70级的表示法、增加了200（N）和220（R）的符号表示法），希望通过本文所述，能够便于使用者了解和普及使用该标准。