金属材料、接触连接和绝缘材料的允许温度说明

电器设备在工作中都会发热。电器发热造成的主要问题在于，零部件的温度过高可能使材料的物理、化学性能起变化，力学性能和电气性能下降，最后导致电器的工作故障，甚至造成严重事故。

为了保证电器在工作年限内可靠工作，必须限制各种材料的发热温度，使其不超过一定数值，这个温度就是极限允许温度。极限允许温度与工作环境温度之差为极限允许温升。周围环境的温度高低直接影响到电器的散热情况。我国标准规定周围空气的温度范围为-40～40℃。

制定电器各部分的极限允许温度（极限允许温升）的依据是：保证电器的绝缘不致因温度过高而损坏，或使工作寿命过分降低；导体和结构部分不致因温度过高而降低力学性能。不同的材料及工作部位允许的工作温度是不同的。下面分别介绍金属材料、接触连接部位及绝缘材料的允许温度。

金属材料的允许温度决定于材料的机械强度是否变化。温度过高，材料软化，机械强度明显下降。例如铜在不同温度下的抗拉强度如图4-149所示，在长期工作时，当温度大于100℃以上时，机械强度明显下降；在短时发热情况下，在300℃左右机械强度明显下降。铜在长期工作和短时工作时的允许温度就是这样决定的。

图4-149 铜的抗拉强度与温度的关系

1—长期工作 2—短时工作

接触连接的允许温度主要决定于接触电阻的稳定性。接触连接处温度如过高，接触表面会强烈氧化，接触电阻会大大增加。接触电阻的增加会造成附近零件温度过高，甚至可能发生熔焊。为了保持接触电阻的稳定性，电接触部位的允许温度规定得较低。

有机绝缘材料的温度过高，会使材料逐步变脆老化，材料的绝缘性能也随之下降。例如A级绝缘，在一定温度范围内，每增加8～10K，材料的使用寿命缩短一半。有机绝缘材料的允许温度主要由这一因素决定。我国国家标准GB 11021将电气绝缘材料的耐热性划分为若干等级。耐热等级表示该产品在额定负载和规定的其它条件下达到预定使用期时所能承受的最高温度。各耐热等级及其对应的温度见表4-17。

表4-17 电气绝缘材料的耐热分级(www.xing528.com)

断路器短时通过短路电流时，允许温度可以比长期工作的允许温度高些，具体规定如下：

1）与Y、A、E、B级有机绝缘材料或油接触的金属（铝除外），载流部分的最高允许温度为250℃。

2）不与Y、A、E、B级有机绝缘材料或油接触的铜及铜合金的载流部分的最高允许温度为300℃。

3）铝质载流部分的最高允许温度为200℃。

4）固定接触的部分不超过其它载流导体的发热。

5）电器主触头的温度在200℃以内，对弧触头的要求是不熔焊。

电器的发热与温升取决于产热和散热之间的平衡，下面分别对热的产生和传热方式进行介绍。