Die maximale Erwärmungstemperatur von Bauteilen, die in elektrischen Betriebsmitteln mit erhöhter Sicherheit mit brennbaren Gas-Luft-Gemischen in Berührung kommen können, ist ein kritischer Faktor bei der Bestimmung der Explosionssicherheit von elektrischen Geräten. Stromführende Bauteile, insbesondere Leistungskomponenten wie Wicklungen und Heizelemente, wirken als Wärmequellen in elektrischen Geräten.
Die maximale Erwärmungstemperatur sollte die Grenztemperatur von elektrischen Geräten mit erhöhter Sicherheit nicht überschreiten. Der Begriff "Grenztemperatur" bezieht sich auf die höchstzulässige Temperatur explosionsgeschützter elektrischer Betriebsmittel, d. h. die niedrigere der beiden Temperaturen, die durch die Temperaturklasse des Betriebsmittels bestimmt wird, und die Temperatur, bei der die verwendeten Werkstoffe thermische Stabilität erreichen. Diese Grenztemperatur ist der "Schwellenwert" für die Gewährleistung der explosionssicheren Sicherheit von elektrischen Produkten mit erhöhter Sicherheit. Wenn die maximale Erwärmungstemperatur die Grenztemperatur überschreitet, könnte sie das entsprechende explosive Gas-Luft-Gemisch entzünden oder die mechanischen und elektrischen Eigenschaften der verwendeten Materialien beschädigen. Bei isolierten Wicklungen zum Beispiel kann eine anhaltende Temperatur oberhalb der Stabilitätstemperatur die Lebensdauer pro 8-10 °C Anstieg halbieren.
Bei isolierten Wicklungen darf deren maximale Erwärmungstemperatur die in der Tabelle angegebene Norm nicht überschreiten.
Grenztemperatur der isolierten Wicklungen
Charakteristische Elemente | Temperaturmessverfahren | Wärmebeständigkeit von Dämmstoffen | ||||
---|---|---|---|---|---|---|
- | - | A(105℃) | E(120℃) | B(130℃) | F(155℃) | H(180℃) |
Maximale Temperatur bei Nennbetrieb/℃ | ||||||
Einlagig isolierte Wicklung | Widerstandsmethode oder Thermometermethode | 95 | 110 | 120 | 130 | 155 |
Andere isolierte Wicklungen | Widerstandsmethode | 90 | 105 | 110 | 130 | 155 |
Andere isolierte Wicklungen | Thermometer-Methode | 80 | 95 | 100 | 115 | 135 |
Extreme Temperatur während des Stillstands/℃ | ||||||
Extreme Temperatur am Ende der TE-Zeit | Widerstandsmethode | 160 | 175 | 185 | 210 | 235 |
Bei stromführenden Leitern darf bei der maximalen Erwärmungstemperatur die mechanische Festigkeit des Materials nicht verringert werden, es darf keine Verformung über die zulässige Spannung hinaus auftreten und die angrenzenden Isoliermaterialien dürfen nicht beschädigt werden. Bei Drehstrom-Asynchronmotoren mit erhöhter Sicherheit beispielsweise wird die Erwärmungstemperatur des Rotors die Isolierung der Statorwicklungen nicht beschädigen.
Bei der Konstruktion von elektrischen Betriebsmitteln mit erhöhter Sicherheit sollten die Konstrukteure zusätzlich zu den elektrischen und thermischen Eigenschaften der elektrischen Bauteile geeignete Temperaturschutzvorrichtungen vorsehen, um zu verhindern, dass die Temperaturen bestimmter Bauteile ihre Grenztemperatur überschreiten.