特殊環(huán)境運(yùn)行電機(jī)的類型很多,按使用環(huán)境條件分,常見的有熱帶、高原、化工、船舶、汽車、煤礦、冶金等電機(jī)。電機(jī)絕緣對具體運(yùn)行環(huán)境條件極為敏感,如熱帶、高原地區(qū)或其他特殊環(huán)境下運(yùn)行,絕緣的可靠性和壽命將大為降低,今天重點(diǎn)談?wù)勌厥猸h(huán)境運(yùn)行電機(jī)應(yīng)采取的防護(hù)措施。
絕緣是電機(jī)防護(hù)重要部分
電動機(jī)的絕緣等級
絕緣的溫度等級 |
A級 |
E級 |
B級 |
F級 |
H級 |
允許溫度(℃) |
105 |
120 |
130 |
155 |
180 |
繞組溫升限值(K) |
60 |
75 |
80 |
100 |
125 |
性能參考溫度(℃) |
80 |
95 |
100 |
120 |
145 |
在發(fā)電機(jī)等電氣設(shè)備中,絕緣材料是為薄弱的環(huán)節(jié)。絕緣材料尤其容易受到高溫的影響而加速老化并損壞。不同的絕緣材料耐熱性能有區(qū)別,采用不同絕緣材料的電氣設(shè)備其耐受高溫的能力就有不同。因此一般的電氣設(shè)備都規(guī)定其工作的溫度。
絕緣等級細(xì)分
人們根據(jù)不同絕緣材料耐受高溫的能力對其規(guī)定了7個允許的溫度,按照溫度大小排列分別為:Y、A、E、B、F、H和C。它們的允許工作溫度分別為:90、105、120、130、155、180和180℃以上。因此,B級絕緣說明的是該發(fā)電機(jī)(電動機(jī))采用的絕緣耐熱溫度為130℃。使用者在發(fā)電機(jī)工作時應(yīng)該保證不使發(fā)電機(jī)絕緣材料超過該溫度才能保證發(fā)電機(jī)正常工作。(防爆云平臺m.topsmartphonereview.com)
防護(hù)原則
●對防潮、防霉菌、防太陽輻射、防鹽霧以及防工業(yè)大氣腐蝕等方面來說,應(yīng)以選用合適的材料為主,輔之以良好的金屬表面保護(hù)和絕緣處理工藝。當(dāng)上述措施尚不能達(dá)到要求時,可考慮增加結(jié)構(gòu)密封措施。
●對防固體異物,防雨水、防化學(xué)腐蝕性氣體等方面措施來說,應(yīng)以外殼密封防護(hù)為主,輔之以必要的材料選用及工藝處理措施。
●對防振動來說,首先應(yīng)盡量減小振源,或調(diào)整系統(tǒng)的固有頻率,以避免發(fā)生共振,如尚達(dá)不到要求時,則采用減震裝置和隔震措施。
天然氣候環(huán)境和工業(yè)環(huán)境兩大類特殊環(huán)境因素,有的是單一地對電機(jī)作用,有的是幾種因素綜合地作用(如熱帶戶外有腐蝕性及爆炸性危險(xiǎn)的場所);有的是斷續(xù)地作用,有的是連續(xù)地作用,加之各種因素作用先后次序的不同,造成的影響也不同,因而形成了十分復(fù)雜的情況。
● 溫度影響
由于環(huán)境溫度高影響電機(jī)散熱,出力降低。高溫和紫外線作用強(qiáng),使絕緣材料加速老化,干熱地區(qū)的相對濕度有時降低到3%,高溫干燥使絕緣干枯、縐縮、變形和龜裂。高溫易使灌膠流失。低溫使橡膠和塑料等硬化、管脆龜裂、潤滑油脂和冷卻液凍結(jié)。
●高濕及水分影響
相對濕度高易使表面凝附水膜,濕度高于95%以上時,電機(jī)內(nèi)部經(jīng)常凝聚水滴,使金屬件易銹蝕,潤滑脂受潮變質(zhì),絕緣材料有的受潮膨脹,有的發(fā)軟發(fā)粘,機(jī)械和電氣性能惡化,容易發(fā)生絕緣擊穿和表面閃絡(luò)。
●霉菌影響
在高溫高濕的環(huán)境下,霉菌易滋長,霉菌的分泌物能腐蝕金屬和絕緣材料,使絕緣迅速老化,引起短路事故。
●灰塵和沙塵
灰塵(包括工業(yè)粉塵)指直徑為1~150微米范圍內(nèi)的顆粒;沙塵是指直徑10~1000微米范圍內(nèi)的石英質(zhì)顆粒。多灰塵和沙塵沉積在絕緣表面時,會因吸潮而使電氣絕緣性能下降,而導(dǎo)電灰塵更易造成絕緣漏電或短路事故。
不論酸性或堿性的腐蝕性灰塵均易潮解,因而使金屬零部件和絕緣件產(chǎn)生腐蝕。當(dāng)灰塵和沙塵進(jìn)入電機(jī)內(nèi)部時,會引起機(jī)械故障和零部件磨損,如量多,將使風(fēng)道堵塞,影響通風(fēng)散熱。因此在工業(yè)多塵作業(yè)區(qū)和戶外沙塵地區(qū)使用的電機(jī),必須采取防沙塵措施。
●鹽霧影響
海洋中的激浪及波浪沖擊巖岸時,使飛藏的水沫成為霧狀而進(jìn)入空氣,這樣在空氣中懸浮的氯化物液體微粒稱為鹽霧。鹽霧使絕緣及金屬表面形成電解液,加速腐蝕作用,并嚴(yán)重影響絕緣性能,如產(chǎn)生電暈放電、漏導(dǎo)電流增大等。
●昆蟲及小生物的危害
在熱帶地區(qū)昆蟲及小生物的危害特別嚴(yán)重。一方面在電機(jī)內(nèi)部做窩及遺留尸體,造成機(jī)械阻塞;另一方面是咬傷絕緣或吞食絕緣材料,造成短路故障。特別以白蟻、飛蛾、鼠、蛇的危害性。
●腐蝕性氣體
在化學(xué)工業(yè)(包括礦井、化肥、醫(yī)藥、橡膠等)生產(chǎn)場所,主要有較多的氯、氯化氫、二氧化硫、氧化氮、氨、硫化氫等氣體,它們在干燥空氣中(相對混度低于70%的環(huán)境),腐蝕雖小,但在潮濕大的空氣中,會形成酸性,堿性等腐蝕氣霧。通常腐蝕性氣體在空氣相對濕度未達(dá)到飽和而產(chǎn)品表面又存在凝露時,將大大加速金屬零、部件的腐蝕和絕緣性能的惡化。故腐蝕性氣體對電機(jī)產(chǎn)品的影響程度,取決于空氣濕度和腐蝕性氣體的性質(zhì)及其濃度。
●大氣壓力
在高原地區(qū)(1000米以上),由于空氣密度隨海撥上升而下降,影響電機(jī)溫升增高和出力下降。高壓電機(jī)的電暈起始電壓亦將隨之降低,如電機(jī)長期帶電暈運(yùn)行,就會影響電機(jī)使用壽命和安全運(yùn)轉(zhuǎn)。
此外,海撥變化對直流換向和電刷磨損亦有很大影響,在缺乏水分和氧(特別是水分)的大氣條件下,換向表面氧化亞銅薄膜生成速度減慢,不能與磨損平衡,因此導(dǎo)致?lián)Q向惡化和電刷磨損量增大。
●高能射線
高能射線(如核輻射的電子、質(zhì)子或Y射線)能使物質(zhì)的原子發(fā)生位移,產(chǎn)生晶格缺陷,形成空位-間隙原子對,而使物質(zhì)結(jié)構(gòu)受到輻射損傷。另外物質(zhì)受輻射后使電子脫離軌道,產(chǎn)生空穴-電子對,易使物質(zhì)發(fā)生電離。輻射對絕緣材料的影響,取決于輻射類型和劑量(以劑量率或累積劑量值表示),輻射的能譜,被輻射的絕緣材料性質(zhì)及環(huán)境溫度有關(guān)。
輻射主要是使絕緣材料發(fā)生損傷,其中對有機(jī)絕緣材料的機(jī)械性能損傷較嚴(yán)重,它的允許吸收輻射劑量為10°拉德,而無機(jī)絕緣材料抗輻射性能較好,如石英,云母的允許吸收輻射劑量可達(dá)10°拉德以上。
●機(jī)械力
高氣壓、沖擊和振動負(fù)載,易使電機(jī)的金屬零部件和絕緣結(jié)構(gòu)產(chǎn)生機(jī)械損傷事故。
對于特殊環(huán)境條件下使用的電動機(jī),訂貨時應(yīng)在電機(jī)型號后加注特殊環(huán)境代號。
有氣候防護(hù)場所:戶內(nèi)或具有較好遮蔽(其建筑結(jié)構(gòu)能防止或減少室外氣候日變化的影響,包括棚下條件)的場所。
無氣候防護(hù)場所:全露天或僅有簡單遮蔽(幾乎不能防止室外氣候日變化的影響)的場所。
對于特殊環(huán)境使用的防爆電機(jī)其型號都表示有一定的特殊環(huán)境代號,其特殊環(huán)境代號用以下字母表示:“高”原用代號為“G”、“船”(海)用代號為“H”、戶“外”用代號為“W”、化工防“腐”用代號為“F”、“熱”帶用代號為“T”、“濕熱”帶用代號為“TH”、“干熱”帶用“TA”。
特殊環(huán)境派生系列,實(shí)質(zhì)上屬于結(jié)構(gòu)派生系列,它是在基本系列結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上作一些改動,使產(chǎn)品具有某種特殊的防護(hù)能力(例如防爆、化工防腐、戶外和船用等)。這些系列的部分結(jié)構(gòu)部件及防護(hù)措施與基本系列不同。環(huán)境派生有:
濕熱型,有氣候防護(hù)場所代號為“TH”
干熱型,有氣候防護(hù)場所代號為“TA”
熱帶型,有氣候防護(hù)場所代號為“T”
濕熱型,無氣候防護(hù)場所代號為“THW”
干熱型,無氣候防護(hù)場所代號為“TAW”
熱帶型,無氣候防護(hù)場所代號為“TW”
戶內(nèi),輕防腐型無代號
戶內(nèi),中等防腐型代號為“F1”
戶內(nèi),強(qiáng)防腐型代號為“F2”
戶外,輕防腐型代號為“W”
戶外,中等防腐型代號為“WF1”
戶外,強(qiáng)防腐型代號為“WF2”
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