4.7.5 特殊环境对电机绝缘的影响

电机绝缘受环境气候条件的影响很大,一般普通电机绝缘结构是针对环境温度不超过40℃,海拔不超过1000m的正常条件下确定的,如果用在湿热带、高原地区或其他特殊环境下运行,则绝缘的可靠性和寿命将大为降低。因此,必须正确解决特殊环境的绝缘问题,才能保证电机安全运行。

电机在储存、运输和使用过程中,经常受到周围环境的有害因素的影响。电机的特殊环境条件,按生产环境因素的性质,可分为天然气候环境和工业环境两大类。这些特殊环境因素,有的是单一地对电机作用,有的是几种因素综合地作用;有的是断续地作用,有的是连续地作用,加之各种因素作用先后次序的不同,造成的影响也不同,因而形成了十分复杂的情况。但归纳起来,影响电机绝缘的,主要有以下几种基本因素。

①温度影响 环境温度过高将影响电机散热,使电机输出功率下降。另外,高温会使绝缘材料加速老化,高温干燥会使绝缘干枯、皱缩、变形和龟裂。而温度过低,将使橡胶和塑料等硬化。

②高湿及水分影响 相对湿度过高时,电机内部会凝聚水滴,使绝缘材料有的受潮膨胀,有的发软发黏,力学和电气性能恶化,容易发生绝缘击穿和表面闪络。

③灰尘和沙尘 当灰尘和沙尘沉积在绝缘表面时,会因吸潮而使电气绝缘性能下降,而导电灰尘更易造成绝缘漏电或短路事故。如果灰尘和沙尘量多,将使风道堵塞,影响通风散热。

④盐雾影响 空气中悬浮的氯化物液体微粒称为盐雾,盐雾会使绝缘及金属表面形成电解液,加速腐蚀作用,并严重影响绝缘性能,如产生电晕放电等。

⑤昆虫及小生物的危害 在热带地区昆虫及小生物的危害特别严重。一方面在电机内部做窝及遗留尸体,造成机械阻塞;另一方面是咬伤绝缘或吞食绝缘材料,造成短路故障。

⑥腐蚀性气体 腐蚀性气体对电机产品的影响程度,取决于空气湿度和腐蚀性气体的性质及其浓度。通常腐蚀性气体在空气相对湿度未达到饱和而产品表面又存在凝露时,将大大加速金属零、部件的腐蚀和绝缘性能的恶化。

⑦大气压力 在高原地区(海拔1000m以上),由于空气密度随海拔上升而下降,将使电机温升增高和输出功率下降。高压电机的电晕起始电压亦将随之降低,会影响电机使用寿命和安全运行。此外,在缺乏水分和氧(特别是水分)的大气压条件下,将导致直流电机换向恶化和电刷磨损量增大。

⑧高能射线 高能射线(如核辐射的电子、质子或γ射线)能使物质的原子发生位移,产生晶格缺陷,形成空位-间隙原子对,而使物质结构受到辐射损伤。辐射主要是使绝缘材料发生损伤,其中对有机绝缘材料的力学性能损伤较严重。辐射对绝缘材料的影响,取决于辐射的能谱、辐射类型和剂量(以剂量率或累积剂量值表示),并且与被辐射绝缘材料的性质及环境温度有关。

⑨机械力 高气压、冲击和振动负载,易使电机的金属零、部件和绝缘结构产生机械损伤事故。