عوامل مهم در خرابی عایق الکتروموتور

مقدمه

یکی از  موارد خرابی الکتروموتورها، مربوط خرابی عایق آن ها می باشد. سوال اینجاست؛ آیا خرابی عایق، عوامل مشخصی دارد؟ در این مقاله به صورت کوتاه به این عوامل می پردازیم.

دو عامل از مهمترین عوامل دخیل در شکست عایقی موتور

متداول ترین عامل خاربی در تجهیزات برقی افت کیفیت و شکست عایقی (flashover) است. عایق الکتریکی می تواند مایع یا جامد، ارگانیک یا غیر ارگانیک باشد.

مواد عایقی ارگانیک شامل: مینا، لاکها، رزین ها یا پلیمرهایی که به سطح فلزی در بین لایه های سیم پیچی اعمال می شوند که در اغلب ماشین های خنک شونده با هوا یا ترانسفورماتورهای غوطه ور در روغن مشاهده می شوند.

ترانسفورماتورهای بزرگتر با روغنهای معدنی پر شده اند. که قابلیت عایقی بالاتری ایجاد کرده و با تجهیز آنها به رادیاتورها، فنها و پمپهای خارجی به صورت موثری توانایی شان برای اتلاف حرارت افزایش یافته است. عایق جامد مورد استفاده در این ترانسفورماتورها معمولا از جنس کاغذ آغشته به روغن می باشد که به دور هادی های سیم پیچ پیچیده شده اند.

مواد عایقی غیر ارگانیک می توانند شامل ترکیبی از مواد زیر باشند؛

• اکسید منیزیم
• سیلیکاتها
• فسفاتها
• پودر سرامیک

این نوع از عایق معمولا با حرارت بر سطح فلز اعمال می شوند و نسبت به عایقهای ارگانیک کمتر متداول هستند. فارغ از اینکه عایق از کدام نوع است، دو عامل دخیل در خرابی عایق، حرارت و رطوبت می باشند.

1- رطوبت بیش از اندازه

در ماشینهای الکتریکی خنک شونده با هوا، میزان رطوبت موجود در هوا خیلی مهم است. با پیر شدن عایقها، ترکهای ریزی در پیشانی عایق مشاهده می گردد. رطوبت به داخل این ترکها نفوذ کرده و باعث ایجاد یک اتصال کوتاه بین حلقه های مجاور سیم در سیم پیچی می گردد. اگرچه ولتاژ بین حلقه ها خیلی کم است، هنگامی که آنها به به یکدیگر متصل می شوند، یک حلقه بسته برای شار مغناطیسی تامین می شود، که باعث عبور جریان خیلی زیاد از حلقه اتصال کوتاه شده، می شود. که معمولا باعث تخریب ماشین الکتریکی می شود. و نیاز است که ماشین جایگزین گردد یا مجددا سیم پیچی گردد.

در ماشین های خنک شونده با روغن (مثل ترانسفورماتورها)، فقط با نمونه برداری از روغن می توان به وجود رطوبت در آن پی برد. با توجه به فرآیند پیوسته سیکلهای گرم و خنک شدن ترانسفورماتور، رطوبت از طریق دریچه انبساط هوا به داخل روغن مکیده می شود.

نکته: خشک کنهای مخصوص هوا (مثل Drycol) و بقیه جاذبها می توانند به منظور کاهش دادن میزان رطوبت جذب شونده به روغن کمک کنند.

در ترانسفورماتورهای پر شده از روغن توجه به این نکته ضروری است که وجود رطوبت خیلی کم در روغن باعث کاهش قابل توجه در مقدار عایقی می شود. فقط 30 جزئ آب در میلیون جزئ روغن تحمل عایقی آن را به میزان 50% کاهش می دهد.

2- دمای بیش از حد

در ماشینهای الکتریکی خنک شونده با هوا، دمای زیاد در طولانی مدت باعث پیری حرارتی می شود. این باعث می شود عایق ترد و شکننده شود. خرابی متعاقب می تواند ناشی از نفوذ رطوبت باشد که قبلا مورد بحث قرار گرفت و یا از طریق اتصال فیزیکی هادی ها رخ دهد.

در ترانسفورماتورهای پر شده با روغن این اثر پیری عایق نامیده می شود. پیری شیمیایی در دماهای بالا خیلی سریع تر رخ می دهد، کاهش عمر عایق بصورت تقریبی با دمای آن رابطه نمایی دارد.

برای مثال – برای یک عایق که دمای نامی آن بصورت استاندارد 65°C (افزایش دما) است. کاهش عمر آن از 0.001% بر ساعت در 100°C تا 0.05% بر ساعت در 140°C و 1.0% بر ساعت در 180°C می رسد. اگر بخواهیم عبارت بالا را بر حسب بازه زمانی بیان کنیم عمر عایقی مورد انتظار 11.4 سال در 100°C، 83 روز در 140°C و 100 ساعت در 180°C است.

به صورت تقریبا واضح می توان اهمیت نگهداری دما های کارکرد تجهیزات و اطمینان از اینکه تجهیزات الکتریکی در مای محیط پایین نگهداری شوند مشاهده کرد.

خلاصه ای کوتاه و مفید

عایق الکتریکی می تواند مایع یا جامد، ارگانیک یا غیر ارگانیک باشد. فارغ از اینکه عایق شما از کدام نوع است، دو عامل دخیل در خرابیِ عایق، حرارت و رطوبت می باشند.

اگر شما نیز در این زمینه تجربه یا نظراتی دارید با ما به اشتراک بگذارید.

مرجع؛   electrical-engineering-portal.com