Kabel dan isolasi pada motor listrik

Penunjukan insulasi kabel belitan - pencegahan gangguan hubung singkat. Pada motor induksi tegangan rendah, tegangan putaran ke putaran biasanya beberapa volt. Namun, pulsa tegangan pendek terjadi saat dihidupkan dan dimatikan, sehingga insulasi harus memiliki cadangan kekuatan dielektrik yang besar. Redaman pada satu titik dapat menyebabkan kerusakan listrik dan kerusakan pada seluruh koil. Tegangan tembus isolasi belitan. kabel harus beberapa ratus volt.

Kabel berliku biasanya terbuat dari fiber, enamel dan insulasi enamel.

Bahan berserat berdasarkan selulosa memiliki porositas yang signifikan dan higroskopisitas yang tinggi. Untuk meningkatkan kekuatan listrik dan ketahanan terhadap kelembapan, insulasi serat diresapi dengan pernis khusus. Namun, impregnasi tidak mencegah kelembapan, hanya mengurangi laju penyerapan kelembapan. Karena kekurangan ini, kabel dengan insulasi serat dan enamel saat ini hampir tidak digunakan untuk mesin listrik yang berkelok-kelok.

Kabel digunakan untuk pembuatan belitan motor listrik

Jenis kabel utama dengan insulasi enamel digunakan untuk pembuatan belitan berbagai motor listrik dan peralatan listrik, — kabel PEV polivinil asetal dan kabel PETV dengan ketahanan panas yang meningkat pada pernis poliester... Keuntungan dari kabel ini terletak pada ketebalan insulasi yang kecil, yang memungkinkan untuk meningkatkan pengisian saluran motor listrik. Kabel PETV terutama digunakan untuk belitan motor asinkron dengan daya hingga 100 kW.

Bagian aktif juga harus diisolasi dari bagian logam lain dari motor listrik. Pertama-tama, Anda memerlukan isolasi kabel yang andal yang diletakkan di saluran stator dan rotor. Untuk tujuan ini, gunakan kain yang dipernis dan fiberglass, yaitu kain yang berbahan dasar kapas, sutra, nilon, dan serat kaca yang diresapi dengan pernis. Impregnasi meningkatkan kekuatan mekanik dan meningkatkan sifat isolasi kain yang dipernis.

Selama operasi, insulasi terpapar berbagai faktor yang mempengaruhi karakteristiknya. Pemanasan dasar, pelembapan, gaya mekanis, dan zat reaktif di lingkungan harus diperhatikan... Mari kita lihat pengaruh masing-masing faktor tersebut.

Bagaimana pemanasan mempengaruhi sifat isolasi motor listrik

Aliran arus melalui kawat disertai dengan pelepasan panas yang memanaskan mesin listrik. Sumber panas lainnya adalah kerugian pada baja stator dan rotor yang disebabkan oleh aksi medan magnet bolak-balik, serta kerugian mekanis akibat gesekan pada bantalan.

Secara umum, sekitar 10 - 15% dari semua energi listrik yang dikonsumsi oleh jaringan entah bagaimana diubah menjadi panas, menciptakan kenaikan suhu belitan motor di atas ambien. Saat beban pada poros motor meningkat, arus pada belitan meningkat. Diketahui bahwa jumlah panas yang dihasilkan pada kabel sebanding dengan kuadrat arus, oleh karena itu kelebihan motor menyebabkan peningkatan suhu belitan. Bagaimana ini mempengaruhi isolasi?

Overheating mengubah struktur insulasi dan secara drastis merusak sifatnya... Proses ini disebut penuaan... Insulasi menjadi rapuh dan kekuatan dielektriknya turun tajam. Microcracks muncul di permukaan, di mana kelembapan dan kotoran menembus. Di masa mendatang, kerusakan dan pembakaran sebagian belitan terjadi. Saat suhu belitan meningkat, umur isolasi berkurang secara drastis.

Klasifikasi bahan isolasi listrik menurut ketahanan panas

Bahan isolasi listrik yang digunakan dalam mesin dan peralatan listrik, menurut ketahanan panasnya, dibagi menjadi tujuh kelas. Dari jumlah tersebut, lima digunakan dalam motor listrik asinkron dengan sangkar hingga 100 kW.

Selulosa yang tidak diresapi, bahan berserat sutra dan kapas milik kelas Y (suhu yang diizinkan 90 ° C), selulosa yang diresapi, bahan berserat sutra dan kapas dengan insulasi kawat berdasarkan pernis minyak dan poliamida - hingga kelas A (suhu yang diizinkan 105 ° C ), film organik sintetik dengan isolasi kawat berdasarkan polivinil asetat, epoksi, resin poliester - hingga kelas E (suhu yang diizinkan 120 ° C), bahan berdasarkan mika, asbes dan fiberglass yang digunakan dengan pengikat organik dan senyawa peresapan, enamel dengan peningkatan panas resistensi - hingga kelas B (suhu yang diizinkan 130 ° C), bahan berdasarkan mika, asbes, dan fiberglass yang digunakan dalam kombinasi dengan pengikat anorganik dan senyawa impregnasi, serta bahan lain yang sesuai dengan kelas ini - hingga kelas F (suhu yang diizinkan 155 °C).

Motor listrik dirancang sedemikian rupa sehingga pada daya pengenal suhu belitan tidak melebihi nilai yang diizinkan... Biasanya ada sedikit cadangan pemanasan. Oleh karena itu, arus pengenal sesuai dengan pemanasan sedikit di bawah batas. Dalam perhitungan, suhu sekitar diasumsikan 40 ° C... Jika motor listrik dioperasikan dalam kondisi di mana suhu selalu diketahui di bawah 40 ° C, mungkin kelebihan beban. Nilai kelebihan dapat dihitung dengan mempertimbangkan suhu sekitar dan sifat termal motor. Ini hanya dapat dilakukan jika beban mesin dikontrol dengan ketat dan Anda dapat yakin bahwa itu tidak melebihi nilai yang dihitung.

Bagaimana kelembaban mempengaruhi sifat isolasi motor listrik

Faktor lain yang secara signifikan mempengaruhi umur isolasi adalah efek kelembaban. Pada kelembaban udara yang tinggi, film basah terbentuk di permukaan bahan isolasi. Dalam hal ini, resistansi permukaan isolasi turun tajam. Polusi lokal berkontribusi pada pembentukan film air. Melalui retakan dan pori-pori, kelembapan menembus isolasi, menguranginya hambatan listrik.

Konduktor berinsulasi serat umumnya tidak tahan kelembaban. Ketahanan kelembabannya ditingkatkan dengan impregnasi dengan pernis. Insulasi enamel dan enamel lebih tahan terhadap kelembaban.

perlu dicatat bahwa laju pelembapan sangat bergantung pada suhu lingkungan... Pada kelembapan relatif yang sama, tetapi pada suhu yang lebih tinggi, insulasi menjadi lembab beberapa kali lebih cepat.

Bagaimana gaya mekanik mempengaruhi sifat isolasi motor listrik

Gaya mekanis pada belitan timbul dari berbagai ekspansi termal dari masing-masing bagian mesin, getaran selubung, dan saat mesin dihidupkan. Biasanya sirkuit magnetik memanas kurang dari gulungan tembaga, koefisien muainya berbeda. Akibatnya, tembaga pada arus operasi memanjang sepersepuluh milimeter lebih dari baja. Hal ini menciptakan gaya mekanis di dalam alur mesin dan pergerakan kabel, yang menyebabkan keausan insulasi dan pembentukan celah tambahan yang dapat menembus kelembapan dan debu.

Mulai arus, 6 — 7 kali lebih tinggi dari nominal, buat upaya elektrodinamiksebanding dengan kuadrat arus. Gaya-gaya ini bekerja pada koil, menyebabkan deformasi dan perpindahan bagian-bagian individualnya.Getaran casing juga menyebabkan gaya mekanis yang mengurangi kekuatan isolasi.

Tes bangku motor telah menunjukkan bahwa dengan peningkatan akselerasi getaran, cacat isolasi belitan dapat meningkat 2,5 — 3 kali lipat. Getaran juga dapat menyebabkan keausan bantalan yang dipercepat. Osilasi motor dapat terjadi karena ketidaksejajaran poros, pembebanan yang tidak merata, celah udara stator-ke-rotor yang tidak rata, dan ketidakseimbangan tegangan.

Pengaruh debu dan media yang aktif secara kimia pada sifat insulasi motor listrik

Debu di udara juga berkontribusi terhadap kerusakan isolasi. Partikel debu padat menghancurkan permukaan dan, mengendap, mencemari, yang juga mengurangi kekuatan listrik. Udara tempat industri mengandung kotoran dari zat aktif kimiawi (karbon dioksida, hidrogen sulfida, amonia, dll.). Di lingkungan yang agresif secara kimiawi, insulasi dengan cepat kehilangan sifat insulasi dan memburuk. Kedua faktor tersebut, yang saling melengkapi, secara signifikan mempercepat proses penghancuran isolasi. Untuk meningkatkan ketahanan kimia belitan, pernis peresapan khusus digunakan pada motor listrik.

Efek kompleks dari semua faktor pada belitan motor listrik

Gulungan motor sering mengalami efek simultan dari pemanasan, pelembapan, komponen kimia dan beban mekanis. Bergantung pada sifat beban mesin, kondisi lingkungan, dan durasi pengoperasian, faktor-faktor ini dapat bervariasi. Pada mesin beban variabel, pemanasan bisa menjadi efek yang dominan.Pada instalasi listrik yang beroperasi di bangunan peternakan, yang paling berbahaya bagi motor adalah efek kelembaban tinggi yang dikombinasikan dengan uap amonia.

Bisa dibayangkan kemungkinan merancang mesin seperti itu untuk menahan semua faktor yang merugikan ini. Namun, motor seperti itu jelas akan terlalu mahal, karena akan membutuhkan penguatan insulasi, peningkatan kualitas yang signifikan, dan penciptaan margin keselamatan yang besar.

Mereka bertindak berbeda. Untuk memastikan pengoperasian engine yang andal, sistem tindakan digunakan untuk memastikan masa pakai standar. Pertama-tama, karena penggunaan bahan yang lebih baik, mereka meningkatkan karakteristik teknis mesin dan kemampuannya menahan aksi faktor yang merusak isolasi. Memperbaiki peralatan pelindung mesin… Terakhir, mereka memberikan dukungan untuk pemecahan masalah kesalahan secara tepat waktu yang dapat menyebabkan crash di masa mendatang.