Спеціальні умови навколишнього середовища двигунів можна класифікувати на дві основні категорії залежно від характеру факторів навколишнього середовища: природне кліматичне середовище та промислове середовище. Природне кліматичне середовище переважно включає тропічне, морське, холодне, підземне та плоскогірне середовище; промислове середовище переважно включає корозійне середовище, вибухонебезпечне середовище, високі та низькі температури, високий та низький тиск, тверді частинки та пил, високоенергетичне випромінювання та спеціальні механічні навантаження тощо. Вплив спеціальних середовищ на ізоляцію двигуна.
Вплив температури
Через високу температуру навколишнього середовища, яка впливає на тепловіддачу двигуна, його вихідна потужність зменшується. Сильний вплив високої температури та ультрафіолетового випромінювання прискорює старіння ізоляційних матеріалів. У сухих та спекотних місцях відносна вологість іноді падає до 3%. Висока температура та сухість призводять до висихання, зморщування, деформації та розтріскування ізоляційних матеріалів. Висока температура схильна до втрати герметичної маси. Низька температура призводить до твердіння, крихкості та розтріскування гуми та пластику, а також до замерзання мастила та охолоджувальної рідини.
Висока вологість та вплив вологи
Висока відносна вологість може призвести до утворення водяних плівок на поверхні. Коли вологість перевищує 95%, краплі води часто конденсуються всередині двигуна, що робить металеві деталі схильними до іржі, мастило – до поглинання вологи та руйнування, а деякі ізоляційні матеріали – до набухання через поглинання вологи або стають м’якими та липкими. Механічні та електричні характеристики погіршуються, і існує високий ризик пробою ізоляції та поверхневого перекриття.
Вплив цвілі
У середовищі з високою температурою та високою вологістю найбільш схильне до росту цвілі. Виділення цвілі можуть кородувати метали та ізоляційні матеріали, що призводить до швидкого старіння ізоляції та коротких замикань.
Частинки пилу та піску
Пил (включаючи промисловий пил) стосується частинок діаметром від 1 до 150 мікрометрів; піщаний пил стосується кварцових частинок діаметром від 10 до 1000 мікрометрів. Коли пил та піщані відкладення накопичуються на поверхні ізоляції, вони призводять до зниження електричних характеристик ізоляції через поглинання вологи, а струмопровідний пил частіше спричиняє витік ізоляції або коротке замикання. Як кислотний, так і лужний корозійний пил схильний до розплавлення, що призводить до корозії металевих компонентів та ізоляційних деталей. Попадання пилу та піску в двигун може спричинити механічні пошкодження та знос компонентів. Якщо їх кількість велика, вони засмічують повітропровід та впливають на вентиляцію та тепловіддачу. Тому для двигунів, що використовуються в промислових запилених зонах та зонах з високим вмістом піску та пилу на відкритому повітрі, необхідно вживати заходів для запобігання потраплянню піску та пилу.
Вплив сольового туману
Коли турбулентні хвилі в океані розбиваються об скелястий берег, краплі води розбризкуються, стають схожими на туман і потрапляють у повітря. Ці зважені рідкі частинки хлориду в повітрі називаються соляним туманом. Соляний туман утворює електроліт на ізоляційних та металевих поверхнях, прискорюючи процес корозії та серйозно впливаючи на характеристики ізоляції. Наприклад, це може спричинити коронний розряд та збільшення струму витоку.
Небезпека комах та дрібних істот
У тропічних регіонах шкода, яку завдають комахи та дрібні істоти, є особливо серйозною. З одного боку, вони будують гнізда всередині електричних машин і залишають після себе трупи, спричиняючи механічні блокування; з іншого боку, вони прогризають ізоляцію або поїдають ізоляційні матеріали, що призводить до коротких замикань. Зокрема, найбільшу шкоду завдають терміти, мурахи, що поїдають деревину, щури та змії.
Їдкий газ
На виробничих майданчиках хімічної промисловості (включаючи шахти, добрива, фармацевтичні препарати, гуму тощо) переважно присутня велика кількість газів, таких як хлор, хлористий водень, діоксид сірки, оксид азоту, аміак, сірководень тощо. Хоча їхня корозія відносно невелика в сухому повітрі (з максимальним відносним ступенем змішування нижче 70%), у вологому повітрі вони утворюють кислотні або лужні корозійні аерозолі. Як правило, коли відносна вологість повітря не досягла насичення і на поверхні виробу є конденсація, корозія металевих деталей і компонентів, а також погіршення ізоляційних характеристик значно прискорюються. Тому вплив корозійних газів на моторні вироби залежить від вологості повітря, природи та концентрації корозійних газів.
Атмосферний тиск
У високогірних районах (понад 1000 метрів) через зменшення щільності повітря зі збільшенням висоти це впливає на підвищення температури двигуна та зменшення потужності. Пускова напруга корони у високовольтних двигунах також відповідно зменшиться. Якщо двигун працює з короною протягом тривалого часу, це вплине на термін служби та безпеку експлуатації двигуна. Крім того, зміни висоти суттєво впливають на комутацію постійного струму та знос щіток. В атмосфері з нестачею вологи та кисню (особливо вологи) швидкість утворення плівок оксиду міді на комутаційній поверхні сповільнюється, що не може збалансувати знос, що призводить до погіршення комутації та збільшення зносу щіток.
Високоенергетичний
Високоенергетичні промені (такі як електрони, протони або Y-промені від ядерного випромінювання) можуть спричинити зсув атомів речовини, що призводить до дефектів кристалічної решітки та утворення атомних пар вакансія-щілина, тим самим спричиняючи радіаційне пошкодження структури матеріалу. Крім того, коли речовина піддається впливу випромінювання, електрони відриваються від своїх орбіт, утворюючи пари дірка-електрон, що робить речовину схильною до іонізації. Вплив випромінювання на ізоляційні матеріали залежить від типу та дози випромінювання (вираженої в потужності дози або кумулятивному значенні дози), енергетичного спектра випромінювання, властивостей опроміненого ізоляційного матеріалу та температури навколишнього середовища. Випромінювання в основному пошкоджує ізоляційні матеріали. Серед них механічні властивості органічних ізоляційних матеріалів зазнають більшого впливу. Допустима доза опромінення для ізоляційних матеріалів становить 10 рентген. Однак неорганічні ізоляційні матеріали мають кращу радіаційну стійкість, такі як кварц і слюда, які можуть витримувати допустиму дозу опромінення понад 10 рентген.
Механічна сила
Високий тиск, ударні та вібраційні навантаження можуть легко спричинити механічне пошкодження металевих компонентів та ізоляційних конструкцій двигуна.
Час публікації: 12 червня 2025 р.