ข้อกำหนดและอิทธิพลของสภาพแวดล้อมพิเศษที่มีต่อฉนวนมอเตอร์

สภาพแวดล้อมพิเศษของมอเตอร์สามารถแบ่งออกเป็นสองประเภทหลักตามลักษณะของปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม ได้แก่ สภาพแวดล้อมทางธรรมชาติ และสภาพแวดล้อมทางอุตสาหกรรม สภาพแวดล้อมทางธรรมชาติส่วนใหญ่ได้แก่ เขตร้อน ทะเล หนาว ใต้ดิน และที่ราบสูง ส่วนสภาพแวดล้อมทางอุตสาหกรรมส่วนใหญ่ได้แก่ สภาพแวดล้อมที่กัดกร่อน สภาพแวดล้อมที่ระเบิดได้ อุณหภูมิสูงและต่ำ ความดันสูงและต่ำ อนุภาคของแข็งและฝุ่นละออง รังสีพลังงานสูง และภาระทางกลพิเศษ เป็นต้น ผลกระทบของสภาพแวดล้อมพิเศษต่อฉนวนของมอเตอร์

อิทธิพลของอุณหภูมิ

เนื่องจากอุณหภูมิแวดล้อมสูงส่งผลกระทบต่อการระบายความร้อนของมอเตอร์ ทำให้กำลังไฟฟ้าที่ส่งออกลดลง อุณหภูมิสูงและรังสีอัลตราไวโอเลตส่งผลเสียต่อการเสื่อมสภาพของวัสดุฉนวนอย่างมาก ในพื้นที่แห้งและร้อน ความชื้นสัมพัทธ์อาจลดลงเหลือเพียง 3% อุณหภูมิสูงและความแห้งทำให้วัสดุฉนวนแห้ง ย่น เสียรูป และแตกได้ อุณหภูมิสูงยังทำให้สารเคลือบหลุดลอกได้ง่าย อุณหภูมิต่ำทำให้ยางและพลาสติกแข็งตัว เปราะ และแตกได้ และทำให้น้ำมันหล่อลื่นและน้ำหล่อเย็นแข็งตัว

ความชื้นสูงและอิทธิพลของความชื้น

ความชื้นสัมพัทธ์สูงสามารถทำให้เกิดฟิล์มน้ำบนพื้นผิวได้ เมื่อความชื้นเกิน 95% หยดน้ำมักจะควบแน่นภายในมอเตอร์ ทำให้ชิ้นส่วนโลหะมีแนวโน้มที่จะเป็นสนิม จาระบีหล่อลื่นมีแนวโน้มที่จะดูดซับความชื้นและเสื่อมสภาพ และวัสดุฉนวนบางชนิดมีแนวโน้มที่จะบวมเนื่องจากการดูดซับความชื้นหรืออ่อนตัวและเหนียว ประสิทธิภาพทางกลและทางไฟฟ้าจะลดลง และมีความเสี่ยงสูงต่อการชำรุดของฉนวนและการเกิดประกายไฟบนพื้นผิว

อิทธิพลของเชื้อรา

ในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงและความชื้นสูง เชื้อรามีแนวโน้มที่จะเจริญเติบโตได้ดีที่สุด สารที่เชื้อราขับออกมาสามารถกัดกร่อนโลหะและวัสดุฉนวน ทำให้ฉนวนเสื่อมสภาพอย่างรวดเร็วและนำไปสู่อุบัติเหตุไฟฟ้าลัดวงจรได้

ฝุ่นละอองและอนุภาคทราย

ฝุ่น (รวมถึงฝุ่นอุตสาหกรรม) หมายถึงอนุภาคที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางตั้งแต่ 1 ถึง 150 ไมโครเมตร ส่วนฝุ่นทรายหมายถึงอนุภาคควอตซ์ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางตั้งแต่ 10 ถึง 1000 ไมโครเมตร เมื่อฝุ่นและทรายสะสมบนพื้นผิวฉนวน จะทำให้ประสิทธิภาพการเป็นฉนวนไฟฟ้าลดลงเนื่องจากการดูดซับความชื้น และฝุ่นนำไฟฟ้ามีแนวโน้มที่จะทำให้เกิดการรั่วไหลของฉนวนหรืออุบัติเหตุไฟฟ้าลัดวงจร ฝุ่นที่มีฤทธิ์กัดกร่อนทั้งกรดและด่างมีแนวโน้มที่จะละลาย ทำให้เกิดการกัดกร่อนของชิ้นส่วนโลหะและชิ้นส่วนฉนวน เมื่อฝุ่นและทรายเข้าไปในมอเตอร์ อาจทำให้เกิดความเสียหายทางกลและสึกหรอของชิ้นส่วน หากมีปริมาณมาก จะทำให้ท่ออากาศอุดตันและส่งผลต่อการระบายอากาศและการระบายความร้อน ดังนั้น สำหรับมอเตอร์ที่ใช้ในพื้นที่อุตสาหกรรมที่มีฝุ่นและพื้นที่กลางแจ้งที่มีฝุ่นและทราย ต้องมีมาตรการป้องกันฝุ่นและทราย

อิทธิพลของละอองเกลือ

เมื่อคลื่นลมแรงในมหาสมุทรซัดเข้าสู่ชายฝั่งหิน ละอองน้ำจะกระเด็นขึ้นมากลายเป็นหมอกและลอยขึ้นไปในอากาศ อนุภาคของเหลวคลอไรด์ที่ลอยอยู่ในอากาศนี้เรียกว่าหมอกเกลือ หมอกเกลือจะก่อตัวเป็นอิเล็กโทรไลต์บนพื้นผิวฉนวนและโลหะ ทำให้กระบวนการกัดกร่อนเร็วขึ้นและส่งผลกระทบอย่างร้ายแรงต่อประสิทธิภาพของฉนวน ตัวอย่างเช่น อาจทำให้เกิดการปล่อยประจุโคโรนาและการเพิ่มขึ้นของกระแสรั่วไหล

อันตรายจากแมลงและสัตว์ขนาดเล็ก

ในเขตร้อน อันตรายที่เกิดจากแมลงและสัตว์ขนาดเล็กนั้นรุนแรงเป็นพิเศษ พวกมันสร้างรังอยู่ภายในเครื่องใช้ไฟฟ้าและทิ้งซากไว้ ทำให้เกิดการอุดตัน ในขณะเดียวกัน พวกมันก็กัดกินฉนวนหรือวัสดุฉนวน ทำให้เกิดไฟฟ้าลัดวงจร โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ปลวก มดกินไม้ หนู และงู เป็นสัตว์ที่ก่อให้เกิดอันตรายมากที่สุด

ก๊าซกัดกร่อน

ในพื้นที่การผลิตของอุตสาหกรรมเคมี (รวมถึงเหมืองแร่ ปุ๋ย ยา ยาง ฯลฯ) มักมีก๊าซอยู่เป็นจำนวนมาก เช่น คลอรีน ไฮโดรเจนคลอไรด์ ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ ไนโตรเจนออกไซด์ แอมโมเนีย ไฮโดรเจนซัลไฟด์ เป็นต้น แม้ว่าการกัดกร่อนของก๊าซเหล่านี้จะค่อนข้างน้อยในอากาศแห้ง (โดยมีระดับการผสมสัมพัทธ์สูงสุดต่ำกว่า 70%) แต่ในอากาศชื้น ก๊าซเหล่านี้จะก่อตัวเป็นละอองลอยที่มีฤทธิ์กัดกร่อนเป็นกรดหรือด่าง โดยทั่วไป เมื่อความชื้นสัมพัทธ์ของอากาศยังไม่ถึงจุดอิ่มตัวและเกิดการควบแน่นบนพื้นผิวของผลิตภัณฑ์ การกัดกร่อนของชิ้นส่วนโลหะและส่วนประกอบต่างๆ รวมถึงการเสื่อมสภาพของประสิทธิภาพการเป็นฉนวนจะเร่งตัวขึ้นอย่างมาก ดังนั้น ผลกระทบของก๊าซกัดกร่อนต่อผลิตภัณฑ์มอเตอร์จึงขึ้นอยู่กับความชื้นในอากาศ ลักษณะ และความเข้มข้นของก๊าซกัดกร่อน

ความดันบรรยากาศ

ในพื้นที่สูง (เหนือระดับน้ำทะเล 1,000 เมตร) เนื่องจากการลดลงของความหนาแน่นของอากาศเมื่อระดับความสูงเพิ่มขึ้น ส่งผลให้อุณหภูมิของมอเตอร์สูงขึ้นและกำลังขับลดลง แรงดันเริ่มต้นของการเกิดโคโรนาในมอเตอร์ไฟฟ้าแรงสูงก็จะลดลงตามไปด้วย หากมอเตอร์ทำงานโดยมีโคโรนาเกิดขึ้นเป็นเวลานาน จะส่งผลต่ออายุการใช้งานและความปลอดภัยในการทำงานของมอเตอร์ นอกจากนี้ การเปลี่ยนแปลงระดับความสูงยังมีผลกระทบอย่างมากต่อการสลับกระแสตรงและการสึกหรอของแปรงถ่าน ในบรรยากาศที่ขาดความชื้นและออกซิเจน (โดยเฉพาะความชื้น) อัตราการก่อตัวของฟิล์มออกไซด์ทองแดงบนพื้นผิวการสลับกระแสจะช้าลง ซึ่งไม่สามารถสมดุลกับการสึกหรอได้ จึงนำไปสู่การเสื่อมสภาพของการสลับกระแสและการสึกหรอของแปรงถ่านที่เพิ่มขึ้น

พลังงานสูง

รังสีพลังงานสูง (เช่น อิเล็กตรอน โปรตอน หรือรังสีแกมมาจากรังสีนิวเคลียร์) สามารถทำให้อะตอมของสารเคลื่อนที่ ส่งผลให้เกิดข้อบกพร่องในโครงสร้างผลึกและการเกิดคู่ของอะตอมในช่องว่าง ทำให้เกิดความเสียหายจากรังสีต่อโครงสร้างของวัสดุ นอกจากนี้ เมื่อสารสัมผัสกับรังสี อิเล็กตรอนจะหลุดออกจากวงโคจร ทำให้เกิดคู่ของอิเล็กตรอนและโฮล ซึ่งทำให้สารนั้นมีแนวโน้มที่จะเกิดการแตกตัวเป็นไอออน ผลกระทบของรังสีต่อวัสดุฉนวนขึ้นอยู่กับชนิดและปริมาณของรังสี (แสดงในรูปของอัตราปริมาณรังสีหรือค่าปริมาณรังสีสะสม) สเปกตรัมพลังงานของรังสี คุณสมบัติของวัสดุฉนวนที่ได้รับรังสี และอุณหภูมิของสิ่งแวดล้อม รังสีส่วนใหญ่ก่อให้เกิดความเสียหายต่อวัสดุฉนวน โดยเฉพาะอย่างยิ่ง คุณสมบัติทางกลของวัสดุฉนวนอินทรีย์จะได้รับผลกระทบอย่างรุนแรงที่สุด ปริมาณรังสีที่ยอมรับได้สำหรับวัสดุฉนวนคือ 10 โรntgen อย่างไรก็ตาม วัสดุฉนวนอนินทรีย์มีความต้านทานต่อรังสีได้ดีกว่า เช่น ควอตซ์และไมกา ซึ่งสามารถทนต่อปริมาณรังสีที่อนุญาตได้มากกว่า 10 โรntgen

แรงเชิงกล

แรงดันสูง แรงกระแทก และแรงสั่นสะเทือนสูง สามารถทำให้ชิ้นส่วนโลหะและโครงสร้างฉนวนของมอเตอร์เสียหายได้ง่าย