الکتروموتورهای فشار متوسط (Medium Voltage Motors) معمولاً در محدوده ولتاژی 1 کیلوولت تا 36 کیلوولت مورد استفاده قرار میگیرند و در صنایع نفت، گاز، پتروشیمی، فولاد، سیمان، نیروگاهها و معادن کاربرد گستردهای دارند. در این موتورها، انتقال جریانهای بالا نیازمند استفاده از هادیهایی با ظرفیت مناسب، استحکام مکانیکی مطلوب و مقاومت الکتریکی پایین است. به همین دلیل شینههای مسی یکی از اجزای اصلی در بخش ترمینالباکس، تابلوهای تغذیه و سیستمهای اتصال موتورهای فشار متوسط محسوب میشوند.
رنگ رسانا (Conductive Coating) برای جمعآوری جریانهای خزشی در الکتروموتورهای فشار متوسط
در الکتروموتورهای فشار متوسط، یکی از مهمترین چالشهای سیستم عایقی، کنترل میدان الکتریکی و جلوگیری از تخلیههای جزئی (Partial Discharge) و جریانهای سطحی یا خزشی (Surface Leakage Currents) است. برخلاف تصور رایج، رنگهای رسانا در این موتورها برای زیبایی یا شناسایی فازها استفاده نمیشوند، بلکه بخشی از سیستم عایقی سیمپیچ بوده و نقش الکتریکی بسیار مهمی دارند.
1. جریان خزشی چیست؟
جریان خزشی (Leakage Current) جریانی است که به جای عبور از مسیر اصلی هادی، روی سطح عایق حرکت میکند.
علل ایجاد آن:
- آلودگی سطح عایق
- رطوبت
- نمک و گردوغبار صنعتی
- تمرکز میدان الکتریکی
- پیرشدگی عایق
در موتورهای 6kV تا 13.8kV این پدیده میتواند منجر به تخریب تدریجی عایق شود.
نقش رنگ رسانا در موتور فشار متوسط
در سیمپیچی موتورهای فشار متوسط از پوششهای رسانا استفاده میشود تا:
- میدان الکتریکی یکنواخت شود.
- تخلیه جزئی کاهش یابد.
- بارهای سطحی تخلیه شوند.
- جریانهای خزشی کنترل شوند.
- تنش الکتریکی در خروجی شیارها کاهش یابد.
انواع پوششهای رسانا
الف) رنگ رسانای شیار (Slot Conductive Coating)
این پوشش روی قسمت سیمپیچی که داخل شیار است قرار میگیرد.
وظایف:
- همپتانسیل کردن سطح سیمپیچ
- جلوگیری از تخلیه در فضای هوایی شیار
- کاهش کرونا
ب) رنگ نیمهرسانا (Semi-Conductive Coating)
این لایه در ناحیه خروج از شیار استفاده میشود.
هدف:
کنترل تدریجی میدان الکتریکی
و جلوگیری از تمرکز میدان در نقطه خروج سیمپیچ.
ج) رنگ کنترل تنش (Stress Grading Paint)
در موتورهای با ولتاژ بالاتر از 6kV بسیار متداول است.
وظیفه:
- توزیع یکنواخت میدان
- کاهش شدت میدان موضعی
- جلوگیری از ایجاد کرونا
رنگ این پوششها چیست؟
در اکثر سازندگان معتبر مانند:
- Siemens
- ABB
- WEG
- Toshiba
پوششهای رسانا معمولاً به رنگهای زیر دیده میشوند:
| نوع پوشش | رنگ ظاهری |
|---|---|
| رسانای کامل | مشکی |
| نیمهرسانا | خاکستری تیره |
| کنترل تنش | مشکی مات |
| ضد کرونا | خاکستری یا مشکی |
بنابراین رنگ مشکی که روی سیمپیچهای موتور MV مشاهده میشود معمولاً یک پوشش رسانا یا نیمهرسانا است.
در الکتروموتورهای فشار متوسط، «رنگ رسانا» یا پوشش رسانا بخشی از سیستم عایقی سیمپیچ است و وظیفه اصلی آن جمعآوری بارهای سطحی، هدایت جریانهای خزشی به زمین، کنترل میدان الکتریکی و جلوگیری از تخلیه جزئی است. این پوششها معمولاً بر پایه رزین اپوکسی و مواد کربنی ساخته شده و به رنگ مشکی یا خاکستری تیره دیده میشوند. نباید این پوششها را با رنگبندی شناسایی فازها اشتباه گرفت؛ رنگ فازها برای شناسایی مدار (L1، L2، L3) است، در حالی که رنگ رسانا نقش حفاظتی و عایقی در ساختار سیمپیچ موتور فشار متوسط دارد.
ترکیب مواد رنگ رسانا
این پوششها معمولاً از مواد زیر ساخته میشوند:
- رزین اپوکسی
- گرافیت
- کربن بلک (Carbon Black)
- مواد نیمهرسانا
به همین دلیل ظاهر آنها اغلب مشکی است.
اتصال رنگ رسانا به زمین
این پوشش باید با هسته استاتور تماس مناسب داشته باشد.
ارتباط رنگ رسانا با تخلیه جزئی (PD)
تخلیه جزئی مهمترین عامل تخریب عایق موتورهای فشار متوسط است.
علائم:
- تولید ازن
- خوردگی عایق
- افزایش دما
- شکست عایقی
استفاده از پوششهای رسانا باعث کاهش احتمال وقوع PD میشود.
این پوششها معمولاً در:
- سطح خارجی کویلها
- ناحیه خروج از شیار
- انتهای سیمپیچ
- بخشهای نزدیک ترمینال
قابل مشاهده هستند.