ГОСТ 31610.0—2019
Приложение Н
(справочное)
Напряжение на концах вала, вызывающее искрение в подшипнике двигателя или на шейке.
Расчет энергии разряда
Н.1 Общие требования
Потенциальным источником воспламенения для мощных машин и двигателей любого размера с питанием
через преобразователь может быть искрение подшипника или вала из-за синфазного напряжения (СФН) или цир
кулирующих токов вала. Напряжение, наведенное или переданное валу машины, может вызвать ток, величина
которого ограничена полным сопротивлением смазочной пленки в подшипнике. Напряжение вала обычно счи
тают напряжением заряженного конденсатора, при этом емкость создается ротором, статором и подшипниками.
Когда потенциал вала на смазочной пленке достигает значения напряжения диэлектрического пробоя, происхо
дит разряд. Разряд может вызвать образование ямок в подшипнике. Отказ подшипника может привести к
нагреву подшипника.
Соединительное устройство вала, которое подключает вал машины к тому же напряжению, что и раму (кор
пус) машины рядом с подшипником, может быть установлено внутри и снаружи машины, чтобы способствовать
продлению срока службы подшипников в основном за счет закорачивания конденсатора и, таким образом, умень
шения до минимума искрения на подшипнике и продления его срока службы.
Соединительные устройства вала или подшипники, установленные внутри машины или оболочки с видом
взрывозащиты «d» или «р», не являются источником воспламенения для окружающей взрывоопасной среды. Со
единительные устройства вала или подшипники, установленные внутри или с внешней стороны машины с ви дом
взрывозащиты «е» или с внешней стороны машины с видом взрывозащиты «d» или «р», могут представ лять
риск воспламенения, который должен быть снижен. В настоящем приложении содержится руководство по оценке
возможности применения соединительных устройств вала, если не применяются виды взрывозащиты «d» или «р».
Н.2 Оценка риска воспламенения с помощью расчета энергии воспламенения
Пиковые значения энергии воспламенения могут быть измерены или рассчитаны, если известны некоторые
параметры. Затем полученная энергия разряда может быть сравнена с минимальной энергией воспламенения
конкретного горючего материала или группы оборудования, как показано в таблице Н.1.
Максимальная энергия емкостного разряда в искре Е, Дж, может быть рассчитана с помощью следующего
уравнения:
где С— общая емкость ротора и подшипников, в которых возникает напряжение U (Ф);
U— наивысшее возможное пиковое напряжение вала с учетом влияния переходных процессов (В).
Емкость определяют для распределенной площади поверхностей от вращающегося узла до заземленных
частей машины. Эти поверхности обычно находятся между ротором и статором и между опорными несущими по
верхностями на каждом конце вала. Все значения емкости складывают для получения общего значения емкости,
которое используется для расчета максимальной энергии разряда Е.
Примечание — Для машин с питанием через преобразователь значение U оценивают с запасом, как
равное 10 % синфазного напряжения преобразователя. Напряжение вала можно также вывести из эффекта взаи
мосвязи синфазного режима между емкостью обмотка/ротор и емкостью ротор/корпус.
Значение емкости конденсатора С(Ф) может быть определено с помощью соответствующей формулы с уче
том геометрических параметров конденсатора. Например, для конденсатора, состоящего из концентрических ци
линдров, можно применить любую из приведенных ниже формул:
где
е
— диэлектрическая проницаемость материала, кроме воздуха, между поверхностями (Ф/м);
/ — длина цилиндра, м;
а*— внешний диаметр,м;
Ь* — внутренний диаметр, м.
* Внутренний диаметр и внешний диаметр частей двигателя, для которого рассчитывают С, например ста
тора, ротора, вала, подшипникового щита, подшипника и т.д. Допускается использовать радиус вместо диаметра,
если его будут использовать вместо диаметров для обеих частей.
E=V2CU2(Н.1)
2ле/
(Н.2)
а
101