Всё электрооборудование имеет изоляцию. Целью изоляции является предотвращение прямого контакта с проводником. Величина сопротивления изоляции должна быть достаточно высокой для предотвращения тока утечки. Сопротивление изоляции измеряют между:
● фазой и землей
● фазами
Минимально допустимая величина сопротивления изоляции определена в соответствующих регистровых нормативных документах.
Протекание токов утечки через поверхность внешней изоляции называется трекингом, который также зависит от крепежа и расстояния между клеммами, как показано на рисунке ниже.
Оборудование необходимо сохранять в чистоте для предотвращения трекинга и поддерживать величину сопротивления изоляции выше минимально допустимых значений (обычно это не менее 1 МОм для напряжений свыше 1000 В).
Изоляционные материалы неметаллические. На изоляцию негативно влияют многие факторы, такие как влажность, температура, электрический и механический стресс, вибрация, химикаты, масло, грязь и старость.
Традиционно изоляционные материалы состоят из хлопка, шелка и бумаги. Они могут быть либо сухими, либо обработанными изоляционным лаком или смоляными соединениями для исключения влаги и других вредных веществ. Другие изоляционные материалы содержат керамику, слюду стекловолокно, PVC и другие виды пластмасс и компаундов.
Большинство изоляционных материалов не могут выдерживать высокие температуры (более 100°С).
Всё электрооборудование, находящееся под питанием, нагревается с последующим повышением температуры. Эта температура будет выше температуры окружающего воздуха.
Всё морское электрооборудование рассчитано на удовлетворительную работу при максимальной температуре окружающей среды в 45°С. В этих условиях ожидаемое повышение температуры не превысит допустимый предел, установленный для изоляционного материала. Таким образом, изоляционный материал определяет максимально разрешенную температуру, при которой можно эксплуатировать электрооборудование.
Есть исключения, такие как масляные циркуляционные насосы, которые работают при гораздо более высоких температурах. Поэтому, такая изоляция должна быть рассчитана для безопасной работы в таких условиях.
Изоляция классифицируется в соответствии с максимальной температурой, которой электродвигатель будет работать в безопасном режиме. Формально это имеет название как «Класс изоляции» и часто наносится на заводские таблички двигателей «Ins. Cl.». Классификация изоляции перечислена в IEC и NEMA. Классы O, A, B и C много лет использовались как основные, но класс O теперь известен как Y и некоторые классы (E, F и H) были добавлены для классификации новых материалов в этой области.
Максимальная температура, разрешенная для каждого из этих классов:
Класс изоляции E используется европейскими производителями для морского применения.
Это постоянная температура поверхности, измеренная при остановке оборудования и отсутствии охлаждения. Также при рассмотрении соответствующей температуры работающего двигателя, должна быть учтена температура в самой горячей точке обмотки. Доступны только практические средства для определения температуры, путем измерения сопротивления обмотки или температуры поверхности при помощи термометра.
Непрерывно работающий двигатель в конечном итоге достигнет устойчивой температуры, при которой тепло в обмотках и магнитном сердечнике, возникающее из-за потерь на трение, будет рассеиваться с той же скоростью, как и создавалось. Разница между этой устойчивой температурой и температурой входящего охлаждающего воздуха является температурой подъема. Для всех практических целей этот подъем всегда одинаков, независимо от температуры охлаждающего воздуха.
Например:
Если двигатель испытывается при температуре окружающей среды в 20°С, а температура самого двигателя 55°С, то температура подъема равна 35°С. Когда этот же двигатель будет работать при температуре окружающей среды в 45°С, его температура подъема будет прежней - 35°С, в итоге температура двигателя составит 80°С.
Двигатель, работающий непрерывно при таких условиях будет иметь ожидаемый срок службы от 15 до 20 лет до разрушения изоляции. Однако, продолжительность жизни будет сокращаться вдвое на каждые 10°С превышающими над допустимыми температурами.