影响绝缘老化的因素有哪些

长期使用的电缆会随着时间的推移失去绝缘质量,换句话说,它们的绝缘老化。这是由于多种因素造成的。结果,布线的某些地方暴露在外,这充满了危险事故:意外短路和火花可能导致火灾或至少对人造成电击伤害。

当然,现在使用的绝缘材料比以前使用的绝缘材料更耐用,但有些地方的电线长期没有更换,绝缘老化的问题仍然存在。下面我们就来看看影响绝缘老化的因素有哪些。

电缆绝缘

绝缘老化以相对单位测量。老化是以标准允许的温度下运行对应的单位。在实际计算中,通常使用称为“八度法则”的法则来估算绝缘的老化过程。

这条规则虽然只是一般老化定律的一个特例,但在通常允许的绝缘温度范围内给出了一个很好的现实近似值。在更高的温度下,这会导致老化数据略微夸大,但对于相对估计仍然有用。

八步法则的含义归结为:温度每升高8°C,绝缘材料会加速磨损(老化)两次。这意味着,例如,如果带绝缘的电线芯在过载期间的温升为 48°C,而不是规范中接受的 40°C,那么它们的绝缘层将以 2 倍的速度磨损,温度为 56 °C — 快 4 倍。

电气装置中的电气绝缘 绝缘老化的主要因素有以下几点。工作电压或罕见的过电压有时会引起绝缘局部放电,从而导致所谓的。绝缘电老化。

其次是由于暴露于热和氧化引起的老化。最后,防潮绝缘也是一个不容忽视的很强的老化因素。

其他(不太重要的)老化因素是:静态或振动性质的机械负载以及电解反应产物和有机酸的化学破坏作用。

影响绝缘老化的因素有哪些

绝缘的电老化——放电引起的微裂纹逐渐积累

局部放电会导致大多数类型的绝缘逐渐破坏:每次放电,只有部分能量用于材料分子键的不可逆破坏,因此破坏发生缓慢但肯定。它看起来像是绝缘层中的微裂纹。

不同的材料破坏的程度和规模是不同的。有机电介质在局部放电的作用下,释放出导电的碳化合物,以及气体:氢气、甲烷、二氧化碳、乙炔等。当固体电介质的分子键断裂时,会形成自由基。

隔油和纸油绝缘改变了其每个组件的电气特性和物理化学性质:电气纸板、矿物油和纸老化,浸渍成分被破坏,电导率最终增加,有害破坏的有利条件是创建 .

电源变压器

至于石油本身,在强电场下,其中的电子获得足够的能量来破坏碳分子,从而释放出氢气。这个过程在高压线路的绝缘中尤为明显,不同类型的绝缘以其自身的破坏强度(取决于绝缘的成分)为特征。

这里值得注意的是,绝缘击穿和裂纹的形成不会由于任何时刻的过电压而立即发生。这个过程很慢:每次出现新的浪涌时,微裂纹都会累积,只有在最后看起来绝缘体被裂纹损坏了。

变压器套管

热老化——破坏绝缘性能的化学反应

很明显,在 25°C 的正常条件下,所有绝缘材料都表现正常,它们在室温下是惰性的。然而,流过电缆的电流会将绝缘层加热到 130°C 甚至更高。在这种情况下,绝缘材料会慢慢发生化学反应,逐渐降低其性能。

电介质最初是刚性的——随着时间的推移它们会变脆,电缆上任何显着的机械应力都会导致这种绝缘材料破裂和破坏。液体电介质逐渐蒸发,部分变成气体,因此这种绝缘体的介电强度会随着时间的推移而降低。它也是一个免受热作用的老化绝缘网络。

电机绕组绝缘损坏

水分作为老化因素——促进渗漏的氧化

毫不奇怪,水分会进入电缆的绝缘层,无论是热氧化过程形成的冷凝水还是来自外部环境的水,同样的季节性降水。

当自由离子开始增加漏电流时,绝缘电阻会因水分的作用而降低。介电损耗增加,最终导致完全击穿。但即使没有发生损坏,湿气仍然会导致绝缘过热,热老化不会延迟。

这就是为什么绝缘始终保持干燥如此重要的原因,并且在大型工业中,根据这一规定,不断监测绝缘的水分含量,并采取措施将这种老化因素降至最低。

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