Какви фактори влияят върху стареенето на изолацията
Дълго експлоатираните кабели губят качеството на изолацията си с течение на времето, с други думи изолацията им застарява. Това се дължи на редица фактори. В резултат на това някои места на окабеляването са изложени, което е изпълнено с опасни инциденти: случайно късо съединение и искри могат да доведат до пожар или поне до електрически наранявания на хората.
Разбира се, използваните понастоящем изолационни материали са по -издръжливи от тези, използвани по -рано, но на някои места електрическото окабеляване не се е променило дълго време и проблемът със стареенето на изолацията остава такъв. Нека да разгледаме факторите, които влияят върху стареенето на изолацията.
Стареенето на изолацията се измерва в относителни единици. Стареенето се приема като единица, съответстваща на работа при температура, позволена от стандартите. За практически изчисления често се използва правило, известно като «правило на осем градуса» за оценка на процеса на стареене на изолацията.
Това правило, въпреки че е само специален случай на общия закон за стареенето, дава добро приближение към реалността в температурния диапазон, нормално разрешен за изолация. При по -високи температури това води до малко преувеличени данни за стареенето, но остава полезно за относителни оценки.
Смисълът на осемстепенното правило се свежда до факта, че повишаването на температурата на всеки 8 ° C води до ускоряване на износването (стареене) на изолацията два пъти. Това означава, че ако например жилите на проводници с изолация по време на претоварване ще имат повишаване на температурата от 48 ° C вместо 40 ° C, приети в нормите, тогава тяхната изолация ще се износва 2 пъти по -бързо и при температура 56 ° C — 4 пъти по -бързо.
Основните фактори за стареенето на изолацията са следните. Работното напрежение или рядкото пренапрежение понякога могат да причинят частични разряди в изолацията, което води до т. Нар. Електрическо стареене на изолацията.
Следва стареене поради излагане на топлина и окисляване. И накрая, изолацията на влага също е доста силен фактор на стареене, който не бива да се пренебрегва.
Допълнителни (по -малко значими) фактори на стареене са: механични натоварвания със статичен или вибрационен характер и химически разрушителен ефект на продукти от електролитични реакции и органични киселини.
Електрическо стареене на изолацията — постепенно натрупване на микропукнатини от разрядите
Частичните разряди водят до постепенно разрушаване на повечето видове изолация: с всеки разряд само част от енергията му се изразходва за необратимо разрушаване на молекулярните връзки на материала, в резултат на което разрушаването настъпва бавно, но сигурно. На външен вид прилича на микропукнатини в изолацията.
Степента на разрушаване и нейният мащаб са различни за различните материали. Органичните диелектрици, под действието на частични разряди, отделят проводими въглеродни съединения, както и газове: водород, метан, въглероден диоксид, ацетилен и др. Когато молекулните връзки на твърдите диелектрици се разрушат, се образуват радикали.
Маслено-бариерната и хартиено-маслената изолация променя електрическите характеристики и физико-химичните свойства във всеки от нейните компоненти: електрокартон, минерално масло и хартия-стареене, импрегниращият състав се разрушава, проводимостта в крайна сметка се увеличава, създават се благоприятни условия за вредни разрушения.
Що се отнася до самото масло, при силни електрически полета електроните придобиват в него достатъчно енергия, за да разрушат въглеродните молекули, в резултат на което се отделя водород. Този процес е особено изразен при изолацията на високоволтови линии, а различните видове изолация се характеризират със собствена интензивност на разрушаване (което зависи от състава на изолацията).
Тук си струва да се отбележи, че разрушаването на изолацията с образуването на пукнатина не възниква незабавно поради пренапрежение във всеки един момент. Този процес е бавен: микропукнатини се натрупват всеки път, когато възникне ново пренапрежение и едва в края изглежда като изолация, повредена от пукнатини.
Топлинно стареене — химични реакции, които влошават свойствата на изолацията
Ясно е, че при нормални условия при 25 ° C всички изолационни материали се държат нормално, те са инертни при стайна температура. Токът, протичащ през кабелите, обаче загрява изолацията до 130 ° C и дори по -висока. При такива обстоятелства химическите реакции бавно протичат в изолационния материал, постепенно влошавайки неговите свойства.
Диелектриците първоначално са твърди — с времето стават крехки и всяко значително механично напрежение върху кабела ще доведе до пукнатини и разрушаване на такава изолация. Течните диелектрици постепенно се изпаряват, частично се превръщат в газ, поради което диелектричната якост на такава изолация намалява с течение на времето. Това е и мрежа от старееща изолация от действието на топлината.
Влагата като фактор на стареене — окисляване, което подпомага изтичането
Не е изненадващо, че влагата може да попадне върху изолацията на кабела, независимо дали е конденз, образуван в резултат на термоокислителни процеси, или просто вода от външната среда, същите сезонни валежи.
Съпротивлението на изолацията намалява от действието на влагата, тъй като свободните йони започват да увеличават тока на изтичане. Диелектричните загуби се увеличават, което в крайна сметка води до пълна повреда. Но дори и да не се получи повреда, влагата все пак допринася за прегряване на изолацията и термичното стареене не закъснява.
Ето защо е толкова важно изолацията винаги да остане суха, а в големите индустрии, във връзка с тази разпоредба, непрекъснато се следи съдържанието на влага в изолацията и се вземат мерки за намаляване на този фактор на стареене до минимум.
Вижте също:
Какво определя експлоатационния живот на електродвигателите
Причини за пожари в електрически устройства
Топлоустойчивост и огнеустойчивост на кабели и проводници, негорима изолация