Milyen tényezők befolyásolják a szigetelés öregedését
A régóta használt kábelek idővel veszítenek szigetelési minőségükből, vagyis szigetelésük elöregednek. Ez számos tényezőnek köszönhető. Ennek eredményeként a vezetékek egyes helyei szabaddá válnak, ami veszélyes balesetekkel jár: a véletlen rövidzárlatok és szikrák tüzet vagy legalább elektromos sérüléseket okozhatnak.
Természetesen a ma használt szigetelőanyagok tartósabbak, mint a korábban használtak, de néhol az elektromos vezetékek sokáig nem változtak, és továbbra is fennáll a szigetelés elöregedésének problémája. Nézzük a szigetelés elöregedését befolyásoló tényezőket.
A szigetelés öregedését relatív mértékegységekben mérik. Az öregítést a szabványok által megengedett hőmérsékleten történő működésnek megfelelő egységnek tekintjük. Gyakorlati számításokhoz a „nyolc fok szabályaként” ismert szabályt gyakran használják a szigetelés öregedési folyamatának becslésére.
Ez a szabály, bár csak az öregedés általános törvényének speciális esete, jó közelítést ad a valósághoz a szigetelésre általában megengedett hőmérsékleti tartományban. Magasabb hőmérsékleten ez kissé eltúlzott öregedési adatokat eredményez, de továbbra is hasznos a relatív becslésekhez.
A nyolclépéses szabály jelentése abban a tényben rejlik, hogy a hőmérséklet emelkedése minden 8 ° C-on a szigetelés kétszeres gyorsulásához (öregedéséhez) vezet. Ez azt jelenti, hogy ha például a túlterhelés során szigetelt vezetékek magjainak hőmérséklete 48 ° C-kal emelkedik a normákban elfogadott 40 ° C helyett, akkor szigetelésük 2-szer gyorsabban és 56 ° C-on elhasználódik. ° C - 4-szer gyorsabb.
A szigetelés öregedésének főbb tényezői a következők. Az üzemi feszültség vagy a ritka túlfeszültség esetenként részleges kisüléseket okozhat a szigetelésben, ami ún. A szigetelés elektromos öregedése.
Ezt követi a hőnek és oxidációnak való kitettség miatti öregedés. Végül, a nedvességszigetelés is elég erős öregedési tényező, amelyet nem szabad figyelmen kívül hagyni.
További (kevésbé jelentős) öregedési tényezők: statikus vagy vibrációs jellegű mechanikai terhelések, valamint elektrolitikus reakciók termékeinek és szerves savak kémiailag roncsoló hatása.
A szigetelés elektromos öregedése — a kisülésekből származó mikrorepedések fokozatos felhalmozódása
A részleges kisülések a legtöbb szigeteléstípus fokozatos tönkremeneteléhez vezetnek: minden egyes kisülésnél energiájának csak egy része fordítódik az anyag molekuláris kötéseinek visszafordíthatatlan megsemmisítésére, aminek következtében a pusztulás lassan, de biztosan megtörténik.Mikrorepedéseknek tűnik a szigetelésben.
A roncsolás mértéke és mértéke különböző anyagoknál eltérő. A szerves dielektrikumok részleges kisülések hatására vezetőképes szénvegyületeket, valamint gázokat szabadítanak fel: hidrogén, metán, szén-dioxid, acetilén stb. Amikor a szilárd dielektrikumok molekuláris kötései megszakadnak, gyökök keletkeznek.
Az olajzáró és a papír-olaj szigetelés megváltoztatja az elektromos jellemzőket és a fizikai-kémiai tulajdonságokat minden egyes komponensében: elektromos karton, ásványolaj és papíröregedés, az impregnáló összetétel megsemmisül, a vezetőképesség végső soron megnő, a káros roncsolódáshoz kedvező feltételek alakulnak ki. létrehozott .
Ami magát az olajat illeti, erős elektromos mezők hatására a benne lévő elektronok elegendő energiát szereznek a szénmolekulák elpusztításához, aminek következtében hidrogén szabadul fel. Ez a folyamat különösen hangsúlyos a nagyfeszültségű vezetékek szigetelésénél, és a különböző típusú szigeteléseket saját roncsolási intenzitásuk jellemzi (amely a szigetelés összetételétől függ).
Itt érdemes megjegyezni, hogy a szigetelés repedésképződéssel járó tönkremenetele nem minden pillanatban következik be a túlfeszültség miatt. Ez a folyamat lassú: mikrorepedések halmozódnak fel minden alkalommal, amikor új hullám keletkezik, és csak a végén tűnik úgy, mint a repedések által sérült szigetelés.
Termikus öregedés - kémiai reakciók, amelyek rontják a szigetelés tulajdonságait
Nyilvánvaló, hogy normál körülmények között 25 ° C-on minden szigetelőanyag normálisan viselkedik, szobahőmérsékleten inert.A kábeleken átfolyó áram azonban felmelegíti a szigetelést 130 °C-ra és még magasabbra. Ilyen körülmények között lassan kémiai reakciók mennek végbe a szigetelőanyagban, ami fokozatosan rontja annak tulajdonságait.
A dielektrikumok kezdetben merevek – idővel törékennyé válnak, és a kábelt érő bármilyen jelentős mechanikai igénybevétel repedéseket és a szigetelés tönkremenetelét okozza. A folyékony dielektrikumok fokozatosan elpárolognak, részben gázzá alakulnak, ami miatt az ilyen szigetelés dielektromos szilárdsága idővel csökken. Ez is a hőhatástól elöregedett szigetelés hálózata.
A nedvesség mint öregedési tényező – oxidáció, amely elősegíti a szivárgást
Nem meglepő, hogy a kábel szigetelésére nedvesség kerülhet, legyen szó termooxidációs folyamatok eredményeként képződő kondenzvízről vagy egyszerűen a külső környezetből származó vízről, ugyanaz a szezonális csapadék.
A szigetelési ellenállás csökken a nedvesség hatására, mivel a szabad ionok elkezdik növelni a szivárgó áramot. A dielektromos veszteségek megnövekednek, ami végül teljes meghibásodáshoz vezet. De még ha nem is történik kár, a nedvesség továbbra is hozzájárul a szigetelés túlmelegedéséhez, és a termikus öregedés nem késik.
Éppen ezért olyan fontos, hogy a szigetelés mindig száraz maradjon, és a nagy iparágakban ezzel a rendelkezéssel kapcsolatban folyamatosan figyelik a szigetelés nedvességtartalmát, és intézkednek ennek az öregedési tényezőnek a minimálisra csökkentése érdekében.
Lásd még:
Szigetelés minőségi mutatók - ellenállás, abszorpciós együttható, polarizációs index és mások
Mi határozza meg az elektromos motorok élettartamát
Tüzek okai elektromos készülékekben
Kábelek és vezetékek hő- és tűzállósága, nem éghető szigetelés
Hogyan történik helyesen a kábel szigetelési vizsgálata?