
電纜絕緣老化原因
文章出處: 責任編輯: 發布時間:2021-02-24 14:37:29 點擊數:- 【大
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電纜絕緣老化,指因電場、溫度、機械力、濕度、周圍環境等因素的長期作用,使電纜絕緣在運行過程中質量逐漸下降、結構逐漸損壞的現象。絕緣老化的速度與絕緣結構、材料、制造工藝、運行環境、所受電壓、負荷情況等有密切關系。絕緣老化最終導致絕緣失效,電纜不能繼續運行。為延長電纜的使用壽命,需針對引起老化的原因,在電纜絕緣制造和運行時,采取相應的措施,減緩絕緣老化的過程。引起絕緣老化的原因可歸結為電的作用、熱的作用、化學作用、機械力作用、濕度的影響等。
簡介
由于絕緣體內部的雜質變化,外部灰塵水份的侵入,或使用溫度過高, 使用時間過久等原因造成絕緣體變質,使絕緣性能逐漸變差的現象。熱老化是材料老化的基本形式,長期受熱后,一些絕緣材料的 抗彎和抗張強度均會顯著降低,當受到機械作用后很容易損壞而導致絕緣擊穿;水份能和其他污物一起組成弱電介質,生成離子,增大電導及介質損耗,使絕緣材料進一步發熱,加速了熱老化的進程。另外,局部放電、光 照、輻射等都是影響絕緣老化的因素。絕緣老化意味著絕緣材料的使用壽命已經到期,如果繼續使用將有發生漏電、短路等事故的危險。
老化原因
促使介質老化的因素很多,大致有:熱、氧化、濕度、電壓、機械作用力、風、光、電暈、臭氧、微生物、放射線以及周圍物質的觸媒作用等。 隨著各種絕緣材料、絕緣結構以及絕緣本身所處工作條件的不同,促使介質老化的原因也各不一致。
一般在低電壓情況下,促使有機介質老化的主要因素通常是熱和氧化。 在額定電壓高的設備中如發生電暈放電,則會使絕緣受到侵蝕。局部穿孔、龜裂、放電位置的變質,在油浸紙的分層面產生樹枝狀的碳化路徑、油的分解和聚合,致使絕緣強度下降。而在另一些情況,譬如在濕熱帶工作條件下,則濕度以及微生物的因素就成為促進絕緣老化的主要因素。
促使介質老化的各種因素,都是互相聯系,彼此影響的。例如熱和氧化的作用,雖然在高溫下熱的因素比較強烈,在低溫下氧化的作用比較顯著,但是熱老化經常伴隨著氧化作用,而氧化作用又深愛濕度的影響,甚至由熱分解析出的物質,有可能經過氧化而生成有利于進一步老化的物質;促使第二級不可逆反應的進行。
電纜絕緣老化類型
電老化
電纜絕緣在運行過程中會受到工作電壓和工作電流的作用。在長期工作電壓下,絕緣若發生擊穿,將會使絕緣材料發生局部損壞。絕緣結構過大,則在長期工作電壓作用下,絕緣將因過熱而損壞。在雷電過電壓和操作過電壓的作用下,絕緣中可能發生局部損壞。以后再承受過電壓作用時,損壞處逐漸擴大,最終導致完全擊穿。
熱老化
電纜絕緣在運行過程中因周圍環境溫度過高,或因電纜本身發熱而導致絕緣溫度升高。在高溫作用下,絕緣的機械強度下降,結構變形,因氧化、聚合而導致材料喪失彈性,或因材料裂解而造成絕緣擊穿,電壓下降。戶外電纜會因熱脹冷縮而使密封破壞,水分侵入絕緣;或因瓷絕緣件與金屬件的熱膨脹系數不同,在溫度劇烈變化時,瓷絕緣件破裂。
化學老化
絕緣材料在水分、酸、臭氧、氮的氧化物等的作用下,物質結構和化學性能會改變,以致降低電氣和機械性能。例如變壓器油在空氣中會因氧化產生有機酸,膠裝油泥增加;同時還會形成固體沉淀物,堵塞油道,影響對流散熱,使絕緣的溫度上升而使絕緣性能下降。
機械力老化
在機械負荷、自重、振動、撞擊和短路電流電動力的作用下,絕緣會破壞,機械強度下降。例如槽口處的絕緣由于長期振動、高溫作用,很容易開裂分層,最終損壞。
濕度老化
環境的相對濕度對絕緣材料耐受表面放電的性能有影響。如果水分侵入絕緣內部,將會造成介質電損耗增加或擊穿電壓下降。
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