Hvilke faktorer påvirker aldring af isolering
Langt brugte kabler mister deres isoleringskvalitet over tid, med andre ord deres isolering ældes. Dette skyldes en række faktorer. Som følge heraf er nogle steder af ledningerne udsat, hvilket er fyldt med farlige ulykker: utilsigtede kortslutninger og gnister kan føre til brand eller i det mindste elektriske skader på mennesker.
Selvfølgelig er de isoleringsmaterialer, der bruges i dag, mere holdbare end dem, der blev brugt tidligere, men nogle steder har elektriske ledninger ikke ændret sig i lang tid, og problemet med ældning af isolering består. Lad os se på de faktorer, der påvirker aldring af isolering.
Isoleringsældning måles i relative enheder. Ældning tages som en enhed svarende til drift ved den temperatur, som standarderne tillader. Til praktiske beregninger bruges en regel kendt som «reglen om otte grader» ofte til at estimere ældningsprocessen for isolering.
Selv om denne regel kun er et særligt tilfælde af den generelle lov om ældning, giver den en god tilnærmelse til virkeligheden i det temperaturområde, der normalt tillades for isolering. Ved højere temperaturer resulterer dette i lidt overdrevne aldringsdata, men forbliver nyttigt til relative skøn.
Betydningen af otte-trins-reglen bunder i det faktum, at en temperaturstigning for hver 8 ° C fører til accelereret slid (ældning) af isoleringen to gange. Dette betyder, at hvis for eksempel kernerne af ledninger med isolering under overbelastning vil have en temperaturstigning på 48 ° C i stedet for 40 ° C accepteret i normerne, så vil deres isolering slides 2 gange hurtigere og ved en temperatur på 56 ° C — 4 gange hurtigere.
De vigtigste faktorer for ældning af isoleringen er følgende. Driftsspænding eller sjælden overspænding kan nogle gange forårsage delvise udladninger i isoleringen, hvilket resulterer i såkaldte. Elektrisk ældning af isolering.
Dette efterfølges af ældning på grund af udsættelse for varme og oxidation. Endelig er fugtisolering også en ret stærk ældningsfaktor, som ikke bør overses.
Yderligere (mindre signifikante) ældningsfaktorer er: mekaniske belastninger af statisk eller vibrationel karakter og kemisk destruktiv effekt af produkter fra elektrolytiske reaktioner og organiske syrer.
Elektrisk ældning af isolering — gradvis akkumulering af mikrorevner fra udledninger
Delvise udledninger fører til gradvis ødelæggelse af de fleste typer isolering: Ved hver udledning bruges kun en del af dens energi på irreversibel ødelæggelse af materialets molekylære bindinger, som et resultat af hvilket ødelæggelsen sker langsomt, men sikkert.Det ligner mikrorevner i isoleringen.
Graden af ødelæggelse og dens skala er forskellig for forskellige materialer. Organiske dielektrika frigiver under påvirkning af delvise udladninger ledende kulstofforbindelser såvel som gasser: brint, metan, kuldioxid, acetylen osv. Når de molekylære bindinger af faste dielektriske stoffer brydes, dannes der radikaler.
Oliebarriere og papir-olie-isolering ændrer de elektriske egenskaber og fysisk-kemiske egenskaber i hver af dens komponenter: elektrisk pap, mineralolie og papirældning, imprægneringssammensætningen ødelægges, ledningsevnen øges i sidste ende, gunstige betingelser for skadelig ødelæggelse er oprettet.
Hvad angår selve olien, får elektronerne i den under stærke elektriske felter nok energi til at ødelægge kulstofmolekylerne, som et resultat af hvilket brint frigives. Denne proces er særligt udtalt ved isolering af højspændingsledninger, og forskellige typer isolering er kendetegnet ved deres egen ødelæggelsesintensitet (som afhænger af sammensætningen af isoleringen).
Det er værd at bemærke her, at nedbrydningen af isoleringen med dannelsen af en revne ikke sker umiddelbart på grund af overspænding til enhver tid. Denne proces er langsom: mikrorevner akkumuleres hver gang en ny bølge opstår, og først til sidst ser det ud som isolering beskadiget af revner.
Termisk ældning — kemiske reaktioner, der forringer egenskaberne af isolering
Det er klart, at under normale forhold ved 25 ° C opfører alle isoleringsmaterialer sig normalt, de er inerte ved stuetemperatur.Men strømmen, der strømmer gennem kablerne, varmer isoleringen op til 130 ° C og endnu højere. Under sådanne omstændigheder forekommer kemiske reaktioner langsomt i isoleringsmaterialet, hvilket gradvist forringer dets egenskaber.
Dielektriske stoffer er i starten stive - de bliver skøre over tid, og enhver betydelig mekanisk belastning på kablet vil forårsage revner og ødelæggelse af en sådan isolering. Flydende dielektriske stoffer fordamper gradvist og bliver delvist til en gas, på grund af hvilken den dielektriske styrke af en sådan isolering falder over tid. Det er også et netværk af aldrende isolering fra påvirkning af varme.
Fugt som en ældningsfaktor - oxidation, der fremmer lækage
Det er ikke overraskende, at der kan komme fugt på kablets isolering, hvad enten det er kondens dannet som følge af termooxidative processer eller blot vand fra det ydre miljø, den samme sæsonbestemte nedbør.
Isolationsmodstanden reduceres ved påvirkning af fugt, da de frie ioner begynder at øge lækstrømmen. Dielektriske tab stiger, hvilket i sidste ende fører til totalt nedbrud. Men selvom der ikke opstår skader, bidrager fugt stadig til overophedning af isoleringen, og termisk ældning forsinkes ikke.
Derfor er det så vigtigt, at isoleringen altid forbliver tør, og i store industrier bliver der i forbindelse med denne bestemmelse konstant overvåget fugtindholdet i isoleringen, og der træffes foranstaltninger for at reducere denne ældningsfaktor til et minimum.
Se også:
Isoleringskvalitetsindikatorer — modstand, absorptionskoefficient, polarisationsindeks og andre
Hvad bestemmer levetiden for elektriske motorer
Årsager til brande i elektriske apparater
Varmebestandighed og brandmodstand af kabler og ledninger, ikke-brændbar isolering
Hvordan udføres kabelisolationstesten korrekt?