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電纜絕緣老化原因

文章出處：責(zé)任編輯：發(fā)布時(shí)間：2021-02-24 14:37:29 點(diǎn)擊數(shù)：- 【大 中 小】

電纜絕緣老化，指因電場、溫度、機(jī)械力、濕度、周圍環(huán)境等因素的長期作用，使電纜絕緣在運(yùn)行過程中質(zhì)量逐漸下降、結(jié)構(gòu)逐漸損壞的現(xiàn)象。絕緣老化的速度與絕緣結(jié)構(gòu)、材料、制造工藝、運(yùn)行環(huán)境、所受電壓、負(fù)荷情況等有密切關(guān)系。絕緣老化最終導(dǎo)致絕緣失效，電纜不能繼續(xù)運(yùn)行。為延長電纜的使用壽命，需針對(duì)引起老化的原因，在電纜絕緣制造和運(yùn)行時(shí)，采取相應(yīng)的措施，減緩絕緣老化的過程。引起絕緣老化的原因可歸結(jié)為電的作用、熱的作用、化學(xué)作用、機(jī)械力作用、濕度的影響等。

簡介
由于絕緣體內(nèi)部的雜質(zhì)變化，外部灰塵水份的侵入，或使用溫度過高，使用時(shí)間過久等原因造成絕緣體變質(zhì)，使絕緣性能逐漸變差的現(xiàn)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(qiáng)度均會(huì)顯著降低，當(dāng)受到機(jī)械作用后很容易損壞而導(dǎo)致絕緣擊穿；水份能和其他污物一起組成弱電介質(zhì)，生成離子，增大電導(dǎo)及介質(zhì)損耗，使絕緣材料進(jìn)一步發(fā)熱，加速了熱老化的進(jìn)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(jīng)到期，如果繼續(xù)使用將有發(fā)生漏電、短路等事故的危險(xiǎn)。
老化原因
促使介質(zhì)老化的因素很多，大致有：熱、氧化、濕度、電壓、機(jī)械作用力、風(fēng)、光、電暈、臭氧、微生物、放射線以及周圍物質(zhì)的觸媒作用等。隨著各種絕緣材料、絕緣結(jié)構(gòu)以及絕緣本身所處工作條件的不同，促使介質(zhì)老化的原因也各不一致。
一般在低電壓情況下，促使有機(jī)介質(zhì)老化的主要因素通常是熱和氧化。在額定電壓高的設(shè)備中如發(fā)生電暈放電，則會(huì)使絕緣受到侵蝕。局部穿孔、龜裂、放電位置的變質(zhì)，在油浸紙的分層面產(chǎn)生樹枝狀的碳化路徑、油的分解和聚合，致使絕緣強(qiáng)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(jìn)絕緣老化的主要因素。
促使介質(zhì)老化的各種因素，都是互相聯(lián)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(qiáng)烈，在低溫下氧化的作用比較顯著，但是熱老化經(jīng)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(zhì)，有可能經(jīng)過氧化而生成有利于進(jìn)一步老化的物質(zhì)；促使第二級(jí)不可逆反應(yīng)的進(jìn)行。
電纜絕緣老化類型
電老化
電纜絕緣在運(yùn)行過程中會(huì)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(fā)生擊穿，將會(huì)使絕緣材料發(fā)生局部損壞。絕緣結(jié)構(gòu)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(fā)生局部損壞。以后再承受過電壓作用時(shí)，損壞處逐漸擴(kuò)大，最終導(dǎo)致完全擊穿。
熱老化
電纜絕緣在運(yùn)行過程中因周圍環(huán)境溫度過高，或因電纜本身發(fā)熱而導(dǎo)致絕緣溫度升高。在高溫作用下，絕緣的機(jī)械強(qiáng)度下降，結(jié)構(gòu)變形，因氧化、聚合而導(dǎo)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(huì)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(shù)不同，在溫度劇烈變化時(shí)，瓷絕緣件破裂。
化學(xué)老化
絕緣材料在水分、酸、臭氧、氮的氧化物等的作用下，物質(zhì)結(jié)構(gòu)和化學(xué)性能會(huì)改變，以致降低電氣和機(jī)械性能。例如變壓器油在空氣中會(huì)因氧化產(chǎn)生有機(jī)酸，膠裝油泥增加；同時(shí)還會(huì)形成固體沉淀物，堵塞油道，影響對(duì)流散熱，使絕緣的溫度上升而使絕緣性能下降。
機(jī)械力老化
在機(jī)械負(fù)荷、自重、振動(dòng)、撞擊和短路電流電動(dòng)力的作用下，絕緣會(huì)破壞，機(jī)械強(qiáng)度下降。例如槽口處的絕緣由于長期振動(dòng)、高溫作用，很容易開裂分層，最終損壞。
濕度老化
環(huán)境的相對(duì)濕度對(duì)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(nèi)部，將會(huì)造成介質(zhì)電損耗增加或擊穿電壓下降。

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