電力知識(shí)科普 | 什么是絕緣老化?
絕緣老化是指因溫度、電場(chǎng)、濕度、機(jī)械力、還有周圍環(huán)境等因素的長(zhǎng)期作用,導(dǎo)致電工設(shè)備的絕緣在運(yùn)行的過(guò)程之中質(zhì)量慢慢下降、結(jié)構(gòu)逐漸損壞的一種現(xiàn)象。
絕緣老化的速度與絕緣的材料、結(jié)構(gòu)、制造工藝、所受電壓、運(yùn)行環(huán)境、負(fù)荷情況等有著緊要的關(guān)系。絕緣老化最終會(huì)導(dǎo)致絕緣的失效,電力設(shè)備的不能繼續(xù)運(yùn)行。
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。
絕緣老化分為:電老化、熱老化、化學(xué)老化、折疊機(jī)械力老化、濕度老化。
1、電老化:
電力設(shè)備絕緣在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)受到工作電壓和工作電流的作用。在長(zhǎng)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(guò)大,則在長(zhǎng)期工作電壓作用下,絕緣將因過(guò)熱而損壞。在雷電過(guò)電壓和操作過(guò)電壓的作用下,絕緣中可能發(fā)生局部損壞。以后再承受過(guò)電壓作用時(shí),損壞處逐漸擴(kuò)大,最終導(dǎo)致完全擊穿。
2、熱老化:
電力設(shè)備絕緣在運(yùn)行過(guò)程中因周圍環(huán)境溫度過(guò)高,或因電力設(shè)備本身發(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。戶外電力設(shè)備會(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。
3、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。
4、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(zhǎng)期振動(dòng)、高溫作用,很容易開裂分層,最終損壞。5、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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