Koji čimbenici utječu na starenje izolacije

Dugo korišteni kabeli s vremenom gube kvalitetu izolacije, drugim riječima, njihova izolacija stari. To je zbog niza čimbenika. Kao rezultat toga, neka mjesta ožičenja su izložena, što je prepuno opasnih nezgoda: slučajni kratki spojevi i iskre mogu dovesti do požara ili barem do električnih ozljeda ljudi.

Naravno, izolacijski materijali koji se danas koriste su trajniji od onih koji su se koristili ranije, ali na nekim mjestima električni razvodi nisu se mijenjali dugo vremena i problem starenja izolacije ostaje. Pogledajmo čimbenike koji utječu na starenje izolacije.

Starenje izolacije mjeri se u relativnim jedinicama. Starenje se uzima kao jedinica koja odgovara radu na temperaturi dopuštenoj standardima. Za praktične izračune, pravilo poznato kao «pravilo osam stupnjeva» često se koristi za procjenu procesa starenja izolacije.

Ovo pravilo, iako je samo poseban slučaj općeg zakona starenja, daje dobru aproksimaciju stvarnosti u temperaturnom rasponu koji je inače dopušten za izolaciju. Na višim temperaturama to rezultira malo pretjeranim podacima o starenju, ali ostaje korisno za relativne procjene.

Smisao pravila od osam koraka svodi se na činjenicu da povećanje temperature za svakih 8 °C dovodi do dva puta ubrzanog trošenja (starenja) izolacije. To znači da će, na primjer, jezgre žica s izolacijom tijekom preopterećenja imati porast temperature od 48 ° C umjesto 40 ° C prihvaćenih u normama, tada će se njihova izolacija istrošiti 2 puta brže i na temperaturi od 56 ° C. ° C — 4 puta brže.

Glavni čimbenici starenja izolacije su sljedeći. Radni napon ili rijetki prenapon ponekad može uzrokovati djelomična pražnjenja u izolaciji, što rezultira tzv. Električno starenje izolacije.

Nakon toga slijedi starenje uslijed izlaganja toplini i oksidacije. Konačno, izolacija od vlage također je prilično jak faktor starenja koji se ne smije zanemariti.

Dodatni (manje značajni) čimbenici starenja su: mehanička opterećenja statičke ili vibracijske prirode i kemijski destruktivni učinak produkata elektrolitičkih reakcija i organskih kiselina.

Električno starenje izolacije — postupno nakupljanje mikropukotina od pražnjenja

Djelomična pražnjenja dovode do postupnog uništavanja većine vrsta izolacije: pri svakom pražnjenju samo dio svoje energije troši se na nepovratno uništavanje molekularnih veza materijala, zbog čega se uništavanje događa polako, ali sigurno.Izgleda kao mikropukotine u izolaciji.

Stupanj uništenja i njegov opseg različiti su za različite materijale. Organski dielektrici pod djelovanjem parcijalnih pražnjenja oslobađaju vodljive spojeve ugljika, kao i plinove: vodik, metan, ugljikov dioksid, acetilen itd. Kada se molekularne veze čvrstih dielektrika pokidaju, nastaju radikali.

Uljna barijera i papirno-uljna izolacija mijenja električna svojstva i fizikalno-kemijska svojstva u svakoj od svojih komponenti: električni karton, mineralno ulje i starenje papira, sastav za impregniranje se uništava, vodljivost se u konačnici povećava, povoljni su uvjeti za štetno uništenje stvorio .

Što se samog ulja tiče, pod jakim električnim poljem elektroni u njemu dobivaju dovoljno energije da unište molekule ugljika, pri čemu se oslobađa vodik. Ovaj proces posebno je izražen kod izolacije visokonaponskih vodova, a različite vrste izolacija karakterizira vlastiti intenzitet razaranja (koji ovisi o sastavu izolacije).

Ovdje je vrijedno napomenuti da se proboj izolacije sa stvaranjem pukotine ne događa odmah zbog prenapona u bilo kojem trenutku. Taj je proces spor: mikropukotine se nakupljaju svaki put kada se dogodi novi udar, a tek na kraju izgleda kao izolacija oštećena pukotinama.

Toplinsko starenje — kemijske reakcije koje pogoršavaju svojstva izolacije

Jasno je da se u normalnim uvjetima na 25°C svi izolacijski materijali ponašaju normalno, inertni su na sobnoj temperaturi.Međutim, struja koja teče kroz kabele zagrijava izolaciju do 130 °C, pa čak i više. U takvim okolnostima u izolacijskom materijalu polagano se odvijaju kemijske reakcije koje postupno pogoršavaju njegova svojstva.

Dielektrici su u početku kruti - s vremenom postaju krti, a svako značajno mehaničko naprezanje na kabelu uzrokovat će pukotine i uništavanje takve izolacije. Tekući dielektrici postupno isparavaju, djelomično se pretvarajući u plin, zbog čega se dielektrična čvrstoća takve izolacije s vremenom smanjuje. To je također mreža starenja izolacije od djelovanja topline.

Vlaga kao faktor starenja—oksidacija koja potiče curenje

Nije iznenađujuće da vlaga može doći na izolaciju kabela, bilo da se radi o kondenzaciji koja nastaje kao posljedica termooksidacijskih procesa ili jednostavno o vodi iz vanjskog okruženja, istim sezonskim padalinama.

Otpor izolacije smanjuje se djelovanjem vlage jer slobodni ioni počinju povećavati struju curenja. Povećavaju se dielektrični gubici, što na kraju dovodi do potpunog kvara. Ali čak i ako ne dođe do oštećenja, vlaga i dalje doprinosi pregrijavanju izolacije i toplinsko starenje nije odgođeno.

Zato je toliko važno da izolacija uvijek ostane suha, au velikim industrijama, u vezi s ovom odredbom, stalno se prati sadržaj vlage u izolaciji i poduzimaju mjere da se taj faktor starenja svede na minimum.

Vidi također:

Pokazatelji kvalitete izolacije — otpor, koeficijent apsorpcije, indeks polarizacije i drugi

Što određuje vijek trajanja elektromotora

Uzroci požara u električnim uređajima

Otpornost na toplinu i otpornost na požar kabela i žica, negoriva izolacija

Kako se ispravno izvodi ispitivanje izolacije kabela?