Факторы, влияющие на старение изоляции!

15.12.2017

Изоляционный материал, защищающий электрические провода, долговечен и устойчив к воздействию внешней среды, но подвержен старению под влиянием электричества, тепла и влаги.

Факторы, ведущие к старению изоляции

Изоляция кабелей, находящихся в эксплуатации долгое время, теряет свои качества. Ее старение ведет к оголению участков проводов, что может привести:

- к искрению или короткому замыканию, которые могут повлечь за собой пожар;

- к травмам у людей, случайно прикоснувшихся к оголенной проводке.

Основные факторы старения изоляционного слоя:

- электрическое старение: происходит из-за частичных разрядов вследствие рабочего напряжения либо временного перенапряжения;

- тепловое старение: постоянный нагрев приводит к нарушению физических свойств изоляционного материала;

- старение вследствие воздействия влаги: из-за увлажнения извне и высокой температуры внутри под изоляционным материалом образуется конденсат – происходит окисление металлических проводов (электролитические реакции оказывают разрушительное действие на материал, из которого изготовлена изоляция).

Электрическое старение

Со временем от электрических разрядов на изоляции образуются микротрещины: энергия каждого разряда разрушает молекулярные связи в материале, из которого изготовлена изоляция. Визуально – покрытие проводов в сеточке маленьких трещин. Время разрушения зависит от материала.

В бумажно-масляных и маслобарьерных изоляционных материалах свои физические характеристики на уровне химических процессов изменяют все составные: пропитка материала подвергается разрушению, бумага и минеральное масло стареют. Создаются условия для повышенной проводимости и пробоев.

В масле, в условиях сильного электрического поля, электроны начинают разрушать молекулы углерода, что приводит к выделению водорода. Стадии и время разрушения изоляции можно наглядно наблюдать на примере линий высоковольтных передач.

Особенность изоляционных материалов в том, что их разрушение не наступает мгновенно. Визуально можно заметить лишь тогда, когда микротрещины покроют сеткой все покрытие провода.

Тепловое старение

Химические реакции, происходящие под воздействием тепла, приводят к ухудшению свойств изоляции. При средней температуре 25°C изоляции ничто не угрожает – материал инертен, но электроток разогревает его до 130°C и больше, из-за чего в нем медленно происходят химические изменения, ухудшающие его физические свойства.

Твердый диэлектрик через определенное время приобретает хрупкость и становится уязвим к механическим нагрузкам. Механическое воздействие приводит к образованию трещин и разрушению. Жидкий диэлектрик испаряется, переходя в газовое состояние, что тоже ведет к снижению прочности. Все это происходит от воздействия тепла и скачков температуры окружающей среды и под изоляционным материалом.

Старение под воздействием влаги

Во влажной среде изоляционный материал, соприкасающийся непосредственно с металлическими проводами, окисляется. Вода воздействует двумя путями – в виде конденсата, образующегося под изоляцией из-за разницы температур внутри кабеля и снаружи, и из внешней среды – дождь и снег. Под воздействием влаги сопротивление изоляционного материала становится ниже, свободные ионы делают возможной утечку тока: возникают пробои. Если же пробоя не случилось, влажная среда все равно способствует перегреву материала, из которого изготовлена изоляция. Излишнее тепло в условиях повышенной влажности приводит к ее старению.

Изоляция должна находиться в сухой среде с перепадом температур, сведенным к минимуму. На крупных производствах за этим осуществляется контроль. Слежение за нормальным состоянием изоляции снижает риски остановки производства вследствие аварий с электричеством.