低压电气设备在长期运行过程中,会发生一系列的物理变化,如固体介质的软化或熔化、低分子化合物和增塑剂的挥发,以及氧化、电解、电离、生成新物质等化学变化,导致其电学、力学等性能逐渐恶化,如导电率和介电损耗增加,脆性和开裂,这些现象统称为绝缘老化。低压电气设备绝缘老化会导致绝缘失效,电力设备无法继续运行。因此,了解低压电气设备绝缘老化因素是解决问题的基础。下面简要介绍低压电气设备的绝缘老化因素?
低压电气设备绝缘老化的原因很多,既有热、电、机械力,也有水分(水分)、氧化、各种射线、微生物等因素。低压电气设备绝缘老化的速度与绝缘结构、材料、制造工艺、运行环境、电压和负荷等因素密切相关。
1热老化
低压电气设备在运行过程中,由于环境温度高或电气设备本身发热,绝缘温度升高,在聚合链裂解的作用下形成氧化效应。在高温作用下,低压电器设备绝缘的机械强度降低,结构变形,导致材料因氧化、聚合而失去弹性,或放电电阻性能降低。
2电老化
低压电气设备在运行中会受到电场的影响。在雷电过电压和操作过电压的作用下,绝缘可能发生局部损坏。此后,损伤将逐渐扩大,并导致完全崩溃。当外加电场达到气隙的初始放电电压时,会发生局部放电,破坏低压电气设备的绝缘结构,使其绝缘性能逐渐降低。
3机械老化
低压电气设备在机械负荷、自重、振动、冲击和短路电流电动力的作用下,会破坏低压电气设备的绝缘,降低机械强度。此外,当材料中存在拉应力时,其放电电阻降低。压应力对其放电电阻影响不大。由于材料在制造和使用过程中存在残余拉应力,对材料的老化寿命有着重要的影响。
4湿度老化
环境相对湿度对低压电气设备绝缘材料的表面放电电阻有影响。由于相对湿度较大,材料表面会形成半导体层,使放电自衰减。因此,在表面放电条件下,在一定的相对湿度范围内,低压电器绝缘材料的电老化寿命随着相对湿度的增加而增加
5化学老化
在水分、酸、臭氧、氮氧化物等的作用下,低压电气设备绝缘的材料结构和化学性能会发生变化,从而降低电气和机械性能。
6其他老化因素
户外使用的低压电气设备的绝缘材料,如果直接暴露在阳光下,也会在紫外线的作用下老化