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介紹固體電介質(zhì)的老化的類型、老化機(jī)理。了解固體絕緣材料耐熱等級(jí)的劃分

更新時(shí)間:2024-04-07      點(diǎn)擊次數(shù):1548

一、固體電介質(zhì)老化的類型

電氣設(shè)備中的絕緣在長(zhǎng)期運(yùn)行過程中會(huì)發(fā)生一系列物理變化和化學(xué)變化,致使其電氣、機(jī)械及其他性能逐漸劣化,這種現(xiàn)象統(tǒng)稱為絕緣的老化。固體介質(zhì)的老化可分為電老化、熱老化和環(huán)境老化三類。

1.電老化

在電場(chǎng)的作用下使介質(zhì)的物理、化學(xué)性能發(fā)生不可逆的劣化而導(dǎo)致擊穿,這種過程稱電老化。

2.熱老化

熱老化是指在較高溫度下,固體介質(zhì)由于熱裂解、氧化裂解、交聯(lián)以及低分子揮發(fā)物的逸出等出現(xiàn)的老化現(xiàn)象。

3. 環(huán)境老化

紫外線,日曬雨淋,濕熱等也對(duì)絕緣的老化有明顯的影響。

二、固體電介質(zhì)的電老化

固體電介質(zhì)電老化的主要原因是局部放電。局部放電并不馬上形成貫穿性通道,但長(zhǎng)期局部放電會(huì)造成影響,如放電產(chǎn)生的熱能,引起熱裂解,氣隙膨脹;局部放電區(qū)產(chǎn)生高能輻射線,引起材料分解;放電可產(chǎn)生臭氧和硝酸,會(huì)使材料發(fā)生腐蝕、氧化等化學(xué)破壞。隨老化程度的加劇,最終會(huì)使絕緣擊穿。

各種材料耐受局部放電的性能是不同的,陶瓷、云母等無機(jī)材料有較強(qiáng)的耐局部放電的性能,塑料等有機(jī)材料耐局部放電的性能較差。

三、固體電介質(zhì)的熱老化

熱老化的特征主要表現(xiàn)為:介質(zhì)失去彈性、變硬、變脆,發(fā)生龜裂;機(jī)械強(qiáng)度降低:介質(zhì)變軟、發(fā)黏;介質(zhì)的電氣性能下降。

熱老化的程度取決于溫度及該材料處在熱作用下所經(jīng)歷的時(shí)間。電氣設(shè)備的使用壽命一般取決其絕緣的壽命,后者又與老化過程密切相關(guān)。為了保證絕緣具有經(jīng)濟(jì)合理的使用壽命,通常對(duì)固體絕緣規(guī)定了耐熱等級(jí),以規(guī)定各級(jí)絕緣材料的最高持續(xù)工作溫度,見表TYBZ01403005-1。使用溫度越高,壽命越短。對(duì)A絕緣材料,使用溫度若超過規(guī)定溫度8℃,則其壽命大約縮短一半,稱8℃規(guī)則;對(duì)B級(jí)絕緣材料,屬10℃規(guī)則;對(duì)H級(jí)絕緣材料,屬12℃規(guī)則。

TYBZ01403005-1 電氣絕緣的耐熱等級(jí)

耐熱等級(jí)

最高持續(xù)工作

溫度(℃)

Y

90

未沒浸過的木材、棉紗、天然絲、紙或共組合物:聚乙烯、聚氯乙烯、天然橡膠

A

105

礦物油及沒入其中的Y級(jí)材料:油性漆、油性樹脂漆及漆包線

E

120

由酚醛樹脂、糠醛樹脂、三氯氰胺甲醛樹脂組成的塑料、膠紙板,膠布板,聚酯薄膜及聚酯纖維,環(huán)氧樹脂,聚氨酯及其漆包線,油改性三氯氰胺漆

B

130

用合適的樹脂或?yàn)r青浸漬、粘合、涂抹,或用有機(jī)補(bǔ)強(qiáng)材料加工過的云母、玻璃纖維,石棉制品聚酯漆及其漆包線;使用無機(jī)填充料的塑料

F

155

耐熱有機(jī)樹脂粘合或浸漬的無機(jī)物(云母、石棉、玻璃纖維及其制品)

H

180

硅有機(jī)樹脂、有機(jī)漆,或用它們粘合浸漬過的無機(jī)材料,硅緣膠

200

200

不采用任何有機(jī)粘合劑或浸漬劑的無機(jī)物,如云母、石英、石板、陶瓷、玻璃

璃纖維、石棉水泥制品、玻璃云母模壓品等,聚四氟乙烯材料

220

220

250

250

注以前在H級(jí)以上設(shè)置C級(jí)熱等級(jí),但在GB11021-1989《電氣絕緣的耐熱性評(píng)定和分?jǐn)?shù)》中取消了C級(jí),代之以200級(jí),220級(jí)250級(jí),并規(guī)定當(dāng)溫度超過250℃時(shí),按間隔相應(yīng)設(shè)置熱等級(jí)。

四、環(huán)境老化

由于日曬、雨淋、紫外線等環(huán)境因素造成的介質(zhì)的老化稱為環(huán)境老化。環(huán)境老化主要對(duì)暴露在戶外大氣條件下的有機(jī)絕緣物影響較大,如導(dǎo)線絕緣、有機(jī)合成絕緣子等,所以環(huán)氧澆注絕緣子通??捎糜趹魞?nèi),卻不能用于戶外。紫外線對(duì)高分子聚合物固體介質(zhì)有加速老化的作用,在選擇絕緣介質(zhì)時(shí)要充分考慮這一點(diǎn)。

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