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電纜絕緣老化原因

文章出處：責任編輯：發布時間：2021-02-24 14:37:29 點擊數：- 【大 中 小】

電纜絕緣老化，指因電場、溫度、機械力、濕度、周圍環境等因素的長期作用，使電纜絕緣在運行過程中質量逐漸下降、結構逐漸損壞的現象。絕緣老化的速度與絕緣結構、材料、制造工藝、運行環境、所受電壓、負荷情況等有密切關系。絕緣老化最終導致絕緣失效，電纜不能繼續運行。為延長電纜的使用壽命，需針對引起老化的原因，在電纜絕緣制造和運行時，采取相應的措施，減緩絕緣老化的過程。引起絕緣老化的原因可歸結為電的作用、熱的作用、化學作用、機械力作用、濕度的影響等。

簡介
由于絕緣體內部的雜質變化，外部灰塵水份的侵入，或使用溫度過高，使用時間過久等原因造成絕緣體變質，使絕緣性能逐漸變差的現象。熱老化是材料老化的基本形式，長期受熱后，一些絕緣材料的抗彎和抗張強度均會顯著降低，當受到機械作用后很容易損壞而導致絕緣擊穿；水份能和其他污物一起組成弱電介質，生成離子，增大電導及介質損耗，使絕緣材料進一步發熱，加速了熱老化的進程。另外，局部放電、光照、輻射等都是影響絕緣老化的因素。絕緣老化意味著絕緣材料的使用壽命已經到期，如果繼續使用將有發生漏電、短路等事故的危險。
老化原因
促使介質老化的因素很多，大致有：熱、氧化、濕度、電壓、機械作用力、風、光、電暈、臭氧、微生物、放射線以及周圍物質的觸媒作用等。隨著各種絕緣材料、絕緣結構以及絕緣本身所處工作條件的不同，促使介質老化的原因也各不一致。
一般在低電壓情況下，促使有機介質老化的主要因素通常是熱和氧化。在額定電壓高的設備中如發生電暈放電，則會使絕緣受到侵蝕。局部穿孔、龜裂、放電位置的變質，在油浸紙的分層面產生樹枝狀的碳化路徑、油的分解和聚合，致使絕緣強度下降。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絕緣老化的主要因素。
促使介質老化的各種因素，都是互相聯系，彼此影響的。例如熱和氧化的作用，雖然在高溫下熱的因素比較強烈，在低溫下氧化的作用比較顯著，但是熱老化經常伴隨著氧化作用，而氧化作用又深愛濕度的影響，甚至由熱分解析出的物質，有可能經過氧化而生成有利于進一步老化的物質；促使第二級不可逆反應的進行。
電纜絕緣老化類型
電老化
電纜絕緣在運行過程中會受到工作電壓和工作電流的作用。在長期工作電壓下，絕緣若發生擊穿，將會使絕緣材料發生局部損壞。絕緣結構過大，則在長期工作電壓作用下，絕緣將因過熱而損壞。在雷電過電壓和操作過電壓的作用下，絕緣中可能發生局部損壞。以后再承受過電壓作用時，損壞處逐漸擴大，最終導致完全擊穿。
熱老化
電纜絕緣在運行過程中因周圍環境溫度過高，或因電纜本身發熱而導致絕緣溫度升高。在高溫作用下，絕緣的機械強度下降，結構變形，因氧化、聚合而導致材料喪失彈性，或因材料裂解而造成絕緣擊穿，電壓下降。戶外電纜會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不同，在溫度劇烈變化時，瓷絕緣件破裂。
化學老化
絕緣材料在水分、酸、臭氧、氮的氧化物等的作用下，物質結構和化學性能會改變，以致降低電氣和機械性能。例如變壓器油在空氣中會因氧化產生有機酸，膠裝油泥增加；同時還會形成固體沉淀物，堵塞油道，影響對流散熱，使絕緣的溫度上升而使絕緣性能下降。
機械力老化
在機械負荷、自重、振動、撞擊和短路電流電動力的作用下，絕緣會破壞，機械強度下降。例如槽口處的絕緣由于長期振動、高溫作用，很容易開裂分層，最終損壞。
濕度老化
環境的相對濕度對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部，將會造成介質電損耗增加或擊穿電壓下降。

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