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電動機中絕緣材料的老化
發布者:錫偉絕緣材料  發布時間:2017-1-20 13:18:45  點擊:1848

1、老化的概念:電氣設備中的絕緣材料在運行過程中,由于受到各種因素的長期作用,會發生一系列不可逆的變化,從而導致其物理、化學、電和機械等性能的劣化,這種不可逆的變化通稱為老化。

2、聚合物老化的主要表現:

2.1表觀變化:材料變色、變粘、變形、龜裂、脆化

2.2物理化學性能變化:相對分子量、相對分子質量分布、熔點、溶解度、耐熱性、耐寒性、透氣性、透光性等;

2.3機械性能:彈性、硬度、強度、伸長率、附著力、耐磨性等;

2.4電性能:絕緣電阻、介電常數、介電損耗角正切、擊穿強度等

3、聚合物老化的本質:

3.1交聯:交聯至一定程度前能改善聚合物的物理機械性能和耐熱性能,但隨著分子間交聯的增多,逐漸形成網絡結構,聚合物變成硬、脆、不溶不熔的產物;

3.2降解:分子量減小,導致機械性能和電性能降低,出現發粘和粉化。

3.3環境老化:含有酸、堿、鹽類成分的污穢塵埃(或與雨、露、霜、雪相結合)對絕緣物的長期作用,顯然會對絕緣物(特別是有機絕緣物)產生腐蝕。

3.4環境老化原因:

陽光紫外線的能量大于多數有機絕緣物中主價鍵的鍵能,多數有機絕緣物在紫外光的作用下會逐漸老化。

高分子電介質吸收紫外光能量后,有部分分子被激勵,當存在氧氣或臭氧時,還會引發高分子的氧化降解反應,稱為光認化反應。光氧化反應是環境老化中的重要過程之一。

4、電老化:絕緣材料在電場的長時間作用下,物理、化學變化性能發生變化,最終導致介質被擊穿,這個過程稱為電老化。主要有三種類型:電離性老化(交流電壓);電導性老化(交流電壓);電解性老化(直流電壓)

5、電離性老化:(1)絕緣材料中存在氣泡或氣隙(工藝缺陷、冷熱收縮、材料分解、材料受潮)(2)氣體介質的介電常數接近為1,比固體介質的介電常數小得多,在交變電場下,氣隙中的場強比鄰近的固體介質中的場強大得多,而其起始游離場強(常壓)通常又比固體介質的小得多,所以,游離基最容易在這些氣隙中發生,在某些氣隙中,甚至可能存在穩定的火花放電。(3)氣隙的游離基將導致

6、電導性老化:在兩電極之間的絕緣層中(最常見的是在電極與絕緣的交界面處),存在某些液態的導電物質(最常見的是水)

當該處場強超過某定值時,這些導電物質便會沿電場方向逐漸滲入絕緣層深處,形成近似樹狀的痕跡稱入水樹枝。水樹枝的累積發展將最終導致絕緣層的擊穿。

產生水樹枝的機理可能是:

水或其他電解液中的離子在交變電場作用下反復沖擊絕緣物,使其發生疲勞損壞和化學分解;

電解液逐漸滲透、擴散到深處,形成水樹枝。

產生和發展水樹枝所需的場強,比產生和發展電樹枝所需的場強低得多。

7、電解性老化:在直流電壓長期作用下,即使所加電壓遠低于局部放電起始電壓,由于介質內部近行著電化學過程,介質也會逐漸老化,最終導致擊穿。

8、熱老化:在較高溫度下,電介質發生熱裂解、氧化分解、交聯、以及低分子揮發物的逸出,導致電介質失去彈性、變脆、發生龜裂,機械強度降低,也有些介質表現為變軟、發粘、失去定形,同時,介質電性能變壞。熱老化的程度主要決定于溫度及熱作用時間。此外,諸如空氣中的濕度、壓力、氧的含量、空氣的流通程度等對熱老化的速度也有一定影響。

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