Yalıtımın yaşlanmasını hangi faktörler etkiler?

Uzun süre kullanılan kablolar zamanla izolasyon kalitelerini yani izolasyon eskimelerini kaybederler. Bu bir dizi faktörden kaynaklanmaktadır. Sonuç olarak, kabloların tehlikeli kazalarla dolu bazı yerleri açığa çıkar: yanlışlıkla kısa devreler ve kıvılcımlar yangına veya en azından insanlarda elektrik yaralanmalarına neden olabilir.

Elbette günümüzde kullanılan yalıtım malzemeleri daha önce kullanılanlara göre daha dayanıklıdır ancak bazı yerlerde elektrik tesisatı uzun süredir değişmemiş ve yalıtımın eskimesi sorunu devam etmektedir. İzolasyonun eskimesine etki eden faktörlere bir göz atalım.

İzolasyon yaşlanması ilgili birimlerde ölçülür. Yaşlanma, standartların izin verdiği sıcaklıkta çalışmaya karşılık gelen bir birim olarak alınır. Pratik hesaplamalar için, yalıtımın eskime sürecini tahmin etmek için genellikle "sekiz derece kuralı" olarak bilinen bir kural kullanılır.

Bu kural, genel yaşlanma yasasının yalnızca özel bir durumu olmakla birlikte, normalde yalıtım için izin verilen sıcaklık aralığında gerçeğe iyi bir yaklaşım sağlar. Daha yüksek sıcaklıklarda bu, biraz abartılı eskime verileriyle sonuçlanır, ancak göreceli tahminler için yararlı olmaya devam eder.

Sekiz adım kuralının anlamı, her 8 ° C'de bir sıcaklık artışının, yalıtımın iki kez daha hızlı aşınmasına (eskimesine) yol açtığı gerçeğine indirgenir. Bu, örneğin aşırı yük sırasında yalıtımlı tellerin damarlarında normlarda kabul edilen 40 ° C yerine 48 ° C'lik bir sıcaklık artışı olacaksa, yalıtımlarının 2 kat daha hızlı ve 56 ° C sıcaklıkta aşınacağı anlamına gelir. ° C — 4 kat daha hızlı.

İzolasyonun eskimesine neden olan ana faktörler şunlardır: Çalışma voltajı veya nadiren aşırı voltaj, bazen izolasyonda kısmi deşarjlara neden olabilir, bu da sözde ile sonuçlanır. Yalıtımın elektriksel yaşlanması.

Bunu ısı ve oksidasyona maruz kalma nedeniyle yaşlanma takip eder. Son olarak, nem yalıtımı da göz ardı edilmemesi gereken oldukça güçlü bir yaşlanma faktörüdür.

Ek (daha az önemli) yaşlanma faktörleri şunlardır: statik veya titreşimsel nitelikteki mekanik yükler ve elektrolitik reaksiyonların ve organik asitlerin ürünlerinin kimyasal olarak yıkıcı etkisi.

Yalıtımın elektriksel yaşlanması — deşarjlardan kaynaklanan mikro çatlakların kademeli olarak birikmesi

Kısmi boşalmalar, çoğu yalıtım türünün kademeli olarak yok olmasına yol açar: her bir boşalmada, enerjisinin yalnızca bir kısmı, malzemenin moleküler bağlarının geri dönüşü olmayan bir şekilde yok edilmesine harcanır ve bunun sonucunda yıkım yavaş ama kesin bir şekilde gerçekleşir.Yalıtımdaki mikro çatlaklara benziyor.

Yıkım derecesi ve ölçeği, farklı malzemeler için farklıdır. Kısmi deşarjların etkisi altındaki organik dielektrikler, iletken karbon bileşiklerinin yanı sıra gazları da serbest bırakır: hidrojen, metan, karbon dioksit, asetilen, vb. Katı dielektriklerin moleküler bağları kırıldığında radikaller oluşur.

Yağ bariyeri ve kağıt-yağ yalıtımı, bileşenlerinin her birinin elektriksel özelliklerini ve fiziko-kimyasal özelliklerini değiştirir: elektrikli karton, mineral yağ ve kağıt eskitme, emprenye edici bileşim yok edilir, iletkenlik nihayetinde artar, zararlı yıkım için uygun koşullar vardır. oluşturuldu.

Yağın kendisine gelince, güçlü elektrik alanları altında içindeki elektronlar karbon moleküllerini yok etmek için yeterli enerjiyi elde eder ve bunun sonucunda hidrojen açığa çıkar. Bu süreç, özellikle yüksek gerilim hatlarının yalıtımında belirgindir ve farklı yalıtım türleri, kendi yıkım yoğunluklarıyla (yalıtımın bileşimine bağlıdır) karakterize edilir.

Burada belirtmekte fayda var ki yalıtımın kırılması çatlak oluşumu ile her an aşırı gerilim nedeniyle hemen oluşmaz. Bu süreç yavaştır: Mikro çatlaklar, her yeni dalgalanma meydana geldiğinde birikir ve yalnızca sonunda, çatlaklar tarafından zarar görmüş yalıtım gibi görünür.

Termal yaşlanma — yalıtımın özelliklerini bozan kimyasal reaksiyonlar

25 ° C'de normal koşullar altında tüm yalıtım malzemelerinin normal davrandığı açıktır, oda sıcaklığında inerttirler.Ancak kablolardan geçen akım izolasyonu 130°C ve hatta daha yukarısına kadar ısıtır. Bu gibi durumlarda, yalıtım malzemesinde yavaş yavaş kimyasal reaksiyonlar meydana gelir ve özelliklerini yavaş yavaş bozar.

Dielektrikler başlangıçta serttir - zamanla kırılgan hale gelirler ve kablo üzerindeki herhangi bir önemli mekanik gerilim, bu tür yalıtımın çatlamasına ve tahrip olmasına neden olur. Sıvı dielektrikler yavaş yavaş buharlaşarak kısmen gaza dönüşür, bu nedenle bu tür bir yalıtımın dielektrik dayanımı zamanla azalır. Aynı zamanda ısı etkisinden eskiyen bir yalıtım ağıdır.

Yaşlanma faktörü olarak nem - sızıntıyı artıran oksidasyon

Termo-oksidatif süreçlerin bir sonucu olarak oluşan yoğuşma veya sadece dış ortamdan gelen su, aynı mevsimsel yağış olsun, nemin kablonun yalıtımına bulaşması şaşırtıcı değildir.

Yalıtım direnci, serbest iyonlar kaçak akımı artırmaya başladığından nemin etkisiyle azalır. Dielektrik kayıpları artar ve sonunda toplam arızaya yol açar. Ancak herhangi bir hasar meydana gelmese bile, nem yine de yalıtımın aşırı ısınmasına katkıda bulunur ve termal eskime gecikmez.

Bu nedenle yalıtımın her zaman kuru kalması çok önemlidir ve büyük endüstrilerde bu hükümle bağlantılı olarak yalıtımın nem içeriği sürekli izlenir ve bu yaşlanma faktörünü en aza indirecek önlemler alınır.

Ayrıca bakınız:

Yalıtım kalite göstergeleri — direnç, absorpsiyon katsayısı, polarizasyon indeksi ve diğerleri

Elektrik motorlarının hizmet ömrünü ne belirler?

Elektrikli cihazlarda yangın nedenleri

Kablo ve tellerin ısı direnci ve yangın direnci, yanmaz izolasyon

Kablo izolasyon testi nasıl doğru yapılır?