断熱材の劣化に影響を与える要因は何ですか
長期間使用されたケーブルは、時間の経過とともに絶縁品質が低下します。つまり、絶縁劣化が起こります。これにはさまざまな要因が考えられます。その結果、配線の一部が露出し、危険な事故が発生する可能性があります。偶発的な短絡や火花により、火災や少なくとも人体への感電につながる可能性があります。
もちろん、現在使用されている絶縁材は以前に使用されていたものより耐久性がありますが、場所によっては電気配線が長期間変更されておらず、絶縁材の経年劣化の問題が残っています。断熱材の劣化に影響を与える要因を見てみましょう。
絶縁劣化は相対単位で測定されます。エージングは、規格で許可されている温度での動作に対応する単位と見なされます。実際の計算では、断熱材の劣化プロセスを推定するために「8 度の法則」として知られる規則がよく使用されます。
この規則は、一般的な経年劣化の法則の特殊なケースにすぎませんが、断熱材に通常許容される温度範囲での現実によく近似します。より高い温度では、経年変化データがわずかに誇張されますが、相対的な推定には引き続き役立ちます。
8 段階ルールの意味は、要約すると、8℃ごとに温度が上昇すると、断熱材の摩耗 (劣化) が 2 回加速するという事実になります。これは、たとえば、過負荷時に絶縁体を備えたワイヤの芯線の温度が標準で認められている40℃ではなく48℃上昇した場合、その絶縁体は2倍の速さで56℃で摩耗することを意味します。 °C — 4 倍高速。
断熱材の劣化の主な要因は次のとおりです。動作電圧またはまれに過電圧が発生すると、絶縁体に部分放電が発生し、いわゆる「部分放電」が発生することがあります。絶縁体の電気的劣化。
その後、熱や酸化による老化が起こります。最後に、湿気の遮断も、無視すべきではない非常に強力な老化要因です。
追加の (それほど重要ではない) 老化要因には、静的または振動的な性質の機械的負荷、および電解反応の生成物や有機酸の化学的破壊効果があります。
絶縁体の電気劣化 — 放電による微小亀裂の徐々に蓄積
部分放電は、ほとんどの種類の絶縁体を徐々に破壊します。放電のたびに、そのエネルギーの一部だけが材料の分子結合の不可逆的な破壊に費やされ、その結果、破壊はゆっくりと、しかし確実に起こります。断熱材に微細な亀裂が入っているようです。
破壊の程度とその規模は物質によって異なります。有機誘電体は、部分放電の作用下で、水素、メタン、二酸化炭素、アセチレンなどのガスだけでなく、導電性の炭素化合物を放出します。固体誘電体の分子結合が壊れると、ラジカルが形成されます。
オイルバリアと紙と油の絶縁は、その各コンポーネントの電気的特性と物理化学的特性を変化させます。電気段ボール、鉱物油、紙の老化により、含浸組成物が破壊され、最終的には導電性が増加し、有害な破壊に好ましい条件が発生します。作成されました。
石油自体に関して言えば、強い電場の下では、石油中の電子が炭素分子を破壊するのに十分なエネルギーを獲得し、その結果として水素が放出されます。このプロセスは、高電圧線の絶縁で特に顕著であり、さまざまなタイプの絶縁は、それぞれの破壊の強さ（絶縁の組成に依存します）によって特徴付けられます。
ここで、亀裂の形成を伴う絶縁破壊は、過電圧によっていつでもすぐに発生するわけではないことに注意してください。このプロセスには時間がかかります。新たなサージが発生するたびに微小亀裂が蓄積し、最後になって初めて絶縁体が亀裂によって損傷したように見えます。
熱老化 – 絶縁特性を劣化させる化学反応
25 °C の通常の条件下では、すべての断熱材が通常どおりに動作し、室温では不活性であることは明らかです。ただし、ケーブルを流れる電流により絶縁体は最大 130 °C、さらにはそれ以上まで加熱されます。このような状況下では、断熱材内でゆっくりと化学反応が起こり、徐々に性能が劣化していきます。
誘電体は最初は硬いですが、時間の経過とともに脆くなり、ケーブルに大きな機械的ストレスがかかると亀裂や絶縁体の破壊を引き起こします。液体誘電体は徐々に蒸発し、部分的に気体になるため、そのような絶縁体の絶縁耐力は時間の経過とともに低下します。これは、熱の作用から老化を防ぐネットワークでもあります。
老化要因としての湿気 - 漏れを促進する酸化
熱酸化プロセスの結果として形成される結露であれ、単に外部環境からの水、同じ季節の降水であれ、湿気がケーブルの絶縁体に付着する可能性があることは驚くべきことではありません。
自由イオンにより漏れ電流が増加し始めると、水分の作用により絶縁抵抗が低下します。誘電損失が増加し、最終的には完全な破壊につながります。しかし、たとえ損傷が発生しなかったとしても、湿気は断熱材の過熱に寄与し、熱劣化が遅れることはありません。
そのため、断熱材を常に乾燥状態に保つことが非常に重要であり、大規模産業では、この規定に関連して、断熱材の含水量が常に監視され、この老化要因を最小限に抑えるための対策が講じられています。
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