Какие факторы влияют на старение изоляции




Положительные диэлектрические показатели изоляции токопроводов — это важнейшие условия для нормального режима работы электроустановок и их обслуживания оперативно-ремонтным персоналом, поскольку она является промежуточным звеном между электрическим током и человеком. Электрооборудование, используемое в промышленности, на протяжении всего срока службы подвергается различным негативным воздействиям, таким как перегрузка, нагрев, вибрация, агрессивная производственная среда и др. Длительное воздействие этих вредных факторов может привести к преждевременному старению изолирующего покрытия и выходу электроустановок из строя. Подробно разберем влияние каждого .

Токовая перегрузка

При протекании электрического тока по проводам часть электроэнергии расходуется на нагрев проводника. Потери энергии, сопровождающие выделением теплоты в токопроводе по закону Джоуля -Ленца вычисляются по формуле :

Q =  I2*R*t,

I-сила тока, А;

R-сопротивление провода, Ом;

t- время протекания тока, с.

Исходя из этого выражения, очевидно, что количество выделенной теплоты пропорционально квадрату силы, если пренебречь постоянным сопротивлением провода за определенное время. С ростом нагрузки на валу электродвигателя величина электрического тока в его обмотках возрастает, происходит перегрев изоляции, приводящий к быстрому ее старению.

Как температура влияет на нагрев проводника

Любой метал, способный проводить электрический ток, обладает удельным сопротивлением, вызванным внутренним строением его кристаллической решетки. При нагревании металла его атомы начинают двигаться хаотичней и с большей скоростью, создавая дополнительное противодействие движению электронов под действием электромагнитного поля.

Чтобы узнать, как меняется внутреннее сопротивление металла при нагреве, необходимо воспользоваться следующей формулой:

R1=R0*(1+α(t1-t0)),

R0-сопротивление при 20 °С, Ом;

α-температурный коэффициент электрического сопротивления, 1/град;

t1— конечная температура, °С;

t0 -температура 20 °С.

Используя данное выражение, можно вычислить, что сопротивление медного провода, нагретого до 1000С, увеличится в 1,32 раза.

Влияние температуры

Нагрев или охлаждение приводит к изменению физического состояния: расширению или возвращению в исходное состояние. При этом диэлектрик при повышении температуры становится менее твердым, тем самым, более подвержен механическим повреждениям. Кроме того, при тепловом воздействии происходит высыхание изоляции, что приводит к трещинам и скалыванию изолирующего слоя, и, соответственно, электрическому пробою.

factors

Влажность

Как известно, вода является одним из лучших растворителей. Молекулы воды могут вступать в химические реакции с разными видами диэлектриков, что приводит к образованию электролитов, разрушению и размягчению изолирующего покрытия. Не стоит забывать, что влажность приводит к коррозии самих металлов, клемм, выступающих в качестве проводников. Что касается полимерных диэлектриков, таких как изоляционные лаки, применяемые в качестве изоляции обмоток асинхронных двигателей, то увлажнение и последующая ее сушка приводит к образованию пустот, тем самым снижая сопротивление изоляции.

Пыль

Пыль, оседая на корпуса электроприборов, электрических машин и аппаратов, а также на кабели, препятствует отводу теплоты от нагретых поверхностей, что приводит к перегреву. Кроме того, пыль может иметь в своем составе токопроводящие частицы, создавая токопроводящие мостики для прохождения электрического тока между изолированными жилами. Также, пыль может впитывать в себя влагу, что создает негативное воздействие.

Напряжение

На отдельных участках кабелей, обмоток, где сопротивление их изоляции низкое или ее целостность нарушена, приложенное напряжение проявляется в виде дуговых разрядов. Это искрение сопровождается потрескиванием, которое можно увидеть в темноте. Поэтому, значительные колебания напряжение в сети, вызванные неравномерной нагрузкой по фазам и ударами молний в линии электропередач, могут привести к пробою изоляции и выходу из строя оборудования.

 

 

 

 

Вы можете оставить комментарий, или ссылку на Ваш сайт.

Оставить комментарий