Αγωγός ΝΥΑ 6mm με σπασμένη μόνωση
Πρόκειται για ένα φαινόµενο το οποίο καταπονεί ηλεκτρικά τα µονωτικά υλικά, είτε από τον χρόνο, είτε από άλλους διάφορους παράγοντες, οι οποίοι επηρεάζουν τη λειτουργία τους.
Τα καλώδια που έχουν χρησιμοποιηθεί για μεγάλο χρονικό διάστημα χάνουν την ποιότητα της μόνωσής τους με την πάροδο του χρόνου, με άλλα λόγια, η μόνωσή τους γερνά.
Αυτό συμβαίνει υπό την επίδραση πολλών παραγόντων. Ως αποτέλεσμα, ορισμένα σημεία της καλωδίωσης είναι εκτεθειμένα, γεγονός που είναι γεμάτο με επικίνδυνα ατυχήματα: ένα τυχαίο βραχυκύκλωμα και ο σπινθήρας μπορεί να οδηγήσει σε πυρκαγιά ή τουλάχιστον ηλεκτρικό τραυματισμό ανθρώπων.
Φυσικά, τα μονωτικά υλικά που χρησιμοποιούνται σήμερα είναι πιο ανθεκτικά από αυτά που χρησιμοποιήθηκαν στο παρελθόν, αλλά σε ορισμένα σημεία η καλωδίωση δεν έχει αλλάξει για μεγάλο χρονικό διάστημα και το πρόβλημα της γήρανσης της μόνωσης παραμένει το ίδιο.
Ας δούμε τους παράγοντες που επηρεάζουν τη γήρανση της μόνωσης.
Η γήρανση της μόνωσης εκτιμάται σε σχετικές μονάδες.
Μια μονάδα θεωρείται ότι παλαιώνει που αντιστοιχεί σε λειτουργία σε θερμοκρασία που επιτρέπεται από τα πρότυπα. Για πρακτικούς υπολογισμούς για την αξιολόγηση της διαδικασίας γήρανσης της μόνωσης, χρησιμοποιείται συχνά ένας κανόνας γνωστός ως "κανόνας των οκτώ μοιρών".
Αυτός ο κανόνας, αν και είναι μόνο μια ειδική περίπτωση του γενικού νόμου της γήρανσης, δίνει μια καλή προσέγγιση στην πραγματικότητα στο εύρος των θερμοκρασιών που συνήθως επιτρέπονται για μόνωση. Σε υψηλότερες θερμοκρασίες, οδηγεί σε κάπως υπερβολικά δεδομένα γήρανσης, αλλά παραμένει κατάλληλο για σχετικές εκτιμήσεις.
Η έννοια του κανόνα των οκτώ μοιρών είναι ότι μια αύξηση της θερμοκρασίας για κάθε 8 ° C οδηγεί σε επιτάχυνση της φθοράς (γήρανσης) της μόνωσης κατά το ήμισυ. Αυτό σημαίνει ότι εάν, για παράδειγμα, οι πυρήνες των αγωγών με μόνωση κατά την υπερφόρτωση έχουν αύξηση θερμοκρασίας 48 ° C αντί για 40 ° C που είναι αποδεκτή στους κανόνες, τότε η μόνωση τους θα φθαρεί 2 φορές πιο γρήγορα και σε θερμοκρασία 56 ° C - 4 φορές πιο γρήγορα.
Οι κύριοι παράγοντες γήρανσης της μόνωσης είναι οι εξής.
Η τάση λειτουργίας ή η σπάνια υπέρταση μπορεί μερικές φορές να προκαλέσει μερικές εκκενώσεις στη μόνωση, γεγονός που οδηγεί στη λεγόμενη ηλεκτρική γήρανση της μόνωσης.
Ακολουθεί η γήρανση λόγω θερμότητας και οξείδωσης. Τέλος, η υγρασία της μόνωσης είναι επίσης ένας αρκετά ισχυρός παράγοντας γήρανσης που δεν πρέπει να αγνοηθεί.
Πρόσθετοι (λιγότερο σημαντικοί) παράγοντες γήρανσης είναι: τα μηχανικά φορτία στατικής ή δονητικής φύσης και η χημική καταστροφική επίδραση προϊόντων ηλεκτρολυτικών αντιδράσεων και οργανικών οξέων
Ηλεκτρική γήρανση της μόνωσης - σταδιακή συσσώρευση μικρορωγμών από εκκενώσεις
Οι μερικές εκκενώσεις οδηγούν στη σταδιακή καταστροφή των περισσότερων τύπων μόνωσης: με κάθε εκκένωση, μόνο μέρος της ενέργειάς της δαπανάται για την μη αναστρέψιμη καταστροφή των μοριακών δεσμών του υλικού, με αποτέλεσμα η καταστροφή να συμβαίνει αργά αλλά σταθερά.
Στην εμφάνιση, μοιάζει με μικρορωγμές στη μόνωση.
Ο ρυθμός καταστροφής και η κλίμακα του για διαφορετικά υλικά είναι διαφορετικά.
Τα οργανικά διηλεκτρικά, υπό τη δράση μερικών εκκενώσεων, εκπέμπουν αγώγιμες ενώσεις άνθρακα, καθώς και αέρια: υδρογόνο, μεθάνιο, διοξείδιο του άνθρακα, ακετυλένιο κ.λπ. Όταν σπάσουν οι μοριακοί δεσμοί των στερεών διηλεκτρικών, σχηματίζονται ρίζες.
Το φράγμα λαδιού και η μόνωση χαρτιού-ελαίου αλλάζουν τα ηλεκτρικά χαρακτηριστικά και τις φυσικοχημικές ιδιότητες σε καθένα από τα συστατικά του: ηλεκτρικό χαρτόνι, ορυκτέλαιο και παλαίωση χαρτιού, η σύνθεση εμποτισμού καταστρέφεται, η αγωγιμότητα τελικά αυξάνεται και ευνοϊκές συνθήκες για επιβλαβείς βλάβες δημιουργήθηκε.
Όσο για το ίδιο το λάδι, σε ισχυρά ηλεκτρικά πεδία, τα ηλεκτρόνια αποκτούν αρκετή ενέργεια σε αυτό για να καταστρέψουν τα μόρια του άνθρακα, με αποτέλεσμα να απελευθερώνεται υδρογόνο. Αυτή η διαδικασία είναι ιδιαίτερα έντονη στη μόνωση γραμμών υψηλής τάσης και οι διαφορετικοί τύποι μόνωσης χαρακτηρίζονται από τη δική τους ένταση καταστροφής (η οποία εξαρτάται από τη σύνθεση της μόνωσης).
Αξίζει να σημειωθεί εδώ ότι η διάσπαση της μόνωσης με το σχηματισμό ρωγμής δεν συμβαίνει αμέσως λόγω υπέρτασης κάποια στιγμή.
Αυτή η διαδικασία είναι αργή: μικρορωγμές συσσωρεύονται κάθε φορά που εμφανίζεται η επόμενη υπέρταση και μόνο στο τέλος μοιάζει με μόνωση που έχει υποστεί ζημιά από ρωγμές.
Θερμική γήρανση - χημικές αντιδράσεις που υποβαθμίζουν τις μονωτικές ιδιότητες
Είναι σαφές ότι υπό κανονικές συνθήκες στους 25°C όλα τα μονωτικά υλικά συμπεριφέρονται κανονικά, είναι αδρανή σε θερμοκρασία δωματίου. Ωστόσο, το ηλεκτρικό ρεύμα που διαρρέει τα καλώδια θερμαίνει τη μόνωση μέχρι τους 130°C και ακόμη υψηλότερα. Κάτω από τέτοιες συνθήκες, χημικές αντιδράσεις συμβαίνουν αργά στο μονωτικό υλικό, υποβαθμίζοντας σταδιακά τις ιδιότητές του.
Τα διηλεκτρικά είναι αρχικά συμπαγή - γίνονται εύθραυστα με την πάροδο του χρόνου και οποιοδήποτε σημαντικό μηχανικό φορτίο στο καλώδιο θα οδηγήσει σε ρωγμές και καταστροφή τέτοιας μόνωσης.
Φυσικά, τα μονωτικά υλικά που χρησιμοποιούνται σήμερα είναι πιο ανθεκτικά από αυτά που χρησιμοποιήθηκαν στο παρελθόν, αλλά σε ορισμένα σημεία η καλωδίωση δεν έχει αλλάξει για μεγάλο χρονικό διάστημα και το πρόβλημα της γήρανσης της μόνωσης παραμένει το ίδιο.
Ας δούμε τους παράγοντες που επηρεάζουν τη γήρανση της μόνωσης.
Η γήρανση της μόνωσης εκτιμάται σε σχετικές μονάδες.
Μια μονάδα θεωρείται ότι παλαιώνει που αντιστοιχεί σε λειτουργία σε θερμοκρασία που επιτρέπεται από τα πρότυπα. Για πρακτικούς υπολογισμούς για την αξιολόγηση της διαδικασίας γήρανσης της μόνωσης, χρησιμοποιείται συχνά ένας κανόνας γνωστός ως "κανόνας των οκτώ μοιρών".
Αυτός ο κανόνας, αν και είναι μόνο μια ειδική περίπτωση του γενικού νόμου της γήρανσης, δίνει μια καλή προσέγγιση στην πραγματικότητα στο εύρος των θερμοκρασιών που συνήθως επιτρέπονται για μόνωση. Σε υψηλότερες θερμοκρασίες, οδηγεί σε κάπως υπερβολικά δεδομένα γήρανσης, αλλά παραμένει κατάλληλο για σχετικές εκτιμήσεις.
Η έννοια του κανόνα των οκτώ μοιρών είναι ότι μια αύξηση της θερμοκρασίας για κάθε 8 ° C οδηγεί σε επιτάχυνση της φθοράς (γήρανσης) της μόνωσης κατά το ήμισυ. Αυτό σημαίνει ότι εάν, για παράδειγμα, οι πυρήνες των αγωγών με μόνωση κατά την υπερφόρτωση έχουν αύξηση θερμοκρασίας 48 ° C αντί για 40 ° C που είναι αποδεκτή στους κανόνες, τότε η μόνωση τους θα φθαρεί 2 φορές πιο γρήγορα και σε θερμοκρασία 56 ° C - 4 φορές πιο γρήγορα.
Οι κύριοι παράγοντες γήρανσης της μόνωσης είναι οι εξής.
Η τάση λειτουργίας ή η σπάνια υπέρταση μπορεί μερικές φορές να προκαλέσει μερικές εκκενώσεις στη μόνωση, γεγονός που οδηγεί στη λεγόμενη ηλεκτρική γήρανση της μόνωσης.
Ακολουθεί η γήρανση λόγω θερμότητας και οξείδωσης. Τέλος, η υγρασία της μόνωσης είναι επίσης ένας αρκετά ισχυρός παράγοντας γήρανσης που δεν πρέπει να αγνοηθεί.
Πρόσθετοι (λιγότερο σημαντικοί) παράγοντες γήρανσης είναι: τα μηχανικά φορτία στατικής ή δονητικής φύσης και η χημική καταστροφική επίδραση προϊόντων ηλεκτρολυτικών αντιδράσεων και οργανικών οξέων
Ηλεκτρική γήρανση της μόνωσης - σταδιακή συσσώρευση μικρορωγμών από εκκενώσεις
Οι μερικές εκκενώσεις οδηγούν στη σταδιακή καταστροφή των περισσότερων τύπων μόνωσης: με κάθε εκκένωση, μόνο μέρος της ενέργειάς της δαπανάται για την μη αναστρέψιμη καταστροφή των μοριακών δεσμών του υλικού, με αποτέλεσμα η καταστροφή να συμβαίνει αργά αλλά σταθερά.
Στην εμφάνιση, μοιάζει με μικρορωγμές στη μόνωση.
Ο ρυθμός καταστροφής και η κλίμακα του για διαφορετικά υλικά είναι διαφορετικά.
 |
| Καμένα καλώδια από υπερθέρμανση |
Τα οργανικά διηλεκτρικά, υπό τη δράση μερικών εκκενώσεων, εκπέμπουν αγώγιμες ενώσεις άνθρακα, καθώς και αέρια: υδρογόνο, μεθάνιο, διοξείδιο του άνθρακα, ακετυλένιο κ.λπ. Όταν σπάσουν οι μοριακοί δεσμοί των στερεών διηλεκτρικών, σχηματίζονται ρίζες.
Το φράγμα λαδιού και η μόνωση χαρτιού-ελαίου αλλάζουν τα ηλεκτρικά χαρακτηριστικά και τις φυσικοχημικές ιδιότητες σε καθένα από τα συστατικά του: ηλεκτρικό χαρτόνι, ορυκτέλαιο και παλαίωση χαρτιού, η σύνθεση εμποτισμού καταστρέφεται, η αγωγιμότητα τελικά αυξάνεται και ευνοϊκές συνθήκες για επιβλαβείς βλάβες δημιουργήθηκε.
Όσο για το ίδιο το λάδι, σε ισχυρά ηλεκτρικά πεδία, τα ηλεκτρόνια αποκτούν αρκετή ενέργεια σε αυτό για να καταστρέψουν τα μόρια του άνθρακα, με αποτέλεσμα να απελευθερώνεται υδρογόνο. Αυτή η διαδικασία είναι ιδιαίτερα έντονη στη μόνωση γραμμών υψηλής τάσης και οι διαφορετικοί τύποι μόνωσης χαρακτηρίζονται από τη δική τους ένταση καταστροφής (η οποία εξαρτάται από τη σύνθεση της μόνωσης).
Αξίζει να σημειωθεί εδώ ότι η διάσπαση της μόνωσης με το σχηματισμό ρωγμής δεν συμβαίνει αμέσως λόγω υπέρτασης κάποια στιγμή.
Αυτή η διαδικασία είναι αργή: μικρορωγμές συσσωρεύονται κάθε φορά που εμφανίζεται η επόμενη υπέρταση και μόνο στο τέλος μοιάζει με μόνωση που έχει υποστεί ζημιά από ρωγμές.
Θερμική γήρανση - χημικές αντιδράσεις που υποβαθμίζουν τις μονωτικές ιδιότητες
Είναι σαφές ότι υπό κανονικές συνθήκες στους 25°C όλα τα μονωτικά υλικά συμπεριφέρονται κανονικά, είναι αδρανή σε θερμοκρασία δωματίου. Ωστόσο, το ηλεκτρικό ρεύμα που διαρρέει τα καλώδια θερμαίνει τη μόνωση μέχρι τους 130°C και ακόμη υψηλότερα. Κάτω από τέτοιες συνθήκες, χημικές αντιδράσεις συμβαίνουν αργά στο μονωτικό υλικό, υποβαθμίζοντας σταδιακά τις ιδιότητές του.
Τα διηλεκτρικά είναι αρχικά συμπαγή - γίνονται εύθραυστα με την πάροδο του χρόνου και οποιοδήποτε σημαντικό μηχανικό φορτίο στο καλώδιο θα οδηγήσει σε ρωγμές και καταστροφή τέτοιας μόνωσης.
Τα υγρά διηλεκτρικά εξατμίζονται σταδιακά, μετατρέπονται εν μέρει σε αέριο, επομένως, η διηλεκτρική αντοχή μιας τέτοιας μόνωσης μειώνεται με το χρόνο. Αυτό και η μόνωση του δικτύου γήρανση από τη δράση της θερμότητας.
Η υγρασία ως παράγοντας γήρανσης - οξείδωση που συμβάλλει στις διαρροές
Δεν προκαλεί έκπληξη το γεγονός ότι η υγρασία μπορεί να εισέλθει στη μόνωση του καλωδίου, είτε πρόκειται για συμπύκνωμα που σχηματίζεται ως αποτέλεσμα θερμοοξειδωτικών διεργασιών, είτε απλώς για νερό από το εξωτερικό περιβάλλον, την ίδια εποχιακή βροχόπτωση.
Από τη δράση της υγρασίας, η αντίσταση μόνωσης μειώνεται, καθώς τα ελεύθερα ιόντα αρχίζουν να συμβάλλουν στην αύξηση του ρεύματος διαρροής. Οι διηλεκτρικές απώλειες αυξάνονται, οδηγώντας τελικά σε πλήρη βλάβη. Αλλά ακόμα κι αν η βλάβη δεν συνέβη, η υγρασία εξακολουθεί να συμβάλλει στην υπερθέρμανση της μόνωσης και η θερμική γήρανση δεν αργεί να έρθει.
Γι 'αυτό είναι τόσο σημαντικό η μόνωση να παραμένει πάντα στεγνή και σε μεγάλες βιομηχανίες, σε σχέση με αυτήν την κατάσταση, παρακολουθούν συνεχώς την περιεκτικότητα σε υγρασία της μόνωσης, λαμβάνουν μέτρα για τη μείωση αυτού του παράγοντα γήρανσης στο ελάχιστο Δείτε μερικές ενδιαφέρουσες αναρτήσεις
Η υγρασία ως παράγοντας γήρανσης - οξείδωση που συμβάλλει στις διαρροές
Δεν προκαλεί έκπληξη το γεγονός ότι η υγρασία μπορεί να εισέλθει στη μόνωση του καλωδίου, είτε πρόκειται για συμπύκνωμα που σχηματίζεται ως αποτέλεσμα θερμοοξειδωτικών διεργασιών, είτε απλώς για νερό από το εξωτερικό περιβάλλον, την ίδια εποχιακή βροχόπτωση.
Από τη δράση της υγρασίας, η αντίσταση μόνωσης μειώνεται, καθώς τα ελεύθερα ιόντα αρχίζουν να συμβάλλουν στην αύξηση του ρεύματος διαρροής. Οι διηλεκτρικές απώλειες αυξάνονται, οδηγώντας τελικά σε πλήρη βλάβη. Αλλά ακόμα κι αν η βλάβη δεν συνέβη, η υγρασία εξακολουθεί να συμβάλλει στην υπερθέρμανση της μόνωσης και η θερμική γήρανση δεν αργεί να έρθει.
Γι 'αυτό είναι τόσο σημαντικό η μόνωση να παραμένει πάντα στεγνή και σε μεγάλες βιομηχανίες, σε σχέση με αυτήν την κατάσταση, παρακολουθούν συνεχώς την περιεκτικότητα σε υγρασία της μόνωσης, λαμβάνουν μέτρα για τη μείωση αυτού του παράγοντα γήρανσης στο ελάχιστο Δείτε μερικές ενδιαφέρουσες αναρτήσεις
Αναρτήσεις
