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电动机中绝缘材料的老化因素

时间:2022-07-26点击次数:297信息来源:

1.老化概念:在电气设备中的绝缘材料运行过程中,由于各种因素的长期作用,会发生一系列不可逆转的变化,导致其物理、化学、电力和机械性能的恶化。这种不可逆转的变化通常被称为老化。

2、聚合物老化的主要表现:

2.表观变化:材料变色、变粘、变形、开裂、脆化

2.物理化学性能变化:相对分子量、相对分子质量分布、熔点、溶解度、耐热性、耐寒性、透气性、透光性等;

2.机械性能:弹性、硬度、强度、伸长率、附着力、耐磨性等;

2.4电性能:绝缘电阻、介电常数、介电损耗角正切、击穿强度等

聚合物老化的本质:

3.1交联:交联可以在一定程度上提高聚合物的物理力学性能和耐热性,但随着分子间交联的增加,网络结构逐渐形成,聚合物成为硬、脆、不溶性的产物;

3.2降解分子量减小,导致机械性能和电性能降低,发粘和粉化。

3.3.环境老化:含有酸、碱、盐的污浊灰尘(或与雨、露、霜、雪结合)对绝缘物的长期作用,会明显腐蚀绝缘物(尤其是有机绝缘物)。

3.4.环境老化原因:

阳光紫外线的能量大于大多数有机绝缘物中主价键的能量,大多数有机绝缘物在紫外线的作用下会逐渐老化。

在吸收了紫外线能量后,一些分子被激励,当有氧气或臭氧时,也会引起聚合物的氧化降解反应,称为光认化反应。光氧化反应是环境老化的重要过程之一。

4、电老化:绝缘材料在电场的长期作用下,物理化学变化性能发生变化,较终导致介质破坏,称为电老化。主要有三种类型:电离老化(交流电压)、电导老化(交流电压)、电解老化(直流电压)

5、电离老化:(1)绝缘材料中存在气泡或气隙(工艺缺陷、冷热收缩、材料分解、材料受潮)(2)气体介质的介电常数接近1,远小于固体介质的介电常数。在交变电场下,气隙中的场强远大于相邻固体介质中的场强,而其起始游离场强(常压)通常远小于固体介质。在某些气隙中,甚至可能有稳定的火花放电。(3)气隙的游离基会导致

6.电导老化:在两个电极之间的绝缘层(较常见的是在电极和绝缘的交界面),有一些液体导电物质(较常见的是水)

当场地强度超过一定值时,这些导电材料会逐渐沿着电场的方向渗透到绝缘层的深处,形成类似树形的痕迹,称为入分支。水分支的积累和发展较终会导致绝缘层的突破。

产生水分枝的机制可能是:

水或其它电解质中的离子在交变电场的作用下反复冲击绝缘物,造成疲劳损伤和化学分解;

电解质逐渐渗透,扩散到深处,形成水枝。

生产和发展水树枝所需的场强远低于生产和发展电树枝所需的场强。

7、电解老化:在直流电压的长期作用下,即使增加的电压远低于局部放电的起始电压,介质也会逐渐老化,较终导致突破。

8、热老化:在高温下,电介质热裂解、氧化分解、交联、低分子挥发物逸出,导致电介质失去弹性、脆性、开裂,降低机械强度,部分介质软、粘、成型,同时介质电性能恶化。热老化的程度主要取决于温度和热作用时间。此外,空气中的湿度、压力、氧含量、空气循环等也对热老化速度有一定的影响。


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