단열재 노화에 영향을 미치는 요인
오랫동안 사용된 케이블은 시간이 지남에 따라 절연 품질이 저하됩니다. 즉, 절연이 노후화됩니다. 이것은 여러 가지 요인 때문입니다. 결과적으로 배선의 일부가 노출되어 위험한 사고가 발생합니다. 우발적 인 단락 및 스파크는 화재 또는 적어도 사람에게 전기 부상을 초래할 수 있습니다.
물론 오늘날 사용되는 단열재는 이전에 사용된 단열재보다 내구성이 높지만 어떤 곳에서는 전기 배선이 오랫동안 변경되지 않아 단열재 노후화 문제가 남아 있습니다. 단열재 노화에 영향을 미치는 요인을 살펴보겠습니다.
절연 노화는 상대 단위로 측정됩니다. 노화는 표준에서 허용하는 온도에서의 작동에 해당하는 단위로 간주됩니다. 실제 계산을 위해 "8도의 법칙"으로 알려진 규칙이 종종 단열재의 노화 과정을 추정하는 데 사용됩니다.
이 규칙은 일반 노화 법칙의 특수한 경우에 불과하지만 일반적으로 절연에 허용되는 온도 범위에서 현실에 대한 좋은 근사치를 제공합니다. 더 높은 온도에서 이는 약간 과장된 노화 데이터를 초래하지만 상대적인 추정에는 여전히 유용합니다.
8단계 규칙의 의미는 8°C마다 온도가 상승하면 단열재의 마모(노화)가 두 번 가속화된다는 사실로 귀결됩니다. 즉, 예를 들어 과부하 동안 절연이 있는 전선의 코어가 표준에서 허용되는 40 ° C 대신 48 ° C의 온도 상승을 가지면 절연이 2배 더 빨리 마모되고 56의 온도에서 마모됩니다. ° C — 4배 더 빠름.
단열재 노화의 주요 요인은 다음과 같습니다. 작동 전압 또는 드문 과전압은 때때로 절연체에서 부분 방전을 일으켜 소위 말하는 결과를 초래할 수 있습니다. 절연체의 전기적 노화.
열과 산화에 노출되어 노화가 이어집니다. 마지막으로 수분 단열도 간과해서는 안 될 꽤 강력한 노화 요인이다.
추가(덜 중요한) 노화 요인은 정적 또는 진동 특성의 기계적 부하 및 전기분해 반응 및 유기산 생성물의 화학적 파괴 효과입니다.
절연체의 전기적 노화 — 방전으로 인한 미세 균열의 점진적인 축적
부분 방전은 대부분의 단열재 유형을 점진적으로 파괴합니다. 방전할 때마다 재료의 분자 결합을 돌이킬 수 없는 파괴에 에너지의 일부만 소비하므로 파괴가 느리지만 확실하게 발생합니다.단열재의 미세 균열처럼 보입니다.
파괴 정도와 규모는 재료에 따라 다릅니다. 유기 유전체는 부분 방전의 작용으로 전도성 탄소 화합물과 가스(수소, 메탄, 이산화탄소, 아세틸렌 등)를 방출합니다. 고체 유전체의 분자 결합이 끊어지면 라디칼이 형성됩니다.
오일 배리어 및 종이 오일 절연은 각 구성 요소의 전기적 특성 및 물리 화학적 특성을 변경합니다: 전기 판지, 광유 및 종이 노화, 함침 조성물이 파괴되고 궁극적으로 전도성이 증가하며 유해한 파괴에 유리한 조건이 있습니다. 만든 .
오일 자체에 관해서는 강한 전기장에서 전자가 탄소 분자를 파괴하기에 충분한 에너지를 획득하여 그 결과 수소가 방출됩니다. 이 프로세스는 특히 고전압 라인의 절연에서 두드러지며 다양한 유형의 절연은 자체 파괴 강도가 특징입니다(절연 구성에 따라 다름).
균열 형성으로 인한 절연 파괴는 과전압으로 인해 즉시 발생하지 않는다는 점에 주목할 가치가 있습니다. 이 프로세스는 느립니다. 새로운 서지가 발생할 때마다 미세 균열이 축적되고 마지막에야 균열로 인해 절연이 손상된 것처럼 보입니다.
열 노화 — 절연 특성을 저하시키는 화학 반응
25 ° C의 정상 조건에서 모든 절연 재료가 정상적으로 작동하고 실온에서 불활성이라는 것이 분명합니다.그러나 케이블을 통해 흐르는 전류는 절연체를 최대 130 ° C 이상까지 가열합니다. 이러한 상황에서 절연 재료에서는 화학 반응이 천천히 일어나며 점차 그 특성이 저하됩니다.
유전체는 처음에는 단단합니다. 시간이 지남에 따라 부서지기 쉽고 케이블에 상당한 기계적 응력이 가해지면 이러한 절연체에 균열과 파괴가 발생합니다. 액체 유전체는 점차 증발하여 부분적으로 가스로 변하여 시간이 지남에 따라 이러한 절연체의 유전체 강도가 감소합니다. 또한 열 작용으로 인한 노후 절연 네트워크이기도 합니다.
노화 요인으로서의 수분 - 누출을 촉진하는 산화
열 산화 과정의 결과로 형성된 결로이든 단순히 외부 환경의 물이든, 동일한 계절 강수량이든 수분이 케이블의 절연체에 닿을 수 있다는 것은 놀라운 일이 아닙니다.
자유 이온이 누설 전류를 증가시키기 시작하면서 수분의 작용으로 절연 저항이 감소합니다. 유전 손실이 증가하여 결국 전체 고장으로 이어집니다. 그러나 손상이 발생하지 않더라도 수분은 여전히 절연체 과열의 원인이 되며 열 노화는 지연되지 않습니다.
그렇기 때문에 단열재를 항상 건조한 상태로 유지하는 것이 매우 중요하며 대규모 산업에서는 이 조항과 관련하여 단열재의 수분 함량을 지속적으로 모니터링하고 이 노화 요인을 최소화하기 위한 조치를 취합니다.
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