ปัจจัยใดที่ส่งผลต่ออายุของฉนวน

สายเคเบิลที่ใช้งานมานานจะสูญเสียคุณภาพของฉนวนเมื่อเวลาผ่านไป หรืออีกนัยหนึ่งคืออายุของฉนวน นี่เป็นเพราะปัจจัยหลายประการ เป็นผลให้บางส่วนของสายไฟถูกเปิดเผยซึ่งเต็มไปด้วยอุบัติเหตุที่เป็นอันตราย: การลัดวงจรโดยไม่ได้ตั้งใจและประกายไฟอาจนำไปสู่การเกิดไฟไหม้หรืออย่างน้อยก็ทำให้ผู้คนได้รับบาดเจ็บทางไฟฟ้า

แน่นอน วัสดุฉนวนที่ใช้ในปัจจุบันมีความทนทานมากกว่าวัสดุที่ใช้ก่อนหน้านี้ แต่ในบางสถานที่การเดินสายไฟฟ้าไม่ได้เปลี่ยนเป็นเวลานาน และปัญหาของฉนวนที่เสื่อมสภาพยังคงอยู่ มาดูปัจจัยที่ส่งผลต่ออายุของฉนวนกัน

อายุของฉนวนวัดเป็นหน่วยสัมพัทธ์ การเสื่อมสภาพถือเป็นหน่วยที่สอดคล้องกับการทำงานที่อุณหภูมิที่อนุญาตโดยมาตรฐาน สำหรับการคำนวณเชิงปฏิบัติ กฎที่เรียกว่า «กฎแปดองศา» มักจะใช้ในการประเมินกระบวนการเสื่อมสภาพของฉนวน

กฎนี้แม้ว่าจะเป็นเพียงกรณีพิเศษของกฎทั่วไปของการเสื่อมสภาพ แต่ก็ให้ค่าประมาณที่ดีกับความเป็นจริงในช่วงอุณหภูมิปกติที่อนุญาตสำหรับฉนวน ที่อุณหภูมิสูงขึ้น ส่งผลให้ข้อมูลอายุเกินจริงเล็กน้อย แต่ยังคงมีประโยชน์สำหรับการประมาณค่าสัมพัทธ์

ความหมายของกฎแปดขั้นตอนสรุปได้จากความจริงที่ว่าอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นทุกๆ 8 ° C นำไปสู่การสึกหรอ (อายุ) ของฉนวนเร็วขึ้นสองเท่า ซึ่งหมายความว่าหากแกนของสายไฟที่มีฉนวนระหว่างการโอเวอร์โหลดจะมีอุณหภูมิเพิ่มขึ้น 48 ° C แทนที่จะเป็น 40 ° C ที่ยอมรับในบรรทัดฐาน ฉนวนจะเสื่อมสภาพเร็วขึ้น 2 เท่าและที่อุณหภูมิ 56 ° C — เร็วขึ้น 4 เท่า

ปัจจัยหลักที่ทำให้ฉนวนเสื่อมสภาพมีดังต่อไปนี้ แรงดันไฟฟ้าที่ใช้งานหรือแรงดันไฟฟ้าเกินที่หายากอาจทำให้เกิดการคลายประจุบางส่วนในฉนวน ส่งผลให้เกิดสิ่งที่เรียกว่า การเสื่อมสภาพทางไฟฟ้าของฉนวน

ตามมาด้วยความแก่เนื่องจากการสัมผัสกับความร้อนและออกซิเดชั่น ประการสุดท้าย ฉนวนป้องกันความชื้นยังเป็นปัจจัยการเสื่อมสภาพที่ค่อนข้างแข็งแกร่งซึ่งไม่ควรมองข้าม

ปัจจัยการแก่ชราเพิ่มเติม (ที่มีนัยสำคัญน้อยกว่า) คือ: ภาระเชิงกลของธรรมชาติแบบคงที่หรือแบบสั่นสะเทือน และผลการทำลายทางเคมีของผลิตภัณฑ์จากปฏิกิริยาอิเล็กโทรไลต์และกรดอินทรีย์

การเสื่อมสภาพทางไฟฟ้าของฉนวน - การสะสมของไมโครแคร็กทีละน้อยจากการคายประจุ

การคายประจุบางส่วนนำไปสู่การทำลายฉนวนส่วนใหญ่อย่างค่อยเป็นค่อยไป: ในการคายประจุแต่ละครั้ง พลังงานเพียงบางส่วนเท่านั้นที่ใช้ไปกับการทำลายพันธะโมเลกุลของวัสดุซึ่งไม่สามารถย้อนกลับได้ ซึ่งเป็นผลมาจากการที่การทำลายเกิดขึ้นอย่างช้าๆ แต่แน่นอนดูเหมือนรอยแตกขนาดเล็กในฉนวน

ระดับการทำลายล้างและขนาดของมันแตกต่างกันตามวัสดุต่างๆ ไดอิเล็กตริกอินทรีย์ภายใต้การกระทำของการปล่อยบางส่วนปล่อยสารประกอบคาร์บอนที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าเช่นเดียวกับก๊าซ: ไฮโดรเจน มีเทน คาร์บอนไดออกไซด์ อะเซทิลีน ฯลฯ เมื่อพันธะโมเลกุลของไดอิเล็กตริกที่เป็นของแข็งแตกออก อนุมูลจะก่อตัวขึ้น

ฉนวนกันน้ำมันและกระดาษ-น้ำมันเปลี่ยนคุณสมบัติทางไฟฟ้าและคุณสมบัติทางเคมีฟิสิกส์ในแต่ละส่วนประกอบ: กระดาษแข็งไฟฟ้า น้ำมันแร่ และอายุกระดาษ ส่วนประกอบที่ชุ่มจะถูกทำลาย การนำไฟฟ้าเพิ่มขึ้นในท้ายที่สุด เงื่อนไขที่เอื้ออำนวยต่อการทำลายที่เป็นอันตรายคือ สร้าง

สำหรับน้ำมันเอง ภายใต้สนามไฟฟ้าแรงสูง อิเล็กตรอนในนั้นจะได้รับพลังงานมากพอที่จะทำลายโมเลกุลของคาร์บอน ซึ่งเป็นผลมาจากการที่ไฮโดรเจนถูกปลดปล่อยออกมา กระบวนการนี้เด่นชัดเป็นพิเศษในฉนวนของสายไฟฟ้าแรงสูง และฉนวนประเภทต่างๆ มีลักษณะเฉพาะตามความรุนแรงของการทำลาย (ซึ่งขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของฉนวน)

เป็นที่น่าสังเกตว่าการสลายตัวของฉนวนด้วยการก่อตัวของรอยร้าวจะไม่เกิดขึ้นทันทีเนื่องจากแรงดันไฟฟ้าเกินในทุกขณะ กระบวนการนี้เป็นไปอย่างช้าๆ: ไมโครแคร็กจะสะสมทุกครั้งที่เกิดไฟกระชากใหม่ และในตอนท้ายจะดูเหมือนฉนวนที่เสียหายจากรอยแตกเท่านั้น

การเสื่อมสภาพเนื่องจากความร้อน — ปฏิกิริยาเคมีที่ทำให้คุณสมบัติของฉนวนเสื่อมลง

เป็นที่ชัดเจนว่าภายใต้สภาวะปกติที่ 25 ° C วัสดุฉนวนทั้งหมดจะทำงานตามปกติ แต่จะเฉื่อยที่อุณหภูมิห้องอย่างไรก็ตามกระแสที่ไหลผ่านสายเคเบิลทำให้ฉนวนร้อนขึ้นถึง 130 ° C และสูงกว่านั้น ภายใต้สถานการณ์ดังกล่าว ปฏิกิริยาเคมีจะเกิดขึ้นอย่างช้าๆ ในวัสดุฉนวน ซึ่งจะค่อยๆ เสื่อมสภาพลง

ไดอิเล็กทริกในตอนแรกจะแข็ง—พวกมันจะเปราะเมื่อเวลาผ่านไป และความเค้นเชิงกลที่มีนัยสำคัญบนสายเคเบิลจะทำให้เกิดรอยร้าวและการทำลายฉนวนดังกล่าว ไดอิเล็กตริกเหลวจะค่อยๆ ระเหยกลายเป็นก๊าซบางส่วน เนื่องจากความเป็นฉนวนของฉนวนดังกล่าวจะลดลงเมื่อเวลาผ่านไป อีกทั้งยังเป็นโครงข่ายฉนวนป้องกันความชราจากการกระทำของความร้อน

ความชื้นเป็นปัจจัยที่ก่อให้เกิดริ้วรอย—ออกซิเดชันที่ส่งเสริมการรั่วไหล

ไม่น่าแปลกใจที่ความชื้นสามารถเกาะฉนวนของสายเคเบิลได้ ไม่ว่าจะเป็นการควบแน่นที่เกิดขึ้นจากกระบวนการเทอร์โมออกซิเดชั่นหรือเพียงแค่น้ำจากสภาพแวดล้อมภายนอก การตกตะกอนตามฤดูกาลเดียวกัน

ความต้านทานของฉนวนจะลดลงจากการกระทำของความชื้น เนื่องจากไอออนอิสระเริ่มเพิ่มกระแสไฟรั่ว การสูญเสียไดอิเล็กตริกเพิ่มขึ้น ในที่สุดก็นำไปสู่การสลายทั้งหมด แต่แม้ว่าจะไม่มีความเสียหายเกิดขึ้น ความชื้นยังคงก่อให้เกิดความร้อนสูงเกินไปของฉนวนและการเสื่อมสภาพจากความร้อนจะไม่ล่าช้า

ด้วยเหตุนี้จึงเป็นสิ่งสำคัญมากที่ฉนวนจะต้องแห้งอยู่เสมอ และในอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ที่เกี่ยวข้องกับข้อกำหนดนี้ ความชื้นของฉนวนจะถูกตรวจสอบอย่างต่อเนื่องและดำเนินมาตรการเพื่อลดปัจจัยการเสื่อมสภาพนี้ให้เหลือน้อยที่สุด

ดูสิ่งนี้ด้วย:

ตัวบ่งชี้คุณภาพของฉนวน — ความต้านทาน ค่าสัมประสิทธิ์การดูดซับ ดัชนีโพลาไรเซชัน และอื่นๆ

อะไรเป็นตัวกำหนดอายุการใช้งานของมอเตอร์ไฟฟ้า

สาเหตุของการเกิดไฟไหม้ในอุปกรณ์ไฟฟ้า

ทนความร้อนและทนไฟของสายไฟและสายไฟ ฉนวนไม่ติดไฟ

การทดสอบฉนวนของสายเคเบิลดำเนินการอย่างถูกต้องอย่างไร?