אילו גורמים משפיעים על הזדקנות הבידוד

כבלים מנוצלים לטווח ארוך מאבדים את איכות הבידוד שלהם לאורך זמן, במילים אחרות, הבידוד שלהם מזדקן. זה נובע ממספר גורמים. כתוצאה מכך, חלק מהמקומות של החיווט חשופים, העמוסים בתאונות מסוכנות: קצר חשמלי מקרי וקשת יכול לגרום לשריפה, או לפחות לפגיעה חשמלית באנשים.

כמובן שחומרי הבידוד הנמצאים בשימוש כיום הם עמידים יותר מאלה שהיו בשימוש קודם לכן, אך במקומות מסוימים החיווט החשמלי לא השתנה במשך זמן רב, ובעיית ההזדקנות של הבידוד נותרה כך. בואו נסתכל על הגורמים המשפיעים על הזדקנות הבידוד.

הזדקנות הבידוד נמדדת ביחידות יחסית. ההזדקנות נלקחת כיחידה המתאימה לעבודה בטמפרטורה המותרת על פי התקנים. לצורך חישובים מעשיים, לרוב משמש כלל המכונה "כלל שמונה מעלות" להערכת תהליך ההזדקנות של הבידוד.

כלל זה, על אף שמדובר רק במקרה מיוחד של חוק ההזדקנות הכללי, נותן קירוב טוב למציאות בטווח הטמפרטורות המותר בדרך כלל לבידוד. בטמפרטורות גבוהות יותר, זה מוביל לנתוני הזדקנות מוגזמים במקצת, אך נשאר שימושי לאומדנים יחסיים.

המשמעות של כלל שמונה מעלות מסתכמת בכך שעלייה בטמפרטורה על כל 8 ° C מובילה להאצת הבלאי (ההזדקנות) של הבידוד פעמיים. המשמעות היא שאם, למשל, ליבות המוליכים עם בידוד בעת עומס יתר תהיה עליית טמפרטורה של 48 ° C במקום 40 ° C המקובלים בתקנים, אז הבידוד שלהם יתבלה פי 2 מהר יותר, ובטמפרטורה של 56 מעלות צלזיוס - פי 4 מהר יותר.

לאחר מכן ההזדקנות עקב חום וחמצון. לבסוף, בידוד הלחות הוא גם גורם הזדקנות די חזק שאסור להתעלם ממנו.

גורמי הזדקנות נוספים (פחות משמעותיים) הם: עומסים מכניים בעלי אופי סטטי או רטט, וההשפעה ההרסנית הכימית של מוצרים מתגובות אלקטרוליטיות וחומצות אורגניות.

הזדקנות חשמלית של הבידוד - הצטברות הדרגתית של מיקרו -סדקים מהפרשות

הפרשות חלקיות מובילות להרס הדרגתי של רוב סוגי הבידוד: עם כל פריקה, רק חלק מהאנרגיה שלו מושקע על הרס בלתי הפיך של הקשרים המולקולריים של החומר, כתוצאה מכך ההרס מתרחש לאט אבל בטוח. במראה, זה נראה כמו מיקרו סדקים בבידוד.

קצב ההרס והיקפו שונים לחומרים שונים. דיאלקטריה אורגנית, בפעולה של הפרשות חלקיות, משחררות תרכובות פחמן מוליכות, כמו גם גזים: מימן, מתאן, פחמן דו חמצני, אצטילן וכו 'כאשר הקשרים המולקולריים של דיאלקטרי מוצק נשברים, נוצרים רדיקלים.

מחסום שמן ובידוד נייר-שמן משנה את המאפיינים החשמליים והמאפיינים הפיסיקו-כימיים בכל אחד ממרכיביו: קרש אלקטרוקרק, שמן מינרלי ונייר-גיל, הרכב ההספגה נהרס, המוליכות בסופו של דבר עולה, נוצרים תנאים נוחים לפירוקים מזיקים.

באשר לשמן עצמו, בשדות חשמליים חזקים, האלקטרונים רוכשים בו מספיק אנרגיה להרוס מולקולות פחמן, וכתוצאה מכך משתחרר מימן. תהליך זה בולט במיוחד בבידוד של קווי מתח גבוה, וסוגים שונים של בידוד מאופיינים בעוצמת ההרס שלהם (שתלויה בהרכב הבידוד).

ראוי לציין כאן כי התמוטטות הבידוד עם היווצרות סדק אינה מתרחשת באופן מיידי עקב מתח יתר בכל רגע אחד. תהליך זה הוא איטי: מיקרו -סדקים מצטברים בכל פעם שמתרחש מתח נוסף, ורק בסוף הוא נראה כמו בידוד שניזוק מסדקים.

הזדקנות חום - תגובות כימיות שפוגעות בתכונות הבידוד

ברור שבתנאים רגילים ב -25 מעלות צלזיוס כל חומרי הבידוד מתנהגים כרגיל, הם אינם פעילים בטמפרטורת החדר. עם זאת, הזרם הזורם דרך הכבלים מחמם את הבידוד עד 130 מעלות צלזיוס ואף גבוה יותר. בנסיבות כאלה, תגובות כימיות זורמות לאט בחומר הבידוד, ופוגעות בהדרגה בתכונותיו.

הדיאלקטריה בתחילה מוצקה - הם הופכים שבירים עם הזמן, וכל לחץ מכני משמעותי על הכבל יוביל לסדקים ולהרס בידוד כזה. דיאלקטרים ​​נוזליים מתאדים בהדרגה והופכים חלקית לגז, ומכאן שחוזק הדיאלקטרי של בידוד כזה יורד עם הזמן. זוהי גם רשת של בידוד הזדקנות מפעולת החום.

לחות כגורם להזדקנות - חמצון המסייע לדליפה

אין זה מפתיע כי לחות יכולה להגיע על בידוד הכבלים, בין אם מדובר בעיבוי שנוצר כתוצאה מתהליכים תרמו-חמצוניים, או רק מים מהסביבה החיצונית, אותה משקעים עונתיים.

עמידות הבידוד יורדת מפעולת הלחות, מכיוון שיונים חופשיים מתחילים להגדיל את זרם הדליפה. ההפסדים הדיאלקטריים גדלים, ובסופו של דבר מובילים להתמוטטות מוחלטת. אך גם אם לא מתרחשת התמוטטות, הלחות עדיין תורמת להתחממות יתר של הבידוד, והזדקנות תרמית לא מאחרת לבוא.

לכן כל כך חשוב שהבידוד יישאר תמיד יבש, ובתעשיות גדולות, בהקשר להוראה זו, מתבצע פיקוח רציף על תכולת הלחות של הבידוד וננקטים אמצעים להפחתת גורם ההזדקנות למינימום.

ראה גם:

אינדיקטורים לאיכות הבידוד - עמידות, מקדם ספיגה, מדד קיטוב ואחרים

מה קובע את חיי השירות של מנועים חשמליים

סיבות לשריפות במכשירי חשמל

עמידות בחום ועמידות באש של כבלים וחוטים, בידוד בלתי דליק

כיצד מתבצעת בדיקת בידוד הכבלים בצורה נכונה?