绝缘老化的原因分析
绝缘材料的绝缘性能发生随时间不可逆下降的现象称为绝缘老化。绝缘老化主要表现在以下几个方面:击穿场强降低、介质损失角正切值tanδ增大、机械强度或其他性能下降等。按产生绝缘老化的原因分类有电老化和化学老化,此外受潮、受污染等也会导致老化。
由于老化的逐步发生和发展,使绝缘性能逐步降低,当达到规定的容许范围之下,致使电缆绝缘不能继续承受电网运行电压、操作过电压或大气过电压,这一过程所需的时间成为电缆绝缘的寿命。
在正常运行情况下,油纸电缆绝缘的寿命一般为40年以上,交联聚乙烯电缆绝缘寿命一般为30年以上。
交流电压下电缆绝缘老化的主要原因:
(1)局部放电。如果绝缘中存在长期局部放电,油纸绝缘浸渍剂及纸纤维分解,形成气体析出,产生高分子聚合物——X蜡。局部放电能使交联聚乙烯内部空隙处逐步形成电树枝,并纵深发展,直至发生绝缘点击穿或者热击穿。
(2)绝缘干枯。黏性浸渍纸绝缘电缆,在冷热循环作用下金属护套产生不可逆的塑性变形,在绝缘中产生气隙,使起始放电电压降低,tanδ增大,当电缆线路垂直落差较大时,高端浸渍剂流失,绝缘干枯,加速绝缘老化,导致高端电缆容易击穿。
(3)温度对老化的影响。在温度较高时,任何绝缘材料的电阻都会大幅降低,纸绝缘中纤维素发生热分解,挤包绝缘在高温下也会加速老化作用。
(4)电缆导体和金属护套与浸渍剂加速绝缘油老化。尤其是当浸渍剂中含有水分时,会使金属对绝缘油老化的催化作用加速。
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