絕緣材料出現絕緣性能衰退,原因較為復雜,涉及材料自身特性、外部環境以及使用工況等多方面因素,具體如下:
材料老化
熱老化:絕緣材料長期處于高溫環境,內部高分子鏈會發生斷裂、交聯等化學反應。像聚氯乙烯絕緣電線,在持續高溫下,分子鏈逐漸失去原有規整性,使得材料變軟、發黏,絕緣性能大幅下降。當溫度遠超其耐受極限,老化進程更是顯著加快,導致絕緣電阻降低、介質損耗增大。
光老化:長期暴露在強光,尤其是紫外線照射下,絕緣材料中的化學鍵會被破壞。例如一些戶外使用的橡膠絕緣制品,紫外線能引發自由基鏈式反應,致使橡膠分子鏈降解,材料變硬、變脆,產生龜裂,空氣與水分趁機侵入,進一步削弱絕緣性。
化學老化:絕緣材料接觸酸、堿、油類等化學物質時,會發生化學反應。以環氧絕緣漆為例,遇到強堿性清洗劑,其化學結構被腐蝕,涂層完整性受損,絕緣防護失效。
受潮
環境濕度高:當絕緣材料所處環境濕度較大,水分容易吸附、滲透其中。水是強極性分子,能在電場作用下電離出離子,大幅提升材料的導電性,使絕緣電阻急劇減小。比如潮濕地下室中的電氣設備,其絕緣層受潮后,漏電風險迅速攀升。
密封性不佳:若是電氣設備的密封結構存在缺陷,外界水汽就會源源不斷侵入。像一些戶外配電柜,柜門密封不嚴,雨水、霧氣進入后,內部絕緣部件很快受潮,絕緣性能衰退。
機械損傷
外力擠壓碰撞:絕緣材料受到外部擠壓、撞擊時,內部結構會遭到破壞。例如,電纜敷設過程中遭受過度彎折、拖拉,絕緣層出現裂縫、破損,不僅破壞了物理完整性,還形成導電通路,絕緣效果大打折扣。
振動磨損:在持續振動環境里,如電機運轉產生的高頻振動,絕緣材料反復摩擦、受力,表面逐漸磨損,材料變薄,絕緣性能難以維持。
電老化
局部放電:絕緣材料內部若存在氣隙、雜質等缺陷,在電場作用下會引發局部放電現象。放電產生的熱、臭氧等會侵蝕材料,造成絕緣性能劣化。高壓變壓器繞組的絕緣紙,若因制造工藝瑕疵有微小氣隙,長期局部放電將使其碳化、穿孔。
電暈放電:在高電壓下,電極尖端附近電場強度過高,會產生電暈放電,釋放出的帶電粒子撞擊絕緣材料,使其表面老化、龜裂,最終降低絕緣能力。
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