造成电气设备绝缘老化的因素 (造成电气设备短路的主要原因是设备的绝缘受到破坏)

简介

电气设备绝缘在长期运行过程中会发生一系列物理和化学变化,导致其电气、机械和其它性能逐渐劣化,这些现象统称为绝缘老化。绝缘老化最终导致绝缘失效,电力设备无法继续运行。
图1 绝缘材料的寿命与老化时间的关系

促使绝缘老化的原因

  • 机械力
  • 水分(潮气)
  • 氧化
  • 各种射线
  • 微生物
绝缘老化的速度与绝缘结构、材料、制造工艺、运行环境、所受电压、负荷情况等因素密切相关。

热老化

电气设备绝缘在运行过程中因周围环境温度过高,或因电气设备本身发热而导致绝缘温度升高。高温作用下,绝缘的机械强度下降,结构变形,因氧化、聚合而导致材料丧失弹性,或者造成耐放电性能降低;因材料裂解而造成绝缘击穿,电老化寿命缩短。

电老化

电气设备绝缘在运行过程中会受到电场的作用。绝缘所承受的电场强度对其寿命有非常大的影响,原因是,一方面场强增加,放电次数增加;另一方面加快了从局部放电到击穿的过程。

常用的单应力电老化模型有反幂及指数模型分别为:

  • 反幂模型:L=K-n
  • 指数模型:L=αexp(-bE)
其中,E为电场强度;k,n,α,b为实验确定的常数。

结论

绝缘老化是电气设备不可避免的一种劣化过程,了解绝缘老化的原因和机理对于延长电气设备的使用寿命至关重要。通过采取有效的措施,如改善绝缘结构、提高材料耐受性、控制运行环境等,可以减缓绝缘老化进程,提高设备可靠性和安全性。

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