介紹固體電介質(zhì)的老化的類型、老化機(jī)理。了解固體絕緣材料耐熱等級(jí)的劃分

一、固體電介質(zhì)老化的類型

電氣設(shè)備中的絕緣在長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中會(huì)發(fā)生一系列物理變化和化學(xué)變化，致使其電氣、機(jī)械及其他性能逐漸劣化，這種現(xiàn)象統(tǒng)稱為絕緣的老化。固體介質(zhì)的老化可分為電老化、熱老化和環(huán)境老化三類。

1.電老化

在電場(chǎng)的作用下使介質(zhì)的物理、化學(xué)性能發(fā)生不可逆的劣化而導(dǎo)致擊穿，這種過(guò)程稱電老化。

2.熱老化

熱老化是指在較高溫度下，固體介質(zhì)由于熱裂解、氧化裂解、交聯(lián)以及低分子揮發(fā)物的逸出等出現(xiàn)的老化現(xiàn)象。

3. 環(huán)境老化

紫外線，日曬雨淋，濕熱等也對(duì)絕緣的老化有明顯的影響。

二、固體電介質(zhì)的電老化

固體電介質(zhì)電老化的主要原因是局部放電。局部放電并不馬上形成貫穿性通道，但長(zhǎng)期局部放電會(huì)造成影響，如放電產(chǎn)生的熱能，引起熱裂解，氣隙膨脹；局部放電區(qū)產(chǎn)生高能輻射線，引起材料分解；放電可產(chǎn)生臭氧和硝酸，會(huì)使材料發(fā)生腐蝕、氧化等化學(xué)破壞。隨老化程度的加劇，最終會(huì)使絕緣擊穿。

各種材料耐受局部放電的性能是不同的，陶瓷、云母等無(wú)機(jī)材料有較強(qiáng)的耐局部放電的性能，塑料等有機(jī)材料耐局部放電的性能較差。

三、固體電介質(zhì)的熱老化

熱老化的特征主要表現(xiàn)為：介質(zhì)失去彈性、變硬、變脆，發(fā)生龜裂；機(jī)械強(qiáng)度降低：介質(zhì)變軟、發(fā)黏；介質(zhì)的電氣性能下降。

熱老化的程度取決于溫度及該材料處在熱作用下所經(jīng)歷的時(shí)間。電氣設(shè)備的使用壽命一般取決其絕緣的壽命，后者又與老化過(guò)程密切相關(guān)。為了保證絕緣具有經(jīng)濟(jì)合理的使用壽命，通常對(duì)固體絕緣規(guī)定了耐熱等級(jí)，以規(guī)定各級(jí)絕緣材料的最高持續(xù)工作溫度，見(jiàn)表TYBZ01403005-1。使用溫度越高，壽命越短。對(duì)A絕緣材料，使用溫度若超過(guò)規(guī)定溫度8℃，則其壽命大約縮短一半，稱8℃規(guī)則；對(duì)B級(jí)絕緣材料，屬10℃規(guī)則；對(duì)H級(jí)絕緣材料，屬12℃規(guī)則。

表TYBZ01403005-1 電氣絕緣的耐熱等級(jí)

注以前在H級(jí)以上設(shè)置C級(jí)耐熱等級(jí)，但在GB11021-1989《電氣絕緣的耐熱性評(píng)定和分?jǐn)?shù)》中取消了C級(jí)，代之以200級(jí)，220級(jí)和250級(jí)，并規(guī)定當(dāng)溫度超過(guò)250℃時(shí)，按間隔相應(yīng)設(shè)置耐熱等級(jí)。

四、環(huán)境老化

由于日曬、雨淋、紫外線等環(huán)境因素造成的介質(zhì)的老化稱為環(huán)境老化。環(huán)境老化主要對(duì)暴露在戶外大氣條件下的有機(jī)絕緣物影響較大，如導(dǎo)線絕緣、有機(jī)合成絕緣子等，所以環(huán)氧澆注絕緣子通常可用于戶內(nèi)，卻不能用于戶外。紫外線對(duì)高分子聚合物固體介質(zhì)有加速老化的作用，在選擇絕緣介質(zhì)時(shí)要充分考慮這一點(diǎn)。