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电动机中绝缘材料的老化
发布者:锡伟绝缘材料  发布时间:2017-1-20 13:18:45  点击:986

1、老化的概念:电气设备中的绝缘材料在运行过程中,由于受到各种因素的长期作用,会发生一系列不可逆的变化,从而导致其物理、化学、电和机械等性能的劣化,这种不可逆的变化通称为老化。

2、聚合物老化的主要表现:

2.1表观变化:材料变色、变粘、变形、龟裂、脆化

2.2物理化学性能变化:相对分子量、相对分子质量分布、熔点、溶解度、耐热性、耐寒性、透气性、透光性等;

2.3机械性能:弹性、硬度、强度、伸长率、附着力、耐磨性等;

2.4电性能:绝缘电阻、介电常数、介电损耗角正切、击穿强度等

3、聚合物老化的本质:

3.1交联:交联至一定程度前能改善聚合物的物理机械性能和耐热性能,但随着分子间交联的增多,逐渐形成网络结构,聚合物变成硬、脆、不溶不熔的产物;

3.2降解:分子量减小,导致机械性能和电性能降低,出现发粘和粉化。

3.3环境老化:含有酸、碱、盐类成分的污秽尘埃(或与雨、露、霜、雪相结合)对绝缘物的长期作用,显然会对绝缘物(特别是有机绝缘物)产生腐蚀。

3.4环境老化原因:

阳光紫外线的能量大于多数有机绝缘物中主价键的键能,多数有机绝缘物在紫外光的作用下会逐渐老化。

高分子电介质吸收紫外光能量后,有部分分子被激励,当存在氧气或臭氧时,还会引发高分子的氧化降解反应,称为光认化反应。光氧化反应是环境老化中的重要过程之一。

4、电老化:绝缘材料在电场的长时间作用下,物理、化学变化性能发生变化,最终导致介质被击穿,这个过程称为电老化。主要有三种类型:电离性老化(交流电压);电导性老化(交流电压);电解性老化(直流电压)

5、电离性老化:(1)绝缘材料中存在气泡或气隙(工艺缺陷、冷热收缩、材料分解、材料受潮)(2)气体介质的介电常数接近为1,比固体介质的介电常数小得多,在交变电场下,气隙中的场强比邻近的固体介质中的场强大得多,而其起始游离场强(常压)通常又比固体介质的小得多,所以,游离基最容易在这些气隙中发生,在某些气隙中,甚至可能存在稳定的火花放电。(3)气隙的游离基将导致

6、电导性老化:在两电极之间的绝缘层中(最常见的是在电极与绝缘的交界面处),存在某些液态的导电物质(最常见的是水)

当该处场强超过某定值时,这些导电物质便会沿电场方向逐渐渗入绝缘层深处,形成近似树状的痕迹称入水树枝。水树枝的累积发展将最终导致绝缘层的击穿。

产生水树枝的机理可能是:

水或其他电解液中的离子在交变电场作用下反复冲击绝缘物,使其发生疲劳损坏和化学分解;

电解液逐渐渗透、扩散到深处,形成水树枝。

产生和发展水树枝所需的场强,比产生和发展电树枝所需的场强低得多。

7、电解性老化:在直流电压长期作用下,即使所加电压远低于局部放电起始电压,由于介质内部近行着电化学过程,介质也会逐渐老化,最终导致击穿。

8、热老化:在较高温度下,电介质发生热裂解、氧化分解、交联、以及低分子挥发物的逸出,导致电介质失去弹性、变脆、发生龟裂,机械强度降低,也有些介质表现为变软、发粘、失去定形,同时,介质电性能变坏。热老化的程度主要决定于温度及热作用时间。此外,诸如空气中的湿度、压力、氧的含量、空气的流通程度等对热老化的速度也有一定影响。

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