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电缆的绝缘劣化的原因
2021-07-05

武汉华天电力专业生产电缆故障测试仪,下面为大家介绍电缆的绝缘劣化原因。


1.电缆的绝缘劣化


1.1引起劣化的因素


1)电气因素


除了正常的工作电压外,还有意外电压,事故时的通断电压,开/关浪涌和雷电浪涌电压,认为这些异常电压提供了劣化的动机,并且正常的接地电压使劣化前进。


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2)热因素尽管


在允许的电流范围内由于温度升高引起的热降解几乎不成问题,但可以考虑由于热膨胀和收缩而在屏蔽铜带和绝缘子之间的界面处产生空隙的可能性,另外,伴随接地故障和短路的温度升高以及在过高的温度下使用会导致热劣化。


3)环境因素


在敷设状态下,会有水,硫化物和化学物质侵入电缆,此外,还应考虑终端中的紫外线,臭氧和污垢(盐,灰尘)的影响。


4)机械因素


可考虑在安装过程中或安装后可能发生的弯曲,侧压,冲击载荷和外伤,并且在某些情况下,可能会影响振动。


5)其他因素
可以想到的是,由动物引起的护套损坏并且在那里发生水侵入,或者由于端子或连接部的构造等方面的缺陷而产生空隙,从而导致局部放电劣化和水劣化。


1.2劣化类型


上述因素被认为是引起劣化的因素,但是在实际的劣化中,上述因素单独起作用,并且劣化很小,并且在许多情况下,各种因素重叠并且组合起作用以引起劣化,继续,在此,劣化模式被分类并描述如下:


1)净电气退化


可大致分为部分放电退化和电气退化


①部分放电恶化


这是电缆绝缘子由于在空隙,绝缘子和绝缘子中的空隙中产生的局部放电而劣化,并通过反复放电逐渐腐蚀绝缘子并降低击穿电压的现象,但是,在实际的电缆中,由于进行设计和制造上的管理,使得在正常的接地电压下不会发生局部放电,因此,除非由于热因素和不良的构造而产生空隙,否则可以认为这种劣化通常不会发生。


②电树恶化


即使当施加到电缆上的电压以劣化的形式减小时,该部分也会引起局部电场的出现,该劣化在电缆绝缘体中以及在半导体层与绝缘体之间的界面的局部高电场部分处局部发生,这可能发生,但是,可以认为,在充分控制下制造的电缆中通常不会出现这种电气树,当然,在稍后描述的水树中,存在不再提供水之后将水从水树转换成电树的过程。


2)与环境相关


恶化作为实际恶化,最可能发生的是环境恶化,化学恶化,并且终端中典型出现跟踪恶化。


①水恶化


这是水和电场共存时由水造成的劣化的一种形式,与电场相比,即使在相当低的电场下也会发生,从导体上的半导电层(内半导电层,以下称为内层)或绝缘子上的半导电层(外半导电层,以下称为外层)以及由体内空隙和异物产生的领结产生凸型,它被分类为数字树,前者特别是在半导体带状电缆中产生,特别是由内部电阻产生的数量会大大降低电缆的绝缘性能,根据事故调查结果,安装数年后的运转中可能会发生绝缘破坏,在这种状态下,tanδ增加,直流漏电流增加,可以说,由外部事件产生的数量以与内部电阻相同的形式降低了绝缘性能,但是效果略小。


另一方面,关于领结水的观点很多,但其危害性相对较小,但可以说6.6kv cv电缆和BN电缆受潮的危害最大,尤其是受内部和外部耐水TREE的危害最大。


②化学的恶化


硫化物(例如硫化氢)已经渗透到电缆和绝缘子的护套中,并与铜导体发生化学反应,生成硫化铜,氧化铜,氧化铜等,这是一种劣化形式,其中绝缘子的重量以树脂形式朝着护套前进,无论是否存在电场,都会发生该,并且在电场的存在下,化学易于促进,由于化学TREE本身具有高电导率,因此绝缘子的击穿电压显着降低。


③化学变质


XLPE和BN受油和化学物质的影响不同,其模式因油和化学物质的类型而异,但由于渗入内部而引起的材料溶胀,机械强度,溶解性,化学分解性和混合物的抵抗力它表现为通过弯曲而硬化,并导致绝缘电阻的电阻,tanδ的增加和击穿电压的降低。


④走线劣化


未使用走线劣化盖的带子缠绕的端子和模锥型端子中,盐和灰尘造成的结垢会引起表面泄漏→微漏电放电→表面碳化烧坏,即发生走线劣化,最终表面闪过或它是导致终端破坏的恶化形式,紫外线和臭氧可能会在端子表面造成裂纹,并导致走线恶化。


3)其他劣化


可以考虑其他劣化类型,但可以认为是代表性的一种


①热劣化


长时间加热诸如XLPE和BN之类的聚合物材料时,分子结构可能会因热和氧而破坏,导致拉伸强度和伸长率降低,这种现象称为热劣化,并且由于这种物理性质的降低,绝缘性能可能劣化,但是,由于将实际的电缆的连续容许温度设定在对于这种热劣化具有足够余量的范围内,因此绝缘性能几乎不会因热劣化而劣化。


②机械损坏和变形


如果由于外伤或负载波动以及温度过高而在短时间内造成热膨胀,则变形可能是主要原因,并且可能与其他因素结合使用,从而降低绝缘性能。


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