绝缘材料出现绝缘性能衰退,原因较为复杂,涉及材料自身特性、外部环境以及使用工况等多方面因素,具体如下:
材料老化
热老化:绝缘材料长期处于高温环境,内部高分子链会发生断裂、交联等化学反应。像聚氯乙烯绝缘电线,在持续高温下,分子链逐渐失去原有规整性,使得材料变软、发黏,绝缘性能大幅下降。当温度远超其耐受极限,老化进程更是显著加快,导致绝缘电阻降低、介质损耗增大。
光老化:长期暴露在强光,尤其是紫外线照射下,绝缘材料中的化学键会被破坏。例如一些户外使用的橡胶绝缘制品,紫外线能引发自由基链式反应,致使橡胶分子链降解,材料变硬、变脆,产生龟裂,空气与水分趁机侵入,进一步削弱绝缘性。
化学老化:绝缘材料接触酸、碱、油类等化学物质时,会发生化学反应。以环氧绝缘漆为例,遇到强碱性清洗剂,其化学结构被腐蚀,涂层完整性受损,绝缘防护失效。
受潮
环境湿度高:当绝缘材料所处环境湿度较大,水分容易吸附、渗透其中。水是强极性分子,能在电场作用下电离出离子,大幅提升材料的导电性,使绝缘电阻急剧减小。比如潮湿地下室中的电气设备,其绝缘层受潮后,漏电风险迅速攀升。
密封性不佳:若是电气设备的密封结构存在缺陷,外界水汽就会源源不断侵入。像一些户外配电柜,柜门密封不严,雨水、雾气进入后,内部绝缘部件很快受潮,绝缘性能衰退。
机械损伤
外力挤压碰撞:绝缘材料受到外部挤压、撞击时,内部结构会遭到破坏。例如,电缆敷设过程中遭受过度弯折、拖拉,绝缘层出现裂缝、破损,不仅破坏了物理完整性,还形成导电通路,绝缘效果大打折扣。
振动磨损:在持续振动环境里,如电机运转产生的高频振动,绝缘材料反复摩擦、受力,表面逐渐磨损,材料变薄,绝缘性能难以维持。
电老化
局部放电:绝缘材料内部若存在气隙、杂质等缺陷,在电场作用下会引发局部放电现象。放电产生的热、臭氧等会侵蚀材料,造成绝缘性能劣化。高压变压器绕组的绝缘纸,若因制造工艺瑕疵有微小气隙,长期局部放电将使其碳化、穿孔。
电晕放电:在高电压下,电极尖端附近电场强度过高,会产生电晕放电,释放出的带电粒子撞击绝缘材料,使其表面老化、龟裂,最终降低绝缘能力。
上一条: 无
下一条: 耐高温绝缘材料的物理特性与化学稳定性