電力電纜絕緣層的老化和壽命
1.絕緣老化和壽命的基本概念
隨著時間的推移,絕緣材料的絕緣性能出現(xiàn)不可逆的下降,這種現(xiàn)象稱為絕緣老化。絕緣老化主要表現(xiàn)在以下幾個方面:擊穿場強下降,介質(zhì)損耗角正切tanδ增大,機械強度或其他性能下降等。根據(jù)絕緣老化的原因分類有電老化和化學老化,此外,潮濕、污染等也會導致老化。
由于老化的逐漸發(fā)生和發(fā)展,使絕緣性能逐漸降低,當達到規(guī)定的耐受范圍時,導致電纜絕緣不能繼續(xù)承受電網(wǎng)運行電壓、運行過電壓或大氣過電壓,這個過程所需的時間稱為電纜絕緣的壽命。絕緣性能隨時間下降的曲線稱為老化曲線或壽命曲線。
在正常運行條件下,油紙電纜絕緣的壽命一般在40年以上,交聯(lián)聚乙烯電纜絕緣的壽命一般在30年以上。
2.交流電壓下電纜絕緣老化的主要原因
(1)局部放電。如果在絕緣中長期存在局部放電,油紙絕緣浸漬劑和紙纖維分解,形成氣體沉淀,造成高分子一x蠟。局部放電可使交聯(lián)聚乙烯絕緣內(nèi)部空隙處逐漸形成電樹枝,并向深處發(fā)展,直至發(fā)生絕緣電擊穿或熱擊穿。
(2)絕緣層干燥。膠粘劑浸漬紙絕緣電纜,在冷熱循環(huán)的作用下,金屬護套產(chǎn)生不可逆的塑性變形,在絕緣層中產(chǎn)生空隙,使啟動放電電壓降低,tanδ增大,當電纜線垂直下降時,高端浸漬劑流失,絕緣層干燥,加速絕緣層老化,導致高端電纜容易擊穿。
(3)溫度對老化的影響。在較高的溫度下,任何絕緣材料的絕緣電阻都會明顯降低,紙質(zhì)絕緣中的纖維素會發(fā)生熱分解,擠壓包裝的絕緣在高溫下也會加速老化作用。
(4)電纜導體和金屬護套與浸漬劑的接觸加速了絕緣油的老化。特別是當浸漬劑含有水分時,會加速金屬對絕緣油老化的催化作用。