電機(jī)絕緣材料的使用知識

1、老化的概念：電氣設(shè)備中的絕緣材料在運(yùn)行過程中，由于受到各種因素的長期作用，會(huì)發(fā)生一系列不可逆的變化，從而導(dǎo)致其物理、化學(xué)、電和機(jī)械等性能的劣化，這種不可逆的變化通稱為老化。

2、聚合物老化的主要表現(xiàn)：

2.1表觀變化：材料變色、變粘、變形、龜裂、脆化

2.2物理化學(xué)性能變化：相對分子量、相對分子質(zhì)量分布、熔點(diǎn)、溶解度、耐熱性、耐寒性、透氣性、透光性等；

2.3機(jī)械性能：彈性、硬度、強(qiáng)度、伸長率、附著力、耐磨性等；

2.4電性能：絕緣電阻、介電常數(shù)、介電損耗角正切、擊穿強(qiáng)度等

3、聚合物老化的本質(zhì)：

3.1交聯(lián)：交聯(lián)至一定程度前能改善聚合物的物理機(jī)械性能和耐熱性能，但隨著分子間交聯(lián)的增多，逐漸形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，聚合物變成硬、脆、不溶不熔的產(chǎn)物；

3.2降解：分子量減小，導(dǎo)致機(jī)械性能和電性能降低，出現(xiàn)發(fā)粘和粉化。

3.3環(huán)境老化：含有酸、堿、鹽類成分的污穢塵埃(或與雨、露、霜、雪相結(jié)合)對絕緣物的長期作用，顯然會(huì)對絕緣物(特別是有機(jī)絕緣物)產(chǎn)生腐蝕。

3.4環(huán)境老化原因：

陽光紫外線的能量大于多數(shù)有機(jī)絕緣物中主價(jià)鍵的鍵能，多數(shù)有機(jī)絕緣物在紫外光的作用下會(huì)逐漸老化。

高分子電介質(zhì)吸收紫外光能量后，有部分分子被激勵(lì)，當(dāng)存在氧氣或臭氧時(shí)，還會(huì)引發(fā)高分子的氧化降解反應(yīng)，稱為光認(rèn)化反應(yīng)。光氧化反應(yīng)是環(huán)境老化中的重要過程之一。

4、電老化：絕緣材料在電場的長時(shí)間作用下，物理、化學(xué)變化性能發(fā)生變化，最終導(dǎo)致介質(zhì)被擊穿，這個(gè)過程稱為電老化。主要有三種類型：電離性老化（交流電壓）；電導(dǎo)性老化（交流電壓）；電解性老化（直流電壓）

5、電離性老化：（1）絕緣材料中存在氣泡或氣隙（工藝缺陷、冷熱收縮、材料分解、材料受潮）（2）氣體介質(zhì)的介電常數(shù)接近為1，比固體介質(zhì)的介電常數(shù)小得多，在交變電場下，氣隙中的場強(qiáng)比鄰近的固體介質(zhì)中的場強(qiáng)大得多，而其起始游離場強(qiáng)(常壓)通常又比固體介質(zhì)的小得多，所以，游離基最容易在這些氣隙中發(fā)生，在某些氣隙中，甚至可能存在穩(wěn)定的火花放電。(3)氣隙的游離基將導(dǎo)致

6、電導(dǎo)性老化：在兩電極之間的絕緣層中(最常見的是在電極與絕緣的交界面處)，存在某些液態(tài)的導(dǎo)電物質(zhì)(最常見的是水)

當(dāng)該處場強(qiáng)超過某定值時(shí)，這些導(dǎo)電物質(zhì)便會(huì)沿電場方向逐漸滲入絕緣層深處，形成近似樹狀的痕跡稱入水樹枝。水樹枝的累積發(fā)展將最終導(dǎo)致絕緣層的擊穿。

產(chǎn)生水樹枝的機(jī)理可能是：

水或其他電解液中的離子在交變電場作用下反復(fù)沖擊絕緣物，使其發(fā)生疲勞損壞和化學(xué)分解；

電解液逐漸滲透、擴(kuò)散到深處，形成水樹枝。

產(chǎn)生和發(fā)展水樹枝所需的場強(qiáng)，比產(chǎn)生和發(fā)展電樹枝所需的場強(qiáng)低得多。

7、電解性老化：在直流電壓長期作用下，即使所加電壓遠(yuǎn)低于局部放電起始電壓，由于介質(zhì)內(nèi)部近行著電化學(xué)過程，介質(zhì)也會(huì)逐漸老化，最終導(dǎo)致?lián)舸��?/span>

8、熱老化：在較高溫度下，電介質(zhì)發(fā)生熱裂解、氧化分解、交聯(lián)、以及低分子揮發(fā)物的逸出，導(dǎo)致電介質(zhì)失去彈性、變脆、發(fā)生龜裂，機(jī)械強(qiáng)度降低，也有些介質(zhì)表現(xiàn)為變軟、發(fā)粘、失去定形，同時(shí)，介質(zhì)電性能變壞。熱老化的程度主要決定于溫度及熱作用時(shí)間。此外，諸如空氣中的濕度、壓力、氧的含量、空氣的流通程度等對熱老化的速度也有一定影響。

第五節(jié)  電動(dòng)機(jī)中絕緣材料的擊穿

1、擊穿的概念：外電場增大到某一臨界值，絕緣材料的電導(dǎo)突然劇增，材料由絕緣狀態(tài)變導(dǎo)電狀態(tài)。擊穿機(jī)理：電擊穿、熱擊穿。

2、熱擊穿：在電場的作用下，介質(zhì)內(nèi)的損耗轉(zhuǎn)化成的熱量多于散逸的熱量，使介質(zhì)溫度不斷上升，最終造成介質(zhì)本身的破壞，形成導(dǎo)電通道

3、電擊穿：由于電場的作用使介質(zhì)中的某些帶電質(zhì)點(diǎn)積聚的數(shù)量和運(yùn)動(dòng)的速度達(dá)到一定程度，使介質(zhì)失去了絕緣性能，形成導(dǎo)電通道。

主要特征：

——電壓作用時(shí)間短

——擊穿場強(qiáng)高

——電介質(zhì)溫度不高

——與電場均勻程度相關(guān)

——擊穿強(qiáng)度隨溫度升高而增大，或變化不大

4、老化：電氣設(shè)備中的絕緣材料在運(yùn)行過程中，由于受到各種因素的長期作用，會(huì)發(fā)生一系列不可逆的變化，從而導(dǎo)致其物理、化學(xué)、電和機(jī)械等性能的劣化，這種不可逆的變化通稱為老化。

5、老化影響因素：

物理因素——如電、熱、光、機(jī)械力、高能幅射等；

化學(xué)因素——如帶電氣體、臭氧、鹽霧、酸、堿、潮濕等；

生物因素——如微生物、霉菌等。