電纜絕緣層為什么會老化?五個最常見的原因
發(fā)布時間:2025-10-20   瀏覽:126次

1. 電老化

這是由電纜自身工作的電場直接導(dǎo)致的老化。

  • 局部放電: 這是最主要的電老化機制。在制造或安裝過程中,絕緣層內(nèi)部或表面可能存在微小的氣泡、雜質(zhì)或凸起。這些缺陷處的電場強度會異常增高,擊穿空氣發(fā)生微小的、重復(fù)性的火花放電(即局部放電)。這種放電雖然能量小,但會持續(xù)地侵蝕、腐蝕絕緣材料,如同滴水穿石,最終導(dǎo)致絕緣層被徹底擊穿。

  • 電樹枝化: 在電場集中點(如導(dǎo)體毛刺、雜質(zhì)處),會開始出現(xiàn)樹枝狀的細微放電通道。這些“電樹枝”會逐漸生長,最終貫通整個絕緣層,形成導(dǎo)電通路,造成短路。

2. 熱老化

熱量是絕緣材料加速老化的“催化劑”。

  • 長期過熱: 電纜長期過載運行、接頭接觸不良或散熱條件不佳,都會使其運行溫度超過額定值。高溫會加速絕緣材料(如XLPE、PVC)的氧化反應(yīng),導(dǎo)致其分子鏈斷裂、交聯(lián),使其變脆、失去彈性、絕緣性能下降。

  • 熱循環(huán): 電纜在運行(發(fā)熱)和停機(冷卻)之間循環(huán),這種冷熱交替會使絕緣層和護套反復(fù)熱脹冷縮,可能導(dǎo)致絕緣層與導(dǎo)體之間產(chǎn)生微小間隙,進而引發(fā)局部放電。

3. 化學(xué)老化

環(huán)境中的化學(xué)物質(zhì)會腐蝕或分解絕緣材料。

  • 氧化: 空氣中的氧氣是絕緣老化的主要參與者,尤其是在高溫下,氧化速度會大大加快。

  • 酸雨、臭氧及其他化學(xué)品: 暴露在工業(yè)污染區(qū)(酸雨)、變電站附近(臭氧)或接觸油污、有機溶劑等化學(xué)物質(zhì),會與絕緣材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng),導(dǎo)致其膨脹、解聚或性能劣化。金屬護套的腐蝕產(chǎn)物(如硫化物)也可能滲透并損害絕緣。

4. 機械應(yīng)力老化

物理性的力會破壞絕緣層的完整性。

  • 安裝損傷: 在敷設(shè)安裝時過度彎曲、拉扯、壓扁,會給絕緣層造成肉眼難以發(fā)現(xiàn)的微裂紋或內(nèi)部損傷,這些弱點會成為日后電樹枝的起始點。

  • 長期振動: 安裝在橋梁、鐵路附近或大型機械設(shè)備旁的電纜,會持續(xù)承受振動,導(dǎo)致絕緣材料疲勞、開裂。

  • 擠壓與蠕變: 直埋電纜被石頭擠壓,或電纜橋架上的電纜堆積過厚,都會造成長期機械壓力,導(dǎo)致絕緣層厚度不均或永久變形。

5. 環(huán)境老化

自然環(huán)境因素日積月累的作用。

  • 紫外線輻射: 對于直接暴露在陽光下的電纜,太陽光中的紫外線具有很高的能量,能直接破壞許多高分子聚合物(如PVC)的化學(xué)鍵,導(dǎo)致絕緣層表面粉化、開裂。

  • 水分和潮氣: 水分是絕緣的“天敵”。如果電纜護套破損,水分滲入絕緣層,不僅會直接降低絕緣電阻,還會在電場作用下形成“水樹枝”(比電樹枝更彌散的分支狀結(jié)構(gòu)),極大地加速老化進程。結(jié)冰和融化循環(huán)也會造成物理破壞。


總結(jié):

絕緣老化 rarely 是單一因素造成的,通常是熱-電-機械-環(huán)境多種因素相互關(guān)聯(lián)、共同作用的結(jié)果。例如,機械損傷水分侵入局部放電創(chuàng)造了條件,而過熱又會加速所有這些過程的進行。因此,選擇合適的電纜型號、規(guī)范安裝并保持良好的運行環(huán)境,是延緩絕緣老化、保障電纜安全運行壽命的關(guān)鍵。


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