Faktor apa yang mempengaruhi penuaan isolasi

Kabel yang sudah lama digunakan kehilangan kualitas insulasinya seiring waktu, dengan kata lain, usia insulasinya. Hal ini disebabkan oleh beberapa faktor. Akibatnya, beberapa tempat pemasangan kabel terpapar, yang penuh dengan kecelakaan berbahaya: korsleting dan percikan api yang tidak disengaja dapat menyebabkan kebakaran atau setidaknya cedera listrik pada manusia.

Tentu saja, bahan isolasi yang digunakan saat ini lebih tahan lama daripada yang digunakan sebelumnya, tetapi di beberapa tempat kabel listrik tidak berubah untuk waktu yang lama dan masalah penuaan isolasi tetap ada. Mari kita lihat faktor-faktor yang mempengaruhi penuaan isolasi.

Penuaan isolasi diukur dalam satuan relatif. Penuaan diambil sebagai unit yang sesuai dengan operasi pada suhu yang diizinkan oleh standar. Untuk perhitungan praktis, aturan yang dikenal sebagai «aturan delapan derajat» sering digunakan untuk memperkirakan proses penuaan isolasi.

Aturan ini, meskipun hanya merupakan kasus khusus dari hukum penuaan umum, memberikan perkiraan yang baik terhadap kenyataan dalam rentang suhu yang biasanya diperbolehkan untuk insulasi. Pada suhu yang lebih tinggi, hal ini menghasilkan data penuaan yang sedikit berlebihan, namun tetap berguna untuk perkiraan relatif.

Arti dari aturan delapan langkah bermuara pada fakta bahwa peningkatan suhu untuk setiap 8 ° C menyebabkan percepatan keausan (penuaan) insulasi dua kali. Ini berarti bahwa jika, misalnya, inti kabel dengan insulasi selama beban berlebih akan mengalami kenaikan suhu 48 ° C alih-alih 40 ° C yang diterima dalam norma, maka insulasinya akan aus 2 kali lebih cepat dan pada suhu 56 ° C — 4 kali lebih cepat.

Faktor utama penuaan isolasi adalah sebagai berikut. Tegangan operasi atau tegangan berlebih yang jarang terjadi terkadang dapat menyebabkan pelepasan sebagian pada isolasi, yang menyebabkan apa yang disebut. Penuaan isolasi listrik.

Ini diikuti oleh penuaan akibat paparan panas dan oksidasi. Terakhir, insulasi kelembapan juga merupakan faktor penuaan yang cukup kuat yang tidak boleh diabaikan.

Faktor penuaan tambahan (kurang signifikan) adalah: beban mekanis yang bersifat statis atau vibrasi dan efek destruktif secara kimiawi dari produk reaksi elektrolitik dan asam organik.

Penuaan isolasi listrik - akumulasi bertahap microcracks dari pembuangan

Pelepasan sebagian menyebabkan penghancuran bertahap sebagian besar jenis isolasi: dengan setiap pelepasan, hanya sebagian energinya yang dihabiskan untuk penghancuran ikatan molekul material yang tidak dapat diubah, akibatnya penghancuran terjadi perlahan tapi pasti.Sepertinya celah mikro di isolasi.

Tingkat kehancuran dan skalanya berbeda untuk bahan yang berbeda. Dielektrik organik, di bawah aksi pelepasan sebagian, melepaskan senyawa karbon konduktif, serta gas: hidrogen, metana, karbon dioksida, asetilena, dll. Ketika ikatan molekul dielektrik padat terputus, radikal terbentuk.

Penghalang minyak dan isolasi kertas-minyak mengubah karakteristik listrik dan sifat fisiko-kimia di setiap komponennya: karton listrik, minyak mineral dan penuaan kertas, komposisi impregnasi dihancurkan, konduktivitas pada akhirnya meningkat, kondisi yang menguntungkan untuk kerusakan berbahaya adalah dibuat.

Adapun minyak itu sendiri, di bawah medan listrik yang kuat, elektron di dalamnya memperoleh energi yang cukup untuk menghancurkan molekul karbon, akibatnya hidrogen dilepaskan. Proses ini terutama diucapkan dalam isolasi saluran tegangan tinggi, dan berbagai jenis isolasi dicirikan oleh intensitas kerusakannya sendiri (yang tergantung pada komposisi isolasi).

Perlu dicatat di sini bahwa kerusakan isolasi dengan pembentukan retakan tidak segera terjadi karena kelebihan tegangan setiap saat. Proses ini lambat: retakan mikro terakumulasi setiap kali lonjakan baru terjadi, dan hanya pada akhirnya terlihat seperti isolasi yang rusak akibat retakan.

Penuaan termal — reaksi kimia yang merusak sifat isolasi

Jelas bahwa dalam kondisi normal pada 25 ° C semua bahan isolasi berperilaku normal, inert pada suhu kamar.Namun, arus yang mengalir melalui kabel memanaskan insulasi hingga 130 ° C dan bahkan lebih tinggi. Dalam keadaan seperti itu, reaksi kimia perlahan terjadi pada bahan isolasi, secara bertahap merusak sifatnya.

Dielektrik awalnya kaku - mereka menjadi rapuh dari waktu ke waktu, dan tekanan mekanis yang signifikan pada kabel akan menyebabkan retakan dan kerusakan isolasi tersebut. Dielektrik cair secara bertahap menguap, sebagian berubah menjadi gas, yang menyebabkan kekuatan dielektrik isolasi tersebut menurun seiring waktu. Ini juga merupakan jaringan isolasi penuaan dari aksi panas.

Kelembaban sebagai faktor penuaan—oksidasi yang menyebabkan kebocoran

Tidaklah mengherankan bahwa kelembapan dapat masuk ke isolasi kabel, apakah itu kondensasi yang terbentuk sebagai hasil proses termo-oksidatif atau sekadar air dari lingkungan luar, curah hujan musiman yang sama.

Tahanan isolasi berkurang oleh aksi kelembaban karena ion bebas mulai meningkatkan arus bocor. Kerugian dielektrik meningkat, akhirnya menyebabkan kerusakan total. Tetapi bahkan jika tidak ada kerusakan yang terjadi, kelembapan masih berkontribusi terhadap panas berlebih pada insulasi dan penuaan termal tidak tertunda.

Itulah mengapa sangat penting agar insulasi selalu tetap kering, dan di industri besar, sehubungan dengan ketentuan ini, kadar air insulasi terus dipantau dan tindakan diambil untuk mengurangi faktor penuaan ini seminimal mungkin.

Lihat juga:

Indikator kualitas isolasi — resistensi, koefisien penyerapan, indeks polarisasi dan lain-lain

Apa yang menentukan masa pakai motor listrik

Penyebab kebakaran pada perangkat listrik

Kabel dan kabel tahan panas dan tahan api, insulasi yang tidak mudah terbakar

Bagaimana pengujian insulasi kabel dilakukan dengan benar?