אילו גורמים משפיעים על הזדקנות הבידוד

כבלים בשימוש ארוך מאבדים את איכות הבידוד שלהם עם הזמן, במילים אחרות, הבידוד שלהם מזדקן. זה נובע ממספר גורמים. כתוצאה מכך, חלק מהמקומות של החיווט נחשפים, הכרוך בתאונות מסוכנות: קצר חשמלי וניצוצות בשוגג עלולים להוביל לשריפה או לפחות לפציעות חשמליות באנשים.

כמובן שחומרי הבידוד המשמשים כיום עמידים יותר מאלה ששימשו קודם לכן, אך בחלק מהמקומות החיווט החשמלי לא השתנה מזה זמן רב ובעיית הבידוד המזדקן נותרה בעינה. בואו נסתכל על הגורמים המשפיעים על הזדקנות הבידוד.

הזדקנות הבידוד נמדדת ביחידות יחסיות. ההזדקנות נלקחת כיחידה המתאימה לפעולה בטמפרטורה המותרת לפי התקנים. עבור חישובים מעשיים, כלל המכונה "כלל שמונה מעלות" משמש לעתים קרובות כדי להעריך את תהליך ההזדקנות של בידוד.

כלל זה, אם כי רק מקרה מיוחד של חוק ההזדקנות הכללי, נותן קירוב טוב למציאות בטווח הטמפרטורות המותר בדרך כלל לבידוד. בטמפרטורות גבוהות יותר זה גורם לנתוני הזדקנות מוגזמים מעט, אך נותר שימושי להערכות יחסיות.

המשמעות של כלל שמונה השלבים מסתכמת בעובדה שעלייה בטמפרטורה עבור כל 8 מעלות צלזיוס מובילה לבלאי מואץ (הזדקנות) של הבידוד פעמיים. משמעות הדבר היא שאם, למשל, הליבות של חוטים עם בידוד בזמן עומס יתר תהיינה עליית טמפרטורה של 48 מעלות צלזיוס במקום 40 מעלות צלזיוס המקובלת בנורמות, אז הבידוד שלהם יתבלה פי 2 מהר יותר ובטמפרטורה של 56 °C - מהיר פי 4.

הגורמים העיקריים להזדקנות הבידוד הם הבאים. מתח הפעלה או מתח יתר נדיר עלולים לפעמים לגרום לפריקות חלקיות בבידוד, וכתוצאה מכך מה שנקרא. הזדקנות חשמלית של בידוד.

לאחר מכן, ההזדקנות עקב חשיפה לחום וחמצון. לבסוף, בידוד לחות הוא גם גורם הזדקנות חזק למדי שאסור להתעלם ממנו.

גורמי הזדקנות נוספים (פחות משמעותיים) הם: עומסים מכניים בעלי אופי סטטי או רטט והשפעה הרסנית מבחינה כימית של תוצרים של תגובות אלקטרוליטיות וחומצות אורגניות.

הזדקנות חשמלית של בידוד - הצטברות הדרגתית של מיקרו-סדקים מפריקות

פריקות חלקיות מביאות להרס הדרגתי של רוב סוגי הבידוד: בכל פריקה מושקעת רק חלק מהאנרגיה שלה על הרס בלתי הפיך של הקשרים המולקולריים של החומר, וכתוצאה מכך ההרס מתרחש לאט אבל בטוח.זה נראה כמו סדקים מיקרו בבידוד.

מידת ההרס וקנה המידה שלו שונים עבור חומרים שונים. דיאלקטריים אורגניים, תחת פעולת פריקות חלקיות, משחררים תרכובות פחמן מוליכות, כמו גם גזים: מימן, מתאן, פחמן דו חמצני, אצטילן וכו'. כאשר הקשרים המולקולריים של דיאלקטריים מוצקים נשברים, נוצרים רדיקלים.

מחסום שמן ובידוד נייר-שמן משנה את המאפיינים החשמליים והתכונות הפיזיקליות-כימיות בכל אחד ממרכיביו: קרטון חשמלי, שמן מינרלי ויישון נייר, הרכב ההספגה נהרס, המוליכות בסופו של דבר עולה, תנאים נוחים להרס מזיק הם נוצר .

לגבי הנפט עצמו, תחת שדות חשמליים חזקים האלקטרונים שבו רוכשים מספיק אנרגיה כדי להרוס את מולקולות הפחמן, וכתוצאה מכך משתחרר מימן. תהליך זה בולט במיוחד בבידוד של קווי מתח גבוה, וסוגי בידוד שונים מתאפיינים בעוצמת ההרס שלהם (התלויה בהרכב הבידוד).

ראוי לציין כאן כי התמוטטות הבידוד עם היווצרות של סדק לא מתרחשת מיד בגלל מתח יתר בכל רגע. תהליך זה איטי: מיקרו-סדקים מצטברים בכל פעם שמתרחש גל חדש, ורק בסופו זה נראה כמו בידוד שנפגע מסדקים.

הזדקנות תרמית - תגובות כימיות המדרדרות את תכונות הבידוד

ברור שבתנאים רגילים ב-25 מעלות צלזיוס כל חומרי הבידוד מתנהגים כרגיל, הם אינרטים בטמפרטורת החדר.עם זאת, הזרם הזורם דרך הכבלים מחמם את הבידוד עד 130 מעלות צלזיוס ואף יותר. בנסיבות כאלה, תגובות כימיות מתרחשות באיטיות בחומר הבידוד, ומדרדרות בהדרגה את תכונותיו.

דיאלקטריים הם בהתחלה קשיחים - הם הופכים שבירים עם הזמן, וכל לחץ מכני משמעותי על הכבל יגרום לסדקים ולהרס של בידוד כזה. דיאלקטריים נוזליים מתאדים בהדרגה, והופכים חלקית לגז, שבגללם החוזק הדיאלקטרי של בידוד כזה פוחת עם הזמן. זוהי גם רשת של בידוד מזדקן מפעולת החום.

לחות כגורם הזדקנות - חמצון המעודד דליפה

זה לא מפתיע שלחות יכולה להגיע על בידוד הכבל, בין אם זה עיבוי שנוצר כתוצאה מתהליכים תרמו-חמצון או פשוט מים מהסביבה החיצונית, אותם משקעים עונתיים.

התנגדות הבידוד מופחתת על ידי פעולת הלחות כאשר היונים החופשיים מתחילים להגביר את זרם הדליפה. ההפסדים הדיאלקטריים גדלים, מה שמוביל בסופו של דבר להתמוטטות מוחלטת. אך גם אם לא נגרם נזק, הלחות עדיין תורמת להתחממות יתר של הבידוד וההזדקנות התרמית אינה מתעכבת.

לכן חשוב כל כך שהבידוד יישאר תמיד יבש, ובתעשיות גדולות, בקשר להוראה זו, מתבצע מעקב שוטף אחר תכולת הלחות של הבידוד וננקטים צעדים להפחתת גורם הזדקנות זה למינימום.

ראה גם:

מדדי איכות בידוד - התנגדות, מקדם ספיגה, מדד קיטוב ואחרים

מה קובע את חיי השירות של מנועים חשמליים

גורמים לשריפות במכשירים חשמליים

עמידות בחום ועמידות באש של כבלים וחוטים, בידוד בלתי דליק

כיצד מתבצעת בדיקת בידוד הכבלים בצורה נכונה?