绝缘的老化及寿命概念
3、第三课-1 电绝缘老化
3、电老化的特点及其原因 电绝缘在强电场作用下,绝缘逐渐老化,称为电老化。 电绝缘在强电场作用下,绝缘逐渐老化,称为电老化。 描述电老化的模型,主要有以下两种, 描述电老化的模型,主要有以下两种,即反幂模型和指 数模型,由Peek在1929提出的。 数模型, Peek在1929提出的。 提出的
L = kU−n L = cexp(−kU)
5、环境老化 以下形式的老化综合为环境老化。 以下形式的老化综合为环境老化。 发电机端部绕组加固用的涤玻绳表面脏污, 发电机端部绕组加固用的涤玻绳表面脏污,受潮后诱 发相间线棒短路;密封瓦结构在运行中漏油, 发相间线棒短路;密封瓦结构在运行中漏油,加上机 内杂质脏污,使线棒表面氢气介质的电气强度下降, 内杂质脏污,使线棒表面氢气介质的电气强度下降, 形成漏电痕迹,使绝缘性能下降; 因制造、安装或大 形成漏电痕迹,使绝缘性能下降; 因制造、 修时工艺不严,遗留在发电机端部绕组中的金属异物, 修时工艺不严,遗留在发电机端部绕组中的金属异物, 在运行中磨损或发热损坏绝缘; 在运行中磨损或发热损坏绝缘;由于氢气不满足规程 规定的湿度要求,或氢气凝露,从而损伤绝缘; 规定的湿度要求,或氢气凝露,从而损伤绝缘;采用 水直接冷却的发电机定子绕组因漏水造成绝缘的老化, 水直接冷却的发电机定子绕组因漏水造成绝缘的老化, 甚至造成重大故障。 甚至造成重大故障。
其中L为失效时间;T为温度;常数A、B由化学反应的活化能来确定。 为失效时间; 为温度; 由化学反应的活化能来确定。 该式是1948年Dekin在Arrhenius方程基础上建立的理论模型 该式是1948年Dekin在Arrhenius方程基础上建立的理论模型。
热老化的原因 引起电绝缘温度升高的原因很多。 引起电绝缘温度升高的原因很多。 如发电机定子绝缘但主要是股线短路、空心 如发电机定子绝缘但主要是股线短路、 股线堵塞、股线环流和局部放电。 股线堵塞、股线环流和局部放电。
变压器绝缘材料老化机理与技术
变压器绝缘材料老化机理与技术随着电力行业的发展,变压器作为一种重要的电力设备,在电力传输和分配中起着至关重要的作用。
然而,变压器绝缘材料老化是一个不可忽视的问题。
本文将探讨变压器绝缘材料老化的机理,并介绍一些常用的技术来延长绝缘材料的使用寿命。
一、绝缘材料老化的机理绝缘材料老化是指变压器绝缘材料由于长时间工作下所产生的物理、化学和电气性能的逐渐下降。
绝缘材料老化主要由以下几个方面的因素导致:1. 电压应力:变压器在运行过程中所承受的电压应力是造成绝缘材料老化的主要因素之一。
长时间高电压作用下,绝缘材料会发生电击穿、电腐蚀等现象,从而降低其绝缘性能。
2. 热应力:电流的通过会导致变压器绝缘材料产生热应力。
长时间高温作用下,绝缘材料的物理性能会发生变化,如强度下降、质地变脆等,从而影响其绝缘性能。
3. 湿度:变压器操作环境中的湿度也会对绝缘材料造成一定的影响。
湿度会使绝缘材料吸湿,导致绝缘性能下降,同时还容易引发电弧、击穿等故障。
4. 氧化:绝缘材料在长时间接触空气中,会发生氧化反应,使其物理和化学性质发生变化。
氧化会降低绝缘材料的绝缘性能和耐热性能,从而加速绝缘材料的老化。
二、延长绝缘材料寿命的技术为了延长变压器绝缘材料的使用寿命,人们研发出了一些有效的技术手段。
以下将介绍几种常用的技术:1. 绝缘材料表面涂层:通过在绝缘材料表面涂层一层保护层,可以减少绝缘材料与外界环境的接触,减缓其老化过程。
常用的涂层材料有氟化聚合物、硅烷等。
2. 电压监测和控制:通过安装电压监测装置,可以实时监测变压器电压的变化情况。
当电压超过设定值时,可以自动控制电压降低,减轻绝缘材料的应力,延长其使用寿命。
3. 温度控制:通过在变压器内部安装温度传感器,可以实时监测变压器的温度。
当温度超过设定值时,可以自动启动冷却系统,降低绝缘材料的热应力,延长其使用寿命。
4. 绝缘材料选择:合适的绝缘材料是延长变压器寿命的关键。
人们通过研发新型绝缘材料,如交联聚乙烯、氟塑料等,具有更好的绝缘性能和耐老化性能,可以大大延长绝缘材料的使用寿命。
变压器绝缘材料老化与寿命评估的模型
变压器绝缘材料老化与寿命评估的模型随着电力系统的发展,变压器在电能传输和分配中发挥着重要作用。
而变压器的绝缘材料是其核心组成部分,其可靠性和使用寿命直接影响整个系统的稳定性和安全性。
因此,研究变压器绝缘材料老化与寿命评估的模型是非常重要的。
一、绝缘材料老化机理绝缘材料老化是指材料在长时间运行中,受到电磁场、电压、电流、温度等多种因素的作用下,发生物理化学变化,导致材料性能下降或失效的过程。
常见的绝缘材料老化机理包括热老化、电气应力老化、电晕老化和介质分解老化等。
1. 热老化当变压器长时间运行,绝缘材料会受到高温的影响,引起热老化。
热老化会导致绝缘材料的机械性能、电气性能和耐热性能下降。
特别是聚合物绝缘材料,在高温下容易发生变形、开裂和变色等现象,进而降低了绝缘材料的绝缘性能。
2. 电气应力老化在变压器运行过程中,由于电压和电流的作用,绝缘材料会承受电气应力。
长时间的电气应力作用会使绝缘材料分子链发生断裂和极化损失,导致绝缘材料的介电强度下降和漏电现象的出现。
3. 电晕老化电晕是指电压高于材料的击穿电压时,在绝缘材料表面或内部产生电弧放电现象。
电晕放电会导致绝缘材料表面和内部炭化、氧化,形成局部绝缘性能的劣化和绝缘击穿的风险。
4. 介质分解老化当变压器的绝缘材料受到异常电压冲击时,可能会发生介质分解现象。
介质分解会导致绝缘材料内部产生气体放电和放电通道,破坏了绝缘状况,从而加速绝缘材料的老化过程。
二、变压器绝缘材料寿命评估的模型为了预测变压器绝缘材料的使用寿命,研究人员和工程师提出了多种评估模型。
其中比较常用的有Arrhenius模型、Aging模型和Weibull模型。
1. Arrhenius模型Arrhenius模型基于热老化机理,通过热老化试验数据建立了绝缘材料老化速率与温度之间的关系。
该模型假设绝缘材料的老化速率与温度成指数关系,可以通过测定绝缘材料在不同温度下的老化速率,来评估绝缘材料在实际工作条件下的使用寿命。
电力装置绝缘材料的老化与寿命评估技术研究
电力装置绝缘材料的老化与寿命评估技术研究电力装置绝缘材料的老化与寿命评估技术研究摘要:电力装置绝缘材料的老化与寿命评估是电力行业中一个重要的研究课题。
本文基于相关文献的综述和分析,对电力装置绝缘材料的老化机制和寿命评估技术进行了详细的介绍和分析。
首先,介绍了电力装置绝缘材料的常见类型和特性。
然后,详细阐述了绝缘材料老化的机理,包括电热老化、氧化老化和机械老化等。
接着,介绍了常见的绝缘材料老化检测方法,包括物理性能测试、化学分析、显微镜观察以及电学性能测试等。
最后,分析了绝缘材料寿命评估的常见方法,包括加速老化试验、经验寿命评估和模型预测等。
本文总结了当前绝缘材料老化与寿命评估技术的研究现状,并提出了未来的研究方向和发展趋势。
1.引言随着电力系统的发展和电力设备的广泛应用,绝缘材料在电力装置中起着重要的作用。
然而,长期以来,绝缘材料的老化问题一直是困扰电力行业的一个难题。
绝缘材料老化不仅会导致电力设备的损坏和事故,还会对电力系统的安全稳定运行造成严重影响。
因此,对绝缘材料的老化机制和寿命评估技术进行深入研究具有重要的理论和应用价值。
2.绝缘材料的类型和特性绝缘材料是一种能够阻止或减弱电荷移动的材料,广泛应用于电力装置中。
根据绝缘材料的特性和用途,可以将其分为有机绝缘材料和无机绝缘材料。
有机绝缘材料主要包括橡胶、塑料和涂料等,具有良好的绝缘性能和机械性能。
无机绝缘材料主要包括陶瓷、氧化物和复合材料等,具有较高的绝缘强度和耐高温性能。
3.绝缘材料的老化机制绝缘材料的老化机制主要包括电热老化、氧化老化和机械老化等。
电热老化是指绝缘材料在电场和热量的作用下发生变化的过程,主要表现为绝缘材料的电性能和热性能的变化。
氧化老化是指绝缘材料在空气和湿气的作用下发生变化的过程,主要表现为绝缘材料的机械性能和化学性能的变化。
机械老化是指绝缘材料在机械应力的作用下发生变化的过程,主要表现为绝缘材料的强度和韧性的变化。
4.绝缘材料老化的检测方法为了评估绝缘材料的老化程度和剩余寿命,常用的方法包括物理性能测试、化学分析、显微镜观察以及电学性能测试等。
电气绝缘在线检测及诊断技术
电气绝缘在线检测及诊断技术复习题一、名词解释1、污闪[答案]:指线路绝缘子表面积污,在受潮或爬电比距不足的情况下,在正常运行电压下发生的闪络放电现象。
2、绝缘老化[答案]:电气设备的绝缘在运行中会受到各种因素(如电场、热、机械应力、环境因素等)的作用,内部将发生复杂的化学、物理变化,会导致性能逐渐劣化,这种现象称为老化。
3、电力变压器[答案]:是一种静止的电气设备,利用电磁感应原理,将一种交流电转变为另一种或几种频率相同、大小不同的交流电,起传输电能改变电压的作用。
4、电力电缆的电树老化[答案]:电极尖端处或微小空气隙、杂质等处电场较强,发生的放电逐渐发展,形成较细的沟状放电通道的碳化痕迹。
5、电气设备故障诊断[答案]:通过对电气设备的试验和各种特性的测量,了解其特征,评估设备在运行中的状态(老化程度),从而能早期发现故障的技术。
6、电气绝缘在线检测[答案]:指在不影响电力设备运行的条件下,即不停电对电力设备的运行工况和健康状况连续或定时进行的监测,通常是自动进行的。
7、电气设备绝缘诊断[答案]:在设备运行中和停机时,通过对电气绝缘试验和各种特性的测量,掌握设备绝缘参数,根据参数判定设备绝缘状态或故障的部位、原因和严重程度,预测设备绝缘的可靠性和寿命,并提出治理对策。
8、电容型设备[答案]:通常绝缘介质的平均击穿场强随其厚度的增加而下降。
在较厚的绝缘内设置均压电极,将其分隔为若干份较薄的绝缘,可提高绝缘整体的耐电强度。
由于结构上这一共同点,电力电容器、耦合电容器、电容型套管、电容型电流互感器以及电容型电压互感器等统称为电容型设备。
9、电力电缆的终端与接头[答案]:电缆终端是安装在电缆末端,以使电缆与其他电气设备或架空输电线相连接,并维持绝缘直至连接点的装置;电缆接头是连接电缆的导体、绝缘、屏蔽层和保护层,以使电缆线路连续的装置。
10、交联聚乙烯电力电缆[答案]:是利用化学方法(过氧化物交联和硅烷交联)或物理方法(辐照交联),使电缆绝缘聚乙烯分子由线型分子结构变为立体的网状结构,即把热塑料的聚乙烯转变为热固性交联聚乙烯。
变压器绝缘材料的老化与寿命评估
变压器绝缘材料的老化与寿命评估随着电力工业的不断发展,变压器的使用范围越来越广泛,成为电力系统中不可或缺的重要组成部分。
作为变压器重要的组成部分,绝缘材料的质量对变压器的性能和寿命起着至关重要的作用。
因此,变压器绝缘材料的老化与寿命评估成为研究的热点之一。
一、变压器绝缘材料的老化变压器绝缘材料在长期使用中难免产生老化现象。
老化通常指绝缘材料的物理、化学、电学性能变差或丧失,导致绝缘性能下降或失效。
变压器绝缘材料的老化主要包括化学老化、热老化、光老化、电气老化和机械老化等几个方面。
化学老化主要是指绝缘材料在长期使用中受到外界环境中的化学物质的影响,使材料的物理和化学性质发生不可逆转的变化,进而导致绝缘材料的老化和劣化。
绝缘材料在变压器中所处的位置、使用环境、使用的介质、温度、湿度等因素都会影响到绝缘材料的老化状态。
热老化主要是指绝缘材料在长期高温或超温、高电场环境下的老化过程。
这样会导致绝缘材料的物理性质、电学性能、化学性质等发生不可恢复的变化。
光老化通常是指绝缘材料在光照和紫外线辐射等外部因素的作用下,产生的老化现象。
这会使绝缘材料在短时间内劣化,进而加速绝缘材料的衰老过程。
电气老化通常是由于长期在高电场下使用所导致的。
随着时间的推移,电极表面的电荷积累会导致电极表面的老化和变形。
机械老化主要是由于绝缘材料在长期振动、弯曲、压力等力的影响下,使其物理、化学和电学性质发生不可逆转的变化。
二、变压器绝缘材料的寿命评估变压器绝缘材料的寿命评估是指通过各种方法对变压器绝缘材料进行评估和分析,确定其使用寿命。
在变压器设计和维护过程中,有必要对变压器绝缘材料进行寿命评估和监测,以保证变压器的可靠运行和工作寿命。
在变压器绝缘材料的寿命评估中,主要包括以下几个方面:1. 物理和化学性能的测试与分析物理和化学性能的测试与分析是评估变压器绝缘材料寿命的重要方法。
通过对绝缘材料的热老化性能、外观、强度、弹性模量、压缩性等物理和化学性能进行测试分析,以提供变压器绝缘材料的寿命预测信息。
电气工程总结考试之真题解析
高电压技术绝缘老化(待修改)老化定义:绝缘介质长期运行过程中发生一系列物理与化学变化,导致其电气、机械与其他性能逐渐劣化。
电气设备的寿命一般取决于绝缘的寿命。
电介质老化原因:热老化、电老化、机械老化、环境老化热老化:在较高温度作用下,绝缘性能发生不可逆转的变化。
老化原因:固体介质是由于温度升高导致其中载流子增多,使得电导增大、极化损耗增大,总的介质损耗增大,介质温度进一步升高。
严重时,散热条件不良,直接出现热击穿。
液体介质:油温升高,发生氧化,严重时,温度过高(115~120°C )导致油直接裂解。
8°C 法则:工作温度超过工作极限温时8°C 时,寿命缩短一半。
电老化:主要原因是介质中出现局部放电。
云母(电机中常用)、玻璃、陶瓷等无机材料耐局放性能较好,有机材料耐局放性能比较差。
绝缘油电老化原因:局放引起局部油温升高,导致油裂解,产生一系列微量气体1 电气设备绝缘试验绝缘故障是引发电力系统事故的首要原因。
电介质理论远为完善,理论分析不能解决问题,需要靠试验来检测绝缘状态和性能。
绝缘缺陷:集中性缺陷,裂纹,破损,气泡等;分散性缺陷,受潮、老化、变质等1.1 绝缘试验分类:破坏性试验和非破坏性试验破坏性试验,检测绝缘电气强度,耐压试验和击穿试验,主要包括交流耐压试验、直流耐压试验、雷电冲击耐压试验及操作冲击耐压试验。
非破坏性试验,检测除电气强度之外的其他电气性能,包括绝缘电阻试验、介质损耗角正切试验、局部放电试验、绝缘油的气相色谱分析等。
两者互为补充,不能替代,耐压试验往往是在非破坏性试验之后才进行。
电气设备绝缘预防性试验绝缘试验作用:提前发现绝缘缺陷试验时间:新设备交接、安装、调试环节,运行中电气设备绝缘的定期检查和监督1.2 非破坏性试验(绝缘预防试验)1.2.1 绝缘电阻测量:测量工具:手摇式兆欧表(摇表)施加直流电压,以60s 时候测量到的绝缘电阻作为测量结果。
绝缘的老化名词解释
绝缘的老化名词解释绝缘是指物体之间的电、热、声和光等能量无法自由传导的现象。
而绝缘的老化则是指绝缘材料在长期使用过程中逐渐受损、变老而导致绝缘性能下降的过程。
在电气设备中,绝缘承担着关键的作用。
它既可以保护人们的安全,也能保证电气设备的正常运行。
然而,在长期运行的过程中,绝缘材料遭受外界环境因素的侵蚀,如高温、湿度、化学物质等,使其逐渐老化。
绝缘的老化一般表现为物理性能和电性能的逐渐下降,如耐压强度、介电常数、介电损耗等都会受到影响。
有两种主要的绝缘老化方式,分别是热老化和氧化老化。
热老化是指由于电气设备长时间工作而产生的热量,导致绝缘材料内部分子结构发生变化。
这种变化会导致绝缘材料的力学强度下降,导热性能变差,甚至会引起绝缘材料的软化、熔化甚至炭化。
氧化老化是指绝缘材料与空气中的氧气反应,形成氧化物,导致绝缘材料的导电性能增加。
为了延长绝缘材料的使用寿命,减缓绝缘老化的过程,可以采取一些措施。
首先,选择合适的绝缘材料,其性能要符合使用环境的要求,尽量避免使用过量或不必要的绝缘材料。
其次,要做好维护工作,定期检查绝缘材料的状况,及时发现并解决问题。
再次,合理设计电气设备的结构,优化绝缘材料的布局,增强绝缘材料的承载能力。
最后,对电气设备进行必要的维修和更换,及时更新老化的绝缘材料,确保设备的正常运行。
除了绝缘材料的老化外,还有其他一些因素也会对绝缘性能产生影响。
温度是其中最重要的因素之一。
在高温环境下,绝缘材料的老化速度会大大加快。
此外,湿度也是一个重要的影响因素。
湿度会促进绝缘材料与水分的接触,导致绝缘材料的电导率增加,降低了绝缘性能。
化学物质也会对绝缘材料的性能产生不同程度的影响,有些物质会与绝缘材料发生化学反应,破坏绝缘性能。
虽然绝缘的老化是不可避免的,但通过合理的选择和设计绝缘材料,以及科学的维护和保养,可以延长绝缘材料的使用寿命,提高电气设备的可靠性和安全性。
在工程实践中,应该根据具体的使用环境和要求,选择适合的绝缘材料,并严格遵守相关的绝缘检测标准,以确保电气设备的正常运行。
配电变压器的故障类型及解决措施
配电变压器的故障类型及解决措施配电变压器是电力系统中不可缺少的重要设备,主要用于将高压电能转变为低压电能,供给居民和企业使用。
然而,由于使用环境的恶劣和运行时间的长久,配电变压器也容易出现各种故障,这不仅会影响供电质量,还会给用户带来不便。
因此,了解配电变压器的故障类型及解决措施,对于维护电力系统的正常运行和保障用户用电安全至关重要。
一、故障类型1.绕组断线绕组断线是指变压器绕组内的电线松动或断裂导致电流不能顺利流过的故障。
这种故障会导致变压器输出电压下降、产生偏差或短路,影响供电质量。
2.绝缘老化绝缘老化是指变压器内部材料的老化或受潮等原因导致变压器绝缘性能下降所产生的故障。
这种故障可能导致输出电压的突然下降甚至闪断,引起系统的短路。
3.短路故障短路故障是指变压器内部发生短路而损坏或运行时出现短路现象影响供电质量的故障。
4.电容不良变压器内部由于潮湿或使用时间过长,绝缘材料或电容元件会出现老化腐蚀等情况,从而损坏电容,影响变压器运行。
5.过载变压器长期使用过载或电路负载过大,使变压器内部的各种组件过热、损坏或绝缘击穿,导致变压器停机。
二、解决措施对于绕组断线的故障,一般采用重新焊接绕组电线、更换电器绕组等方法,维护变压器正常运转和输出电压。
对于变压器绝缘老化问题,可以定期检测变压器的绝缘电阻和介质强度,及时处理老化或损坏的绝缘元件,以保证变压器的正常运行。
对于短路故障,需要对变压器进行分析和排查,查找引起短路的原因,如电线散热不佳、电线绝缘受损等,然后重新加固电缆,更换受损部件,以保证变压器长期稳定运行。
针对电容不良故障,可以采用更换或修理电容的方法,以保证变压器正常运行和供电质量。
对于过载问题,建议通过调整电路负载,增加变压器的容量等方法,以减少变压器的过载,延长变压器的使用寿命。
同时,也需要在变压器上安装过流保护器或熔断器等安全装置,及时切断电源,保护变压器不受过载损坏。
综上所述,配电变压器的故障类型及解决措施是多种多样的,针对不同的故障类型,需要采用不同的处理方法。
绝缘老化的概念
绝缘老化的概念绝缘老化是指绝缘材料在长期使用过程中,由于受到外部环境和电场等因素的影响,导致其性能逐渐下降的现象。
绝缘材料通常用于电力系统、通信系统、电子设备等领域,其主要作用是阻止电流的流失和阻止电压的泄漏,保护设备和人员的安全。
因此,绝缘材料的稳定性和耐久性对设备和系统的正常运行至关重要。
然而,随着使用时间的增长,绝缘材料会逐渐受到各种因素的影响,从而出现老化现象。
绝缘老化的主要形式包括物理老化、化学老化和电老化。
物理老化是指由于材料长期受力或受热、受冷等外部环境因素的影响,导致材料结构的变化和性能的下降。
化学老化是指材料长期受到化学介质、酸碱腐蚀等因素的影响,导致材料化学结构的变化和性能的下降。
电老化是指材料长期受到电场的作用,导致材料电性能的下降。
这些老化形式通常会相互影响,加速绝缘材料的老化过程,从而影响设备和系统的安全稳定运行。
绝缘老化的原因主要包括以下几个方面:首先,外部环境因素是造成绝缘老化的主要原因之一。
比如,高温、低温、潮湿、干燥、紫外线、化学物质等因素都会对绝缘材料产生不同程度的影响。
长期处于这些恶劣环境下的绝缘材料容易出现老化现象,从而影响设备和系统的安全运行。
其次,材料自身性能和制备工艺也是会影响绝缘老化的因素之一。
如果绝缘材料的成分、结构、工艺等不合理,容易导致材料内部的缺陷、劣化和老化,从而降低其绝缘性能和使用寿命。
另外,电场和电压的作用也是影响绝缘老化的因素之一。
长期高电压的作用会造成绝缘材料内部电荷的累积,导致材料结构的变化和性能的下降。
此外,电场和电压的作用还会导致绝缘材料的击穿、放电等现象,加速材料的老化过程。
绝缘老化的影响主要包括以下几个方面:首先,绝缘老化会降低绝缘材料的介电强度和绝缘阻抗,从而导致绝缘材料的电性能下降。
这会使得绝缘材料失去原有的隔离和阻隔电流的能力,从而影响设备和系统的安全运行。
其次,绝缘老化还会降低绝缘材料的机械强度和耐磨性能,导致绝缘材料易于破损和失效。
变压器绝缘材料的老化与寿命
变压器绝缘材料的老化与寿命变压器是电力系统中常见的设备,它起着电能变换与传输的重要作用。
而变压器的绝缘材料则是确保其正常运行和安全性的关键因素之一。
然而,随着时间的推移,绝缘材料会逐渐老化并丧失其原有的性能,从而可能导致变压器的故障和寿命缩短。
因此,研究变压器绝缘材料的老化机制和寿命预测方法,对于提高变压器的可靠性和使用寿命具有重要意义。
1. 绝缘材料老化机制绝缘材料老化是指由于各种内外界因素的作用,绝缘材料的性能逐渐下降并导致其失效的过程。
其主要老化机制包括热老化、应力老化和电气老化。
1.1 热老化热老化是指绝缘材料在长期高温条件下,由于热氧化、热分解和热增塑等反应而导致性能下降。
在变压器的运行过程中,由于电流的通过和变压器的损耗,会使得绝缘材料受到热的影响,从而引起热老化现象。
1.2 应力老化应力老化是指绝缘材料在长期机械应力的作用下,产生损伤并失去原有的绝缘性能。
例如,在变压器运行过程中,由于内部磁场和电场的作用,绝缘材料会承受机械应力,导致其发生应力老化。
1.3 电气老化电气老化是指绝缘材料在电场的作用下,发生电击穿和电腐蚀等现象,从而使绝缘性能下降。
变压器中存在着复杂的电场分布,绝缘材料会承受高电压的作用,因此电气老化是影响绝缘材料寿命的重要因素之一。
2. 绝缘材料老化诊断与评估针对变压器绝缘材料的老化问题,科学准确地诊断和评估绝缘材料的老化程度和寿命剩余量,对于实施合理的维护与修复措施具有重要意义。
2.1 绝缘材料老化诊断方法绝缘材料老化的诊断方法多种多样,常见的方法包括绝缘电阻测试、介质损耗测试、热老化试验和红外热像检测等。
通过对绝缘材料的特性参数进行检测和分析,可以确定绝缘材料的老化程度,从而指导维护和修复工作。
2.2 绝缘材料寿命评估方法绝缘材料寿命评估是通过建立绝缘材料老化模型,结合实际运行条件和环境因素,对绝缘材料的寿命进行可靠性评估和预测。
常用的方法有加速老化试验法、统计学模型法和实测数据分析法等。
4.4绝缘的老化
小
结
电气设备的使用寿命一般取决其绝缘的寿命,后 者与老化过程密切相关。 通过绝缘试验判别其老化程度是十分重要的。 绝缘老化的原因主要有热、电和机械力的作用 , 此外还有水分、氧化、各种射线、微生物等因素 的作用。 各种原因同时存在、彼此影响、相互加强,加速 老化过程。
介质的老化过程 固体介质的热老化过程 受热→带电粒子热运动加剧→载流子增多 →载流子迁移→电导和极化损耗增大→ 介质损耗增大→介质温升→加速老化 液体介质的热老化过程 油温升高→氧化加速→油裂解→分解出多 种能溶于油的微? 电老化系指在外加高电压或强电场作用下 的老化。 介质电老化的主要原因是什么? 介质中出现局部放电。
一、电介质的热老化 什么是电介质的热老化? 在高温的作用下,电介质在短时间内就会 发生明显的劣化;即使温度不太高,但 如作用时间很长,绝缘性能也会发生不 可逆的劣化,这就是电介质的热老化。 温度越高,绝缘老化得越快,寿命越短。
热老化规则: 热老化8℃规则:对A级绝 缘介质,如果它们的工作温度超过规定 值8℃时,寿命约缩短一半。 相应的 对B级绝缘和H级绝缘则分别适用10℃和 12℃规则。
局部放电引起固体介质腐蚀、老化、损坏 的原因有: 破坏高分子的结构,造成裂解; 转化为热能,不易散出,引起热裂解, 气隙膨胀; 在局部放电区,产生高能辐射线,引起 材料分解; 气隙中如含有氧和氮,放电可产生臭氧 和硝酸,是强烈的氧化剂和腐蚀剂,能 使材料发生化学破坏。
各种绝缘材料耐局部放电的性能有很大差 别: 云母、玻璃纤维等无机材料有很好的耐 局部放电能力 旋转电机采用云母、树脂作为绝缘材料 有机高分子聚合物等绝缘材料的耐局部 放电的性能比较差
绝缘油的老化原因:
油温升高而导致油的裂解,产生出一系列 微量气体; 油中的局部放电还可能产生聚合蜡状物, 影响散热,加速固体介质的热老化。
高频电热应力下环氧树脂绝缘老化特征与寿命评估
高频电热应力下环氧树脂绝缘老化特征与寿命评估在电力系统中,绝缘材料扮演着重要的角色,它们用于保护电力设备免受高电压、高温和其他环境因素的损害。
而环氧树脂作为一种常用的绝缘材料,其绝缘性能和寿命评估是电力行业中的热门话题之一。
特别是在高频电热应力的作用下,环氧树脂绝缘的老化特征以及寿命评估更是备受关注。
1. 高频电热应力对环氧树脂绝缘的影响我们需要了解高频电热应力对环氧树脂绝缘的影响。
高频电热应力是指频率高于50Hz的电场作用下,引起的环氧树脂中的电热耦合效应。
这种效应会导致环氧树脂在高电场下产生局部电子加热,从而产生高温区域。
高温会导致环氧树脂发生物化反应和热氧化老化,从而影响绝缘性能和寿命。
2. 环氧树脂绝缘老化特征的研究为了深入了解高频电热应力下环氧树脂绝缘的老化特征,许多研究人员进行了相关的研究工作。
由于高频电热应力下环氧树脂的老化机理相对复杂,这些研究主要集中在以下几个方面:老化特征的定量表征、老化速率的评估以及老化机理的解析。
2.1 老化特征的定量表征在研究高频电热应力下环氧树脂绝缘的老化特征时,一种常用的方法是通过定量化学分析和物理测试来衡量老化程度。
通过红外光谱、热重分析和介电弛豫谱等测试手段,可以对环氧树脂中的化学键断裂、材料减重以及介电性能的变化进行分析,进而了解老化的程度和特征。
2.2 老化速率的评估老化速率的评估是判断环氧树脂绝缘的寿命的重要依据。
一种常用的方法是通过老化实验,测量在高频电热应力下环氧树脂绝缘材料的寿命。
然而,由于老化时间非常长,需要在较短时间内得出预测结果的需求,研究人员也在不断探索新的评估方法,如人工加速老化方法、模拟模型共振实验、有限元分析等。
2.3 老化机理的解析了解环氧树脂在高频电热应力下的老化机理对于寿命评估和提高绝缘性能具有重要意义。
研究人员通过实验和模拟方法,探讨了环氧树脂中的化学反应过程、电热耦合效应以及材料结构的变化,以揭示老化机理。
这些研究不仅为环氧树脂绝缘材料的应用提供了理论基础,还为环氧树脂的改性和寿命延长提供了指导。
电力设备的绝缘材料老化与寿命评估
电力设备的绝缘材料老化与寿命评估电力设备是现代社会中不可或缺的重要组成部分,而绝缘材料则是保证电力设备正常运行的关键因素之一。
然而,随着时间的推移,绝缘材料会经历老化过程,其绝缘性能逐渐下降,这可能对电力设备的安全性和可靠性造成潜在威胁。
因此,对绝缘材料的老化行为进行评估,并预测其寿命,对于电力设备的运行和维护至关重要。
一、绝缘材料老化的原因绝缘材料老化是由多种因素共同作用引起的。
首先,温度是主要的老化因素之一。
当绝缘材料长时间暴露在高温环境中时,其分子结构逐渐疲劳变化,从而导致绝缘材料的老化。
其次,湿度也是导致绝缘材料老化的重要原因。
湿度使绝缘材料中的水分分子与其它成分发生反应,导致材料结构的损坏和老化。
此外,辐射、化学物质的侵蚀以及机械应力等也会对绝缘材料的老化产生影响。
二、绝缘材料老化的特征绝缘材料的老化表现在多个方面。
首先,其电介质强度会逐渐下降。
当绝缘材料老化时,其耐电压能力也会降低,可能导致绝缘击穿和设备损坏。
其次,老化的绝缘材料会逐渐失去其柔韧性和弹性,变得脆化,这会影响电力设备的振动和耐受性能。
此外,老化的绝缘材料还可能出现色泽变化、表面龟裂以及化学性质的改变等现象。
三、绝缘材料寿命评估方法针对绝缘材料老化与寿命评估,科学家和工程师们开发了多种方法。
其中一种常见的评估方法是通过实验室加速老化测试来模拟实际条件下绝缘材料的老化过程。
通过在高温、高湿度、辐射和机械应力等恶劣条件下对绝缘材料进行老化测试,可以获得其老化速率和寿命预测。
此外,还可以利用非破坏性测试技术,如红外热像仪、电压击穿测量仪、弹性模量测试以及化学分析等,来评估绝缘材料的老化程度和性能变化情况。
四、绝缘材料老化与寿命评估的意义准确评估绝缘材料的老化过程和寿命,对电力设备的正常运行和维护具有重要意义。
首先,通过及时检测绝缘材料的老化情况,可以发现并预防潜在的安全隐患,确保电力设备的运行安全。
其次,寿命评估可以帮助运维人员及时制定绝缘材料的更换计划,提前预防设备故障和停机损失。
电机绝缘故障的检测和处理方法
电机绝缘故障的检测和处理方法电机是现代工业中最常用的动力设备之一,广泛应用于各个领域。
然而,由于各种原因,电机的绝缘可能会出现故障,这会影响其正常运行和使用寿命。
因此,及时检测和处理电机绝缘故障是非常重要的。
本文将介绍电机绝缘故障的检测和处理方法。
首先,我们需要了解电机绝缘故障的常见类型。
电机绝缘故障主要分为三类:绝缘击穿、绝缘老化和绝缘损坏。
绝缘击穿是指电压过高导致绝缘层无法承受,从而导致绝缘击穿或短路。
绝缘老化是指长时间使用、高温以及湿度等因素导致绝缘层逐渐老化和破损。
绝缘损坏是指由于振动、过载和电流冲击等因素导致的绝缘材料损坏。
其次,我们需要了解电机绝缘故障的常见检测方法。
常见的检测方法包括绝缘电阻测试、绝缘介质损耗测试和局部放电测试等。
绝缘电阻测试是检测电机绝缘状态的常用手段。
通过测量绝缘电阻的大小来判断绝缘是否正常。
一般情况下,绝缘电阻应在几兆欧姆以上,如果低于这个值,就意味着绝缘存在问题。
绝缘介质损耗测试是用来检测绝缘材料中的电能损耗情况。
通过测试绝缘材料中的损耗角正切值,可以判断绝缘是否存在问题。
如果正切值过大,说明绝缘存在老化或损坏的情况。
局部放电测试是用来检测电机绝缘材料中是否存在局部放电的现象。
局部放电是电能在绝缘材料中局部释放的过程。
通过检测和分析局部放电的程度和位置,可以判断绝缘是否存在故障。
一旦检测到电机的绝缘故障,我们需要及时采取相应的处理方法。
首先,对于绝缘击穿和绝缘损坏,应立即停止使用电机,切断电源,并寻找专业人员进行维修或更换绝缘材料。
对于绝缘老化问题,可以通过以下方法处理。
首先,减少电机的负荷并降低温度,以延长绝缘材料的使用寿命。
其次,增强绝缘材料的维护和保护工作,定期检查绝缘材料的状态并进行必要的维修。
此外,选用耐压等级更高的绝缘材料也是预防老化的有效措施。
在处理电机绝缘故障时,我们应注意安全防护措施。
首先,使用专业的绝缘测试仪器,并严格按照使用说明进行操作。
电缆绝缘理论讲义
设计电缆绝缘厚度应考虑的因素[5]
1.制造工艺允许的最小厚度 2.在制造和使用过程中承受的机械力 3.在电力系统中所承受的电压因素
制造工艺允许的最小厚度[5]
根据制造工艺的可能性,绝缘层必须有一个最小厚度。例如,黏性纸 绝缘的层数不得少于 5~10层,聚氯乙烯最小厚度是0.25mm。lkV及以下电 缆的绝缘厚度基本上是按工艺上二规定的最小厚度来确定的,如果按照材料 的平均电场强度的公式来计算低压电缆的绝缘厚度则太薄。例如500V的聚氯 乙烯电缆,按聚氯乙烯击穿场强是10kV/mm计,安全系数取1.7,则绝缘 厚度只有0.085mm,这样小的厚度是无法生产的。
电化学击穿(电老化)[5]
在电场的长期作用下逐渐使绝缘介质的物理、化学性能发生不可 逆的劣化,最终导致击穿,这种过程称电化学击穿。
电化学击穿的类型: 电离性击穿(电离性老化) 电导性击穿(电导性老化) 电解性击穿(电解性老化)
交流电场下 交流电场下 直流电场下
有机绝缘介质表面绝缘性能破坏的表现,还有表面漏电起痕。
电力电缆绝缘层的电场分布恶化的原因
电力电缆绝缘层的电场分布恶化的原因
电力电缆绝缘层的电场分布恶化的原因
温度对绝缘性能的影响
随着温度的升高,绝缘性能如绝缘电阻、击 穿场强等,均呈明显下降趋势
电缆最高允许温度
水分对绝缘性能的影响
水分含量的增加,会使电缆绝缘的电气性能明显下降
气隙、杂质绝缘性能的影响
电缆在电力系统中所承受的电压因素[5]
电压等级在6kV及以上的电缆,绝缘厚度的主要决定 因素是绝缘材料的击穿强度。
变压器绝缘材料老化与寿命评估的模型探讨
变压器绝缘材料老化与寿命评估的模型探讨随着电力系统的不断发展,变压器的重要性也日益凸显。
而变压器的重要组成部分就是绝缘材料。
然而,绝缘材料随着使用时间的增加,难免会出现老化问题,这就会导致变压器性能的降低,甚至危害系统的安全稳定运行。
因此,如何对绝缘材料的老化进行评估,对于变压器的安全运行具有重大意义。
1. 绝缘材料老化的原因绝缘材料的老化有许多原因,例如:电场、热、化学、辐射、机械应力等。
其中电场是主要原因之一。
电场强度的增加将导致绝缘材料极化强度不断加剧,从而会使绝缘材料出现损耗,最终导致绝缘材料老化。
2. 绝缘材料老化评估方法绝缘材料老化评估的目标是预测其寿命,以便安排维护和更换计划。
通常,绝缘材料的老化可以通过测量它们的电学、物理和化学性质的变化来评估。
下面列举几种典型的评估方法:(1)绝缘电阻率测量:绝缘电阻率的变化可以表示绝缘材料的老化程度。
(2)介电常数(介电损耗角正切)测量:绝缘材料老化导致介电常数和介电损耗角正切值的变化。
这种变化可以通过介电常数(介电损耗)测量来获得。
(3)热分析法:通过热分析技术对变压器油中的含气和水分等物理化学指标进行分析,可以掌控变压器油的状态和寿命情况。
(4)红外光谱法:红外光谱是用于分析和检测分子振动和旋转的方法。
通过检测绝缘材料中某些特定的分子振动谱线的变化,可以判断绝缘材料的状态。
3. 绝缘材料老化寿命预测模型随着变压器技术的不断发展,绝缘材料老化寿命预测模型越来越受到人们的关注。
下面介绍几种常用的预测模型:(1)Arrhenius定律模型:Arrhenius定律是表示化学反应速率和温度之间关系的基本方程。
在绝缘材料老化寿命的预测中,该模型适用于评估高温下绝缘材料老化趋势。
(2)James模型:该模型是利用电化学影响来预测绝缘材料寿命的。
模型中主要关注的是电场强度、老化时间、材料类型、厚度等参数。
(3)Corona损耗模型:Corona损耗是空气在高电场下放电的现象。
绝缘老化的名词解释
绝缘老化的名词解释绝缘老化是电气工程中一个关键的概念,它指的是绝缘材料在长期使用过程中逐渐失去绝缘性能、电气特性和机械强度的变化现象。
绝缘材料在电力系统中起到关键的绝缘保护作用,因此绝缘老化的研究和预防对于确保电气设备和供电系统的可靠性至关重要。
1. 绝缘老化的定义与表现绝缘老化是绝缘材料长期暴露于电压或电场下,受到电压、温度、湿度、紫外线等外界因素的综合作用而逐渐失去其绝缘强度和可靠性的现象。
绝缘老化的表现主要包括物理性能的变化,如尺寸膨胀、表面龟裂、变色等;电气性能的变化,如介电常数的变化、介质损耗的增加等;机械性能的变化,如强度下降、刚度改变等。
2. 绝缘老化的机理绝缘老化的机理非常复杂,包括物理老化、化学老化、电场老化、热老化等多个方面。
物理老化是指绝缘材料长期受力、磨损、紫外线辐射等因素导致结构的变化,如分子链的断裂、柔韧性的下降等。
化学老化是指绝缘材料受到化学物质的侵蚀、氧化、腐蚀等导致材料性能衰退。
电场老化是指绝缘材料长期处于电场中,电场产生的电压和应力使得绝缘材料中的绝缘层发生电离、击穿等过程,导致绝缘材料的绝缘性能恶化。
热老化是指绝缘材料长期受到热量的作用,温度的升高导致材料结构和性能的改变。
3. 绝缘老化的影响绝缘老化会对电气设备和供电系统产生严重的影响。
首先,绝缘老化会导致绝缘材料的绝缘强度下降,使得设备容易发生电弧放电、击穿等故障,对供电系统的稳定性和可靠性构成威胁。
其次,绝缘老化还会导致电气性能的变化,使得电气设备的工作性能下降,甚至无法正常工作,严重影响电力系统的正常运行。
此外,绝缘老化还会使绝缘材料失去机械强度,导致设备的结构变形、断裂等问题,甚至引起严重事故。
4. 绝缘老化的预防与控制为了防止绝缘老化对电力系统的威胁,常常采取一系列预防和控制措施。
首先,要选择合适的绝缘材料,包括绝缘油、绝缘漆、绝缘塑料等,以保证其具有较高的绝缘强度和耐老化性能。
其次,对于绝缘设备要进行定期检测和维护,如绝缘电阻测试、介电强度测试等,及时排除老化和故障的设备,确保系统的可靠性。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
绝缘的老化及寿命概念
-------------------------------------------------------------------------------
绝缘的性能随着时间而发生的不可逆下降,叫做绝缘的老化。
绝缘老化的表现形式是各方面的,如介质损耗角正切的增加、击穿强度的降低、机械强度或其他性能的降低等。
造成绝缘老化的原因很复杂,有电老化和热老化,有化学老化和机械老化,还有受潮及污染,等等。
这些原因可能在绝缘中同时存在,或从一种老化形式转变为另一种形式,往往很难互相加以分开。
在老化过程中,绝缘性能降低到规定的容许范围之下所需要的时间通常称为绝缘的
寿命。
通常把绝缘材料的性能随时间老化的曲线叫做老化曲线或寿命曲线。
电缆的击穿电压与电压作用时间的关系是最重要的寿命曲线之一。
由电缆的长期运行试验或加速老化试验而获得的电缆寿命曲线,是设计电缆的一个重要依据。