36. Тепловое старение и увлажнение внутренней изоляции.

Под воздействием электрического поля повышенных температур, механических нагрузок и т.п. с течением времени изоляция стареет. Старение может проявляться в ее химическом перерождении, возникновения в ней мощных дефектов, местного или общего увлажнения, накопления пузырьков газа.

Как в результате ухудшаются её электрические и механические свойства. Поэтому в случае возникновения неблагоприятных обстоятельств изоляция может быть либо пробита или механически разрушена. В особенности это относится к ограниченной изоляции (масло, бумага, картон, полимеры).

Наиболее сильно влияющим фактором, вызывающим старение, является температура. Объясняется это законом Арреймуса:

,

V₀ – скорость хим реакции при нормальной температуре

Wа – энергия активации

Существует так называемое правило «10 градусов Цельсия». Увеличение рабочей температуры на 8-12 градусов вдвое сокращает её срок службы.

Тепловое старение основных видов органической изоляции проявляется в потере механической прочности. Бумага, картон, полимеры теряют эластичность и становятся хрупкими, хотя кратковременная их электрическая прочность практически не меняется. Однако, хрупкая изоляция не выдерживает механических нагрузок трескается, рассыпается, что может привести к электрическому пробою.

Тепловое разложение бумаги в присутствии влаги и кислорода воздуха ускоряется.

Влага увеличивает tgδ и уменьшает пробивное напряжение.

Если бумага пропитана маслом, то старение уменьшается, так как ограничивается доступ кислорода и влаги. Однако в некоторых случаях влияние пропитки снижается, объясняется это тем, что в самом масле образуются продукты, разлагающие бумагу (кислоты, перекиси). Влага может проникнуть во внутреннюю изоляцию из окружающего воздуха, а также может образовываться сама при термо-окислительных процессах.

Влияние влаги на характеристики изоляции объясняется тем, что она может образовать с дугими. загрязнениями электролиты. Масло в процессе эксплуатации окисляется с образованием воды и твердых нерастворимых осадков, которые получили название шлак. Кроме того образуются нерастворимые водоорганические кислоты. Окислительные реакции особо интенсивно протекают при повышенных температурах, при наличии контакта с атмосферой, а также при наличии катализаторов (медь, алюминий, железо, свинец обладают свойствами катализа). Для увеличения стабильности масла используют антиокислительные присадки - ингибиторы.

В силовых трансформаторах окисление масла замедляют использованием индивидуального термосильфонного фильтра непрерывной регенерации масла. Он очищает масло не только от примесей и воды, но и от химических продуктов. В качестве сорбента широкое применение нашел силикагель (SiO₂).

Старение изоляции не надо воспринимать как неотвратимое явление, т.к. целесообразно выбрать материал, допустимых рабочих напряжённостей электрического поля, охлаждение. Можно предотвратить недопустимо быстрое старение изоляции – сдавать масло на экспертизу каждый год.