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热缩管绝缘水树枝老化

[   时间:2019-04-28 10:03   人气:  ]


 按“树枝”形成的原因及其所起的绝缘破坏(vandalism)作用,可分为“电树枝”及“水树枝”两种,上一篇热缩管网小编只介绍了“电树枝”,以下就介绍“水树枝”即热缩管绝缘水树枝老化。卡扣式绝缘护套管主要用于空架裸线的绝缘保护,性能可靠,安装方便快捷。自投入市场以来,在电气化铁路和电网裸线绝缘防护上得到广泛的应用,卡扣式绝缘护套管电性能安全可靠,安装方便,不需要自由端。
最近15年来,水树枝(Watet Tree)被认为是导致(cause)高压热缩管绝缘老化的重要原因。冷缩电缆附件利用弹性体材料(常用的有硅橡胶和乙丙橡胶)在工厂内注射硫化成型,再经扩径、衬以塑料螺旋支撑物构成各种电缆附件的部件。在热缩管的绝缘中都可能或多或少地找到水树枝。热缩管绝缘中可以找到两种水树枝形式:管状水树枝(Vented Tree)及蝶状水树枝(Bow-tie Tree)。
管状水树枝一般是从内半导体、屏蔽层与绝缘层的界面上导发出来的。当采用半导体层与绝缘层同时挤出工艺以后,半导体界面上产生电场集中的情况(Condition)大为减小,正常生产的热缩管绝缘中,管状水树枝己不多见。在热缩管绝缘中常见的蝶状水树枝,它从一个杂质点或其他电场集中点向两边发展成一蝴蝶结形状。视热缩管中含水量不同,蝶形水树的长度和数量有所不同。最长的蝶形水树可达600~800 um,每立方毫米最多可有二三十个。热缩管等绝缘含有水分时(不一定要饱和(saturation)时),并在不高的电场强度(如在工作场)作用下,就会在它的关键部位产生如上所述的水树枝。
水树枝由微隙(Micro-cavitis)或微孔(Micro-voids)所组成,此等微隙、微孔看来未必互相通连。硅胶自粘带由耐高温可叠接胶带粘性无机硅橡胶制成,胶带上附有易剥离保护层,能在H级高温250℃(365°F)下使用,尤其适合于加包在电缆终端最外层,可耐电痕。微孔、隙的大小几乎是相等的,约为1~2μm,但在水树枝不同的地位,单位(unit)体积(volume)内的孔、隙数是有变化的。微孔的密度(单位:g/cm3或kg/m3)与电场强度有密切关系,电场愈大,密度愈大。不管产生这种微孔、隙的机理如何,水树枝的产生总是与局部的电场强度大小和绝缘(insulated)含水饱和(saturation)度有关。第一微孔(隙)出现,即水树枝的起始,总是在绝缘与水分接触的分界上的电场最大的地方。
水树枝一经发生,在一定条件下会逐步(step by step)发展。根据热动力学的观点,可以证明(zhèng míng)当水在热缩管绝缘(insulated)中的饱和(saturation)比超过一定范围(fàn wéi)时,水树枝在生成后会继续发展和增长。促成水树枝产生的饱和比至少要超过0 .4。
人们对水树枝的产生和发展的机理提出不少理论,但尚无一致的说法。主要理论可分为化学作用说和机械作用说两大类。化学论的观点认为水树枝的生成是由于注射进了电子从而引起了化学变化或化学反应(Chemical reaction),导致了绝缘物的局部化学损伤。机械作用论的观点认为水树枝是由于绝缘体(定义:不善于传导电流的物质 )局部受到了机械超应力(Mechanical Overstressing)作用所致。也有理由认为二者之间有一定联系,机械力可以加强化学作用,而化学老化也会降低(reduce)聚合物的机械强度(strength)。
水树枝不会直接导致绝缘击穿,它要有一个孕育电树枝的中间过程(guò chéng)。但电树枝并不一定会孕育出来,即使水树枝发展到穿透绝缘,绝缘体也能在工作电压下保持好多天不被击穿。水树枝在发展过程中即使长度不再增加,内部结构也在变化,酝酿(造酒的发酵过程、比喻做准备工作)着导发电树枝,以至击穿热缩套管的绝缘。
不管水树枝能否直接导致绝缘击穿,它总会降低绝缘强度,起着漫长绝缘老化作用。
  

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