云南電工技術(shù)學(xué)校培訓(xùn)-電工證培訓(xùn)：電氣設(shè)備絕緣老化的影響因素
特種作業(yè)中的電工作業(yè)
指對電氣設(shè)備進(jìn)行運(yùn)行、維護(hù)、安裝、檢修、改造、施工、調(diào)試等作業(yè)（不含電力系統(tǒng)進(jìn)網(wǎng)作業(yè)）。
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1、高壓電工作業(yè)：
指對1千伏（kV）及以上的高壓電氣設(shè)備進(jìn)行運(yùn)行、維護(hù)、安裝、檢修、改造、施工、調(diào)試、試驗及絕緣工、器具進(jìn)行試驗的作業(yè)。
2、低壓電工作業(yè)：
指對1千伏（kV）以下的低壓電氣設(shè)備進(jìn)行安裝、調(diào)試、運(yùn)、行操作、維護(hù)、檢修、改造施工和試驗的作業(yè)。
3、電力電纜作業(yè)：
指對電力電纜進(jìn)行安裝、檢修、試驗、運(yùn)行、維護(hù)等作業(yè)。
4、繼電保護(hù)作業(yè)：
指對電力系統(tǒng)中的繼電保護(hù)及自動裝置進(jìn)行運(yùn)行、維護(hù)、調(diào)試及檢驗的作業(yè)
5、電氣試驗作業(yè)：
對電力系統(tǒng)中的電氣設(shè)備專門進(jìn)行交接試驗及預(yù)防性試驗等的作業(yè)。
6、防爆電氣作業(yè)：
指對各種防爆電氣設(shè)備進(jìn)行安裝、檢修、維護(hù)的作業(yè)。適用于除煤礦井下以外的防爆電氣作業(yè)。
電工技術(shù)培訓(xùn)內(nèi)容：
第一周：電工基礎(chǔ)（安全用電法律法規(guī)）以及各種儀器儀表使用。
第二周：家庭電路布線（比如：一控、兩控，多控等），電氣設(shè)備安裝調(diào)試，線路的運(yùn)行，維護(hù)，檢修等。
第三周：典禮拖動（機(jī)電及其各種控制電路，比如：電機(jī)直接啟動，電機(jī)星-三角起動，自耦變壓起動，異地控制，順序控制等）。
第四周：變電，配電，輸電以及二次回路的控制，運(yùn)行，維護(hù)，檢修等。
電氣設(shè)備絕緣老化的影響因素
電氣設(shè)備的絕緣在長期運(yùn)行過程中會發(fā)生一系列如固體介質(zhì)軟化或熔解等形態(tài)變化、低分子化合物及增塑劑的揮發(fā)等的物理變化和如氧化、電解、電離、生成新物質(zhì)等的化學(xué)變化，致使其電氣、機(jī)械及其他性能逐漸劣化如電導(dǎo)和介質(zhì)損耗增大、變脆、開裂等，這些現(xiàn)象統(tǒng)稱為絕緣的老化。
絕緣老化最終導(dǎo)致絕緣失效，電力設(shè)備不能繼續(xù)運(yùn)行。
促使絕緣老化的原因很多，主要有熱、電和機(jī)械力的作用，此外還有水分(潮氣)、氧化、各種射線、微生物等因素的作用。絕緣老化的速度與絕緣結(jié)構(gòu)、材料、制造工藝、運(yùn)行環(huán)境、所受電壓、負(fù)荷情況等有密切關(guān)系。
1、熱老化
電氣設(shè)備絕緣在運(yùn)行過程中因周圍環(huán)境溫度過高，或因電氣設(shè)備本身發(fā)熱而導(dǎo)致絕緣溫度升高。
1930年v.m.montsinger首次提出了絕緣壽命與溫度之間的經(jīng)驗關(guān)系即10℃規(guī)則，認(rèn)為溫度每升高10℃則絕緣壽命約減半。但實際上，不同絕緣的老化速度應(yīng)該不同，因此10℃規(guī)則不能簡單地應(yīng)用于所有的絕緣系統(tǒng)。
1948年Dakin提出的新觀點認(rèn)為熱老化實為有聚合鏈分裂等作用的氧化效應(yīng)，本質(zhì)為一種化學(xué)反應(yīng)過程，因此應(yīng)當(dāng)遵循化學(xué)反應(yīng)速率方程：Lnl=lnα+b/t
其中，α、b分別是由特定老化反應(yīng)所決定的常數(shù)，l為絕緣壽命，t為絕對溫度。
該方程的提出，為高溫加速老化試驗及試驗結(jié)果的外推提供了理論依據(jù)，彌補(bǔ)了Montsinger10℃規(guī)則難以區(qū)分不同條件下老化的差異的缺點。
在高溫作用下，絕緣的機(jī)械強(qiáng)度下降，結(jié)構(gòu)變形，因氧化、聚合而導(dǎo)致材料喪失彈性，或者造成耐放電性能降低;因材料裂解而造成絕緣擊穿，電老化壽命縮短，因為溫度增高時，放電起始電壓降低，放電強(qiáng)度增加，放電產(chǎn)生的化學(xué)腐蝕增加，熱的不穩(wěn)定性也能在更低的電壓與頻率下發(fā)生。
戶外電氣設(shè)備會因熱脹冷縮而使密封破壞，水分侵入絕緣;或因瓷絕緣件與金屬件的熱膨脹系數(shù)不同，在溫度劇烈變化時，瓷絕緣件破裂。但是有試驗數(shù)據(jù)表明，不能用室溫下所得材料耐放電性的試驗結(jié)果來預(yù)測高溫下的性能。
2、電老化
電氣設(shè)備絕緣在運(yùn)行過程中會受到電場的作用。絕緣所承受的電場強(qiáng)度對其壽命有非常大的影響，原因是，一方面場強(qiáng)增加，放電次數(shù)增加;另一方面加快了從局部放電到擊穿的過程。絕緣在電場應(yīng)力作用下的老化行為，尚無定量化描述的理論公式。一般，電老化壽命與場強(qiáng)不是線性關(guān)系，而是反冪關(guān)系。
在雷電過電壓和操作過電壓的作用下，絕緣中可能發(fā)生局部損壞。以后再承受過電壓作用時，損壞處逐漸擴(kuò)大，最終導(dǎo)致完全擊穿。
電老化是所有的高壓電氣設(shè)備不可避免的一種老化形式，用于高壓電氣設(shè)備的絕緣在制造過程中內(nèi)部或多或少會存在一些微觀尺度甚至宏觀尺度的氣隙缺陷。當(dāng)外電場達(dá)到氣隙的起始放電電壓時，就會發(fā)生局部放電，破壞絕緣的結(jié)構(gòu)，逐步降低它的絕緣性能。常用的單應(yīng)力電老化模型有反冪及指數(shù)模型分別為：
L=K-n
L=αexp(-bE)
式中，E為電場強(qiáng)度;k，n，α，b為實驗確定的常數(shù)。
電老化的機(jī)理十分復(fù)雜，如電場的均勻程度與電壓的頻率均會對電老化的速度造成影響，當(dāng)固體絕緣介質(zhì)處在均勻電場中時，其擊穿電壓往往較高;而在不均勻的電場中，其擊穿電壓往往較低。同一種絕緣介質(zhì)在不同的電壓頻率下，放電次數(shù)隨頻率成比例增加，因此，除頻率非常高引起熱擊穿外，一般絕緣的電老化壽命與頻率成反比。
此外，不同材料的壽命一場強(qiáng)曲線是交錯的。
不少研究者認(rèn)為，當(dāng)外施電壓低于絕緣的局部放電起始放電電壓時，材料就不會發(fā)生由電場所引起的老化。
在溫度確定的條件下，絕緣材料的壽命曲線趨向一電場閩值式，當(dāng)絕緣承受的外加電場低于或接近該電場闡值時，其壽命將趨于無窮。
對于上述聞值電場的存在，也有持不同觀點的人認(rèn)為，絕緣介質(zhì)在外施電場作用下的老化是一個連續(xù)的過程，不存在任何明顯影響老化進(jìn)程的電場闡值。一些學(xué)者通過對氣穴中空氣從亞電暈到強(qiáng)烈電暈過渡過程中非線性電導(dǎo)率的理論計算和實測數(shù)據(jù)表明，低電壓下的微小亞電暈電流將引起氣穴中氣體和氣穴表面溫度的升高。
隨電壓的提高，亞電暈放電形式向強(qiáng)烈電暈放電形式轉(zhuǎn)化，放電源的溫度將不斷上升，說明絕緣介質(zhì)在外施電場作用下的老化是一個連續(xù)的過程，不存在任何明顯影響老化進(jìn)程的電場闡值。該觀點如被更多的實驗證實，將因其物理過程清晰，測量方法明確，可能具有更大的說服力。
3、機(jī)械力老化
在機(jī)械負(fù)荷、自重、振動、撞擊和短路電流電動力的作用下，絕緣會破壞，機(jī)械強(qiáng)度下降。另外材料內(nèi)部存在拉伸應(yīng)力時，它的耐放電性能下降。但壓縮應(yīng)力對它的耐放電性能影響不大。由于材料在制造和應(yīng)用過程中常存在殘余拉伸應(yīng)力，因此它對材料老化壽命的影響極為重要。
4、濕度老化
環(huán)境的相對濕度對絕緣材料耐受表面放電的性能有影響。如果絕緣承受表面放電，環(huán)境的相對濕度對材料的耐放電性有顯著影響。由于在高相對濕度下，放電的結(jié)果在材料表面會生成一層半導(dǎo)電層，使放電產(chǎn)生自衰。
因此，在表面放電情況下，一定相對濕度范圍內(nèi)，絕緣材料的電老化壽命隨相對濕度的增高而增長;但在較高的相對濕度下，壽命隨相對濕度的增高而縮短。如果水分侵入絕緣內(nèi)部，將會造成介質(zhì)電損耗增加或擊穿電壓下降。
對于某些絕緣材料，例如聚乙烯，由于水分的存在，在很低的電場強(qiáng)度下也會發(fā)生樹枝現(xiàn)象。
5、化學(xué)老化
絕緣材料在水分、酸、臭氧、氮的氧化物等的作用下，物質(zhì)結(jié)構(gòu)和化學(xué)性能會改變，以致降低電氣和機(jī)械性能。
例如，變壓器油在空氣中會因氧化產(chǎn)生有機(jī)酸，使介質(zhì)損耗增加:同時還會形成固體沉淀物，堵塞油道，影響對流散熱，使絕緣的溫度上升而使絕緣性能下降。
6、其他老化因素
絕在戶外使用的絕緣材料受日光直接照射，在紫外線作用下也會發(fā)生老化。
在核反應(yīng)堆、X射線裝置中用的絕緣材料受到輻射作用，均會發(fā)生老化。此外，在溫?zé)釒У貐^(qū)絕緣材料還會受到各種微生物的損害，即所謂微生物老化。
絕緣材料在實際應(yīng)用中往往同時受到多種老化因素的共同作用，其效應(yīng)并不是各種單一因素老化效應(yīng)的簡單疊加。它們之間還存在著相互作用，所以老化機(jī)理很復(fù)雜。
