電機絕緣材料的使用知識

1、老化的概念：電氣設備中的絕緣材料在運行過程中，由于受到各種因素的長期作用，會發生一系列不可逆的變化，從而導致其物理、化學、電和機械等性能的劣化，這種不可逆的變化通稱為老化。

2、聚合物老化的主要表現：

2.1表觀變化：材料變色、變粘、變形、龜裂、脆化

2.2物理化學性能變化：相對分子量、相對分子質量分布、熔點、溶解度、耐熱性、耐寒性、透氣性、透光性等；

2.3機械性能：彈性、硬度、強度、伸長率、附著力、耐磨性等；

2.4電性能：絕緣電阻、介電常數、介電損耗角正切、擊穿強度等

3、聚合物老化的本質：

3.1交聯：交聯至一定程度前能改善聚合物的物理機械性能和耐熱性能，但隨著分子間交聯的增多，逐漸形成網絡結構，聚合物變成硬、脆、不溶不熔的產物；

3.2降解：分子量減小，導致機械性能和電性能降低，出現發粘和粉化。

3.3環境老化：含有酸、堿、鹽類成分的污穢塵埃(或與雨、露、霜、雪相結合)對絕緣物的長期作用，顯然會對絕緣物(特別是有機絕緣物)產生腐蝕。

3.4環境老化原因：

陽光紫外線的能量大于多數有機絕緣物中主價鍵的鍵能，多數有機絕緣物在紫外光的作用下會逐漸老化。

高分子電介質吸收紫外光能量后，有部分分子被激勵，當存在氧氣或臭氧時，還會引發高分子的氧化降解反應，稱為光認化反應。光氧化反應是環境老化中的重要過程之一。

4、電老化：絕緣材料在電場的長時間作用下，物理、化學變化性能發生變化，最終導致介質被擊穿，這個過程稱為電老化。主要有三種類型：電離性老化（交流電壓）；電導性老化（交流電壓）；電解性老化（直流電壓）

5、電離性老化：（1）絕緣材料中存在氣泡或氣隙（工藝缺陷、冷熱收縮、材料分解、材料受潮）（2）氣體介質的介電常數接近為1，比固體介質的介電常數小得多，在交變電場下，氣隙中的場強比鄰近的固體介質中的場強大得多，而其起始游離場強(常壓)通常又比固體介質的小得多，所以，游離基最容易在這些氣隙中發生，在某些氣隙中，甚至可能存在穩定的火花放電。(3)氣隙的游離基將導致

6、電導性老化：在兩電極之間的絕緣層中(最常見的是在電極與絕緣的交界面處)，存在某些液態的導電物質(最常見的是水)

當該處場強超過某定值時，這些導電物質便會沿電場方向逐漸滲入絕緣層深處，形成近似樹狀的痕跡稱入水樹枝。水樹枝的累積發展將最終導致絕緣層的擊穿。

產生水樹枝的機理可能是：

水或其他電解液中的離子在交變電場作用下反復沖擊絕緣物，使其發生疲勞損壞和化學分解；

電解液逐漸滲透、擴散到深處，形成水樹枝。

產生和發展水樹枝所需的場強，比產生和發展電樹枝所需的場強低得多。

7、電解性老化：在直流電壓長期作用下，即使所加電壓遠低于局部放電起始電壓，由于介質內部近行著電化學過程，介質也會逐漸老化，最終導致擊穿。

8、熱老化：在較高溫度下，電介質發生熱裂解、氧化分解、交聯、以及低分子揮發物的逸出，導致電介質失去彈性、變脆、發生龜裂，機械強度降低，也有些介質表現為變軟、發粘、失去定形，同時，介質電性能變壞。熱老化的程度主要決定于溫度及熱作用時間。此外，諸如空氣中的濕度、壓力、氧的含量、空氣的流通程度等對熱老化的速度也有一定影響。

第五節  電動機中絕緣材料的擊穿

1、擊穿的概念：外電場增大到某一臨界值，絕緣材料的電導突然劇增，材料由絕緣狀態變導電狀態。擊穿機理：電擊穿、熱擊穿。

2、熱擊穿：在電場的作用下，介質內的損耗轉化成的熱量多于散逸的熱量，使介質溫度不斷上升，最終造成介質本身的破壞，形成導電通道

3、電擊穿：由于電場的作用使介質中的某些帶電質點積聚的數量和運動的速度達到一定程度，使介質失去了絕緣性能，形成導電通道。

主要特征：

——電壓作用時間短

——擊穿場強高

——電介質溫度不高

——與電場均勻程度相關

——擊穿強度隨溫度升高而增大，或變化不大

4、老化：電氣設備中的絕緣材料在運行過程中，由于受到各種因素的長期作用，會發生一系列不可逆的變化，從而導致其物理、化學、電和機械等性能的劣化，這種不可逆的變化通稱為老化。

5、老化影響因素：

物理因素——如電、熱、光、機械力、高能幅射等；

化學因素——如帶電氣體、臭氧、鹽霧、酸、堿、潮濕等；

生物因素——如微生物、霉菌等。