בידוד פולימר הוא אבן הפינה של מערכות חשמל מודרניות, מתן הפרדה חשמלית חיונית, הגנה מכנית והתנגדות ללחץ סביבתי.מגובה נמוך מתחמי מגורים ועד כבלים שידורים מתח גבוה, פולימרים כגון פוליאתילן, פוליוויאל כרוכבי משקל (PVC), וחצו-Polyethylene (XL) נבחרים באופן נרחב עבור גמישותם, משקל, ועלויות יעילות של חומרים לא יעילים, למרות זעזועים חשמליים, למרות זעזועים יעילים.

הסיבות הנפוצות לכישלונות של Polymer Insulation

כישלונות בידוד פולימר נובע לעתים רחוקות מגורם יחיד.לעתים קרובות יותר, זה תוצאה של אינטראקציות סינרגיות בין מתח תרמי, חשמלי, מכני וסביבתי.הכרה בסיבות השורש האלה היא הצעד הראשון לקראת הפחתה.

הדרגה העשרית

קיצוניות טמפרטורה הן בין האיומים האגרסיביים ביותר לפולימרט בגליון.כל פולימר יש טמפרטורה רציפה ומתאמת טמפרטורה לטווח קצר מקסימלית.העברת הגבולות האלה מאיצה תגובות כימיות המפרשות את המטריקס הפולימריא.ההשפלה הארומית בדרך כלל כרוכה בהבדלים של מולקולות ארוכות שרשרת, חמצון, והקמת רדיקלים חופשיים לאורך זמן, הופכת לשברירית, מאבדת את החוזק והפשרות, אשר לעיתים קרובות, בין ההסתברות לדרגה של חום, לדרגה גבוהה, היא בעלת רמת החום, לדרגה 10.

מתח חשמלי וטעינה חלקית

שדות חשמליים גבוהים יכולים ליזום תהליכי התמוטטות מקומיים אפילו ב בידוד בלתי שלם לכאורה.(FLT:0electrical treeringFLT:1) הוא מנגנון כשלון קלאסי שבו הערוצים דמויי עץ מתפשטים מפגמים או רִיק תחת מתח AC או DC מתמשך.אלה בהדרגה משחתים את הפולימרים, ובסופו של דבר מובילים לטיהור מוחלט של ה-Ulcage: Partial) ב-F: Expletureds-F (DVal) ו-F) הוא עוד שנים של שטף חשמליות בטמפרטורות מתוחות בטמפרטורות גדולות יותר ויותר.

חשיפה כימית

(ב) הפולימרים משתנים באופן נרחב בהתנגדות הכימית שלהם. PVC, למשל, מותקפים על ידי פחמימנים ארומטיים וקטונים, בעוד פוליאתילן מתנגד לחומצות רבות אך ניתן לספוג אותם על ידי שמנים.כאשר מגעים אגרסיביים – כגון פותרים, סיכה, נוזל הידראוליים, או ניקוי סוכנים - הפולימרים עלולים לעבור 7FLTs (לעתים קרובות) LT5 LT5 פולשים, אפילו יותר:

נזק מכני

(ההתעללות הפיזית היא גורם נפוץ של אי ספיקת בידוד מוקדמת, במהלך ההתקנה, ניתן לנקב, מרוסק, או מחוספס על ידי משיכת כלים, נקודות תורפה או בורות חדות. בשירות, רטט, התרחבות תרמית ו התכווצות, או השפעה מפני לחות זרה יכול ליצור מיקרו-קפצים שגדלו תחת לחץ חשמלי.

קרינה UV ותמונה-Oxidation

חשיפה חיצונית לשמש נושאים פולימר בידוד אולטרה סגול (UV) קרינה. phons UV הם אנרגטי מספיק כדי לשבור פחמן פחמן פחמן פחמן-פחמן ו פחמן-hydrogen, תוך מתן כוונון תמונה-חמצן. תהליך זה יוצר רדיקלים חופשיים שגורמים פיסול שרשרת וחיבור צלב, וכתוצאה מכך משיכת פני השטח, סדקים, ואובדן של תכונות מכניות ופוליפרגן הם תרכובות רגישות יותר, במיוחד, 000 קליברל, 000.

מנגנונים של אינסטלציה

מאחורי הסימפטומים הגלויים, קיימים תהליכים כימיים ופיזיים בסיסיים, הבנת המנגנונים האלה עוזרת בבחירת חומרים ועיצוב מערכות שמתנגדות לכישלון.

אוקסידציה

חמצן מתפוגג לתוך פולימר ומגיב עם רדיקלים חופשיים שנוצרו על ידי חום, UV, או לחץ חשמלי.התגובה מייצרת הידרופורקסוזיס, אשר מתפרש לקבוצות פחמן ומינים אחרים שמשנים את הקוטביות של פולימר ונכסים דיאלקטריים. Oxidation הוא אוטוקטליטי: נזק ראשוני יוצר יותר רדיקלים, מאיץ את התגובה.

שרשרת סקישטוש וצלב

סביבות אנרגיה גבוהות - כגון אלה שנוצרו על ידי פריקה חלקית, קרינת gamma, או עומס תרמי - יכול לשבור עצמות פולימר (של נפיחות שרשרת) או לגרום שרשראות צמודות לקישור (חצו-קישור) , פיסול שרשרת מוריד משקל מולקולרי, צמצום כוח מכני והופכת את החומר רגיש יותר לפצח. קרוס-קישור, בעוד שלפעמים משמש בכוונה לשיפור תכונות תרמיות (PE ב- XL), יכולות להתרחש באופן נרחב מדי, ולהוביל את התהליכים הפוטבוליים, לעתים קרובות מדי, ואפקטים, ואפקטים, ואפקטים, ואפקטים קשים מדי, לעתים קרובות, ואפקטים, ואפקטים, לעתים קרובות יותר מדי, ואפקט פולימרו כמשמעו, על פני השטח נוקשה יותר מדי, ואפקטים, ואפקטים, על פני השטח נוקשה יותר מדי, ואפקט פולימרו כמשמעו, על ידי נוקשות.

הידרוליטיזה

פולימרים מסוימים, במיוחד אלה המכילים ester או amide קישורים (למשל, פוליסטרים, פולימברדס), פגיעים הידרוליזה בנוכחות לחות וחום. מולקולות מים למחוץ את השרשראות פולימרים, המוביל לאובדן מתקדם של תכונות מכניות וחשמליות. הידרוליזה היא דאגה משמעותית עבור בידוד בסביבות לחמאות, כגון כבלים תת-קרקעיים, מתקנים ימיים, או תעשייתי עם רמות לחות גבוהות.

מתח סביבתי (ESC)

ESC מתרחש כאשר פולימר נתון ללחץ רבילי (residual או מיושם) תוך מגע עם סוכן כימי ספציפי.השילוב מתחיל לפצח ברמות הלחץ הרבה מתחת לחוזק התשואות הרגיל של החומר.לדוגמה, פוליאתילן יכול להיכשל על ידי ESC כאשר נחשפים להרתעה, אלכוהול או שמנים.הסדקים לעתים קרובות יוזמים בנקודות של ריכוז גבוה, כגון מגרעות, או פגמים בייצור.

סוגים של חומרים אינסטלציה פולימר וכישלונם

פולימרים שונים מפגינים התנהגויות כישלונות נפרדות.סקירה קצרה של חומרים משותפים מסייעת להתאים אסטרטגיות בדיקה ומניעתן.

Polyvinyl Chloride (PVC)

PVC משמש נרחב בבניית כבלים ושפל של מתחל.הכישלון שלו הוא לעתים קרובות בשל הגירה מפלסטיק (אשר מוביל נוקשות וסדקים), השפלה תרמית (אבולוציה בבג"ץ), והתקפה כימית על ידי הידרוקרבנים. PVC הוא גם רגיש לשפל UV אלא אם כן ייצוב במיוחד.

Cross-Linked Polyethylene (XLPE)

XLPE הוא בידוד הדומיננטי של כבלים של כוח בינוני וגבוה.מבנה המחובר לצווארו מספק התנגדות תרמית מצוינת, אבל זה יכול לסבול מעץ חשמלי, לחות עץ (עצים מים), וריקות חלקיים שנוצרו במהלך הייצור. עץ מים - השפלה דיפוזה דיפומית הנגרמת על ידי פעולה משולבת של לחות חשמליות ו - הוא כשל גדול ב-VR שפועלת בסביבות רפלקטיות.

Ethylene Propylene גומי (EPR)

EPR משמש עבור כבלים גמישים, במיוחד ביישומים תעשייתיים ותועלתיים.זה מציע התנגדות טובה לאזון ולחום, אבל ניתן לתקוף על ידי שמנים ו פותרים. EPR הוא גם נוטה למעקב פנים ושחיקה בתנאים גבוהים של השמדה, כגון בסביבות מזוהמות.

Polytetrafluoroethylene (PTFE)

PTFE (Teflon) הוא פרס על ההתנגדות התרמית והכימיקלית יוצאת דופן שלו.עם זאת, הוא רך ויכול לזרום קר תחת לחץ מכני, המוביל לדעוך או לזחול.הוא גם מידרדר תחת קרינה באנרגיה גבוהה, אשר יכול לשחרר גזים רעילים. PTFE sulation כישלונות הם נדירים אך לעתים קרובות תוצאה של עיוות מכני ולא מתח חשמלי.

סימנים של אי- בידוד

גילוי מוקדם של אינדיקטורים כישלונות יכול למנוע הפסקות יקרות ומקרי בטיחות.בעוד כמה סימנים גלויים, אחרים דורשים כלי שיט מיוחד.

  • (FLT:0) צבע ומשטח צ'לינג: חליל 1 (צהוב, חום או אבקת לבן שאריות על פני השטח בידוד מצביע על חמצון או נזק UV.
  • (FLT:0)Cracking, פיצול או פלמינג: סדקים 1:1 Visible, במיוחד ב bends, סיום או נקודות תמיכה, לחשוף הזדקנות תרמית, ESC, או מתח מכני. סדקים שערות בסדר לעתים קרובות מבשרים לכישלון חשמלי.
  • (FLT:0) אישרה את קיומו הנוכחי: ⁇ 1 (הרחבה) גבוה יותר מאשר זרם דליפה רגיל, נמדד עם בודק התנגדות בידוד, מציע ירידה חדה בהתנגדות לעתים קרובות אותות חדלות פירעון.
  • (FLT:0Partial Dischargement: FLT:1 PD מתבטא כניצוץ זעיר, סדקי udible (תחת מתח גבוה), או ניטור UV הוא כלי אבחון מפתח עבור כבלים, מפרקים, מתגים.
  • (FLT:0) קידוד ו Carbonization:FLT:1 מעקב על פני השטח מופיע כנתיבים פחמן או דפוסים מטושטשים על בידוד.זה קורה כאשר דליפות הנוכחית מחמם את פני השטח וכריז על הפולימרים, בסופו של דבר יוצר גשר התנהגותי.
  • (FLT:0) פונויות אלקטרוריות: FLTRE:1 ; Unexplained Circle breaker טיולים, תקלות קרקע, מעגלים קצרים, או תקלות בציוד לעתים קרובות יש שורש גורם בפירוק בידוד.

שיטות אבחון ובדיקה

בדיקות פרואקטיביות מסייעות לזהות חולשות בידוד לפני שהם מובילים לכישלון.בדיקות סטנדרטיות מסוימות משמשות בתחום ובמעבדות.

מבחן Insulation Resistance (IR)

(ב) ,ההתנגדות של ה- DC בין מנצח לקרקע (או בין המוליכים) מגמה ירידה לאורך זמן היא יותר אינפורמטיבית מאשר קריאה אחת: ה-FLT:0 קוטליזציה (PI)FLT:1 ו- (FLT:2dielectricקליט יחס (DAR)FLT 3: נגזר מעתed; קריאות מספק תובנות ללחות וזיהום.

מבחן דיאלקטרי (Hi-Pot)

החלת מתח גבוה יותר מהערך הדירוג עבור זמן מוגדר מוכיח את בידוד יכול להתמודד עם מעליות. בעוד זה יכול לזהות פגמים חמורים, זה עובר /fail מבחן ולא יכול לחשוף בעיות בלתי אפשריות.

המונחים: Discharge Measurement

בדיקות PD מאתרים ומזהמים את הפרשות הפנימיות.זה יכול להתבצע מחוץ לקו (על ציוד ממריץ עם מקור חיצוני גבוה מתח גבוה) או באינטרנט (באמצעות חיישנים וזוגות). PD מזהה את החומרה ואת המיקום של פגמים בכבלים, ממירים, ואופנועים.

טאן דלתא (Dissipation Factor)

מבחן AC זה מודד את אובדן הדיאלקטרי של בידוד.ד שיזוף גדל עולה מצביע לחות, זיהום, או ההזדקנות.זה שימושי במיוחד עבור הערכות בידוד של כבלים ושיחים.

בדיקה חזותית ו-Thermographic Inspection

בדיקות חזותיות רגילות נשאר חיוני.הדמיה תרמית (thermography) יכול לזהות כתמים חמים הנגרמים על ידי קשרים בעלי אחריות גבוהה, מוליכים מוגזמים, או דליפות פני השטח, אשר כולם מדגישים את בידוד.

מדדים מונעים ועיסוקים טובים

גישה מקיפה למניעת אי מיצוי פולימרים משלבת בחירה חומרית נכונה, תחזוקה ערנית ודבקות בסטנדרטים של ארגונים כגון FLT:0IEEEFLT:1,FLT:2NEMAFLT 3:2NEMAFLT 3, ו-FLT:4IECFLT:5

  • (FLT:0) בחירת אוויר: 1FLT (החלים) בחר חומרים בידוד שמתאימים לסביבה התפעולית. עבור אזורים עתיריים גבוהים, להשתמש בגומי סיליקון או PTFE; עבור חשיפה UV חיצונית, לבחור פוליאתילן מלא פחמן שחור-שחור עם ייצובים; עבור אטמוספירה כימית-ladens, להבטיח תאימות עם סוכנים צפויים.
  • (FLT:0) ניהול רב-החל: 1FLT:1 מתאים בגודל הנכון ולספק אוורור מספיק כדי לשמור על טמפרטורות בתוך הגבולות בדירוג בידוד של בידוד. להימנע מכבלים מבולילים אשר מגבירים את הצטברות החום.
  • (FLT:0) תרגולי אינטואיציה:FLT:1 עקוב אחר הנחיות היצרן עבור כיפוף קורני, למשוך מתחים, ולתמוך בספאם מתחים וערכת סיום המיועד לסוג הכבלים לשלוט בשדות חשמליים.
  • (FLT:0) שימור תוכנית בדיקה ובדיקה קבועה המבוססת על חיוניות המערכת. Track insulation Resistance Trends, לבצע סקרי PD על ציוד בינוני-וולטרציה, ולהחליפם חלקים מרודנים לפני הכישלון.
  • (FLT:0) תכונות קידודים ו- Enclosures: FLT:1 החל צבע UV-protective או ציפויים עבור כבלים בחוץ. השתמש מגשים כבל עם כיסויים כדי להפחית את השמש הישירה. בצמחים כימיים, להתקין מחסומים או conduits כדי לבודד כבלים מחוסנים אגרסיביים או פיסות.
  • (FLT:0) בקרת בטיחות: ⁇ 1 (במקום בו לחות היא דאגה, שימוש בכבלים חסימת מים או לספק ניקוז באזורים תת-קרקעיים.
  • (FLT:0) הכשרת ותיעוד: כוח אדם חינוך 1 (FLT:1 מחנכים על הסימנים של הידרדרות בידוד ונוהלי טיפול נאותים. לשמור תיעוד של תוצאות הבדיקה, פרטי ההתקנה, והסמכת החומר כדי להקל על ניתוח מגמה וחקירה שורש.

מסקנה

כישלונות בידוד פולימר הוא תופעה מורכבת, לעתים קרובות רב-ספקית שיכול לערער את האמינות והבטיחות של מערכות חשמל.על ידי הבנת הסיבות הנפוצות - עומס יתר, לחץ חשמלי, התקפה כימית, נזק מכני וקרינת UV - ואת מנגנוני ההשפלה הבסיסית כגון חמצון, נפיחות שרשרת מוגברת, הידרוליזה, אנשי מקצוע יכולים לנקוט פעולות ממוקדות כדי להרחיב את האסטרטגיה הרגילה באמצעות מנגנונים של בידוד, מניעת סודיות, סודיות, ופעולות אבטחה מופחתת, ירידה חלקית של אבטחה, ואפקטים של אבטחה, ואפקטיביות, ירידה של אבטחה, ואפקטים של אבטחה מופחתת של אבטחה, ואפקטים, ואפקטיבידודה של אבטחה, אידיאולוגיות, ירידה ברזולוציה חלקית של אבטחה, ואפקטים, ירידה של אבטחה מופחתת של אבטחה, ואפקטיביות, ובקרת אבטחה, ירידה של אבטחה, ואפקטיביות, ואפקטים, ואפקטים, ירידה של אבטחה מופחתת, ואפקטים, ירידה חלקית של אבטחה, ואפקטיביות, ואפקטיביות, ירידה ברזולוציה חלקית של אבטחה מופחתת של אבטחה, ואפקטים, ואפקטים, ואפקטים, אידיאולוגיות, ירידה ברזולוציה חלקית של אבטחה מופחתת של אבטחה מופחתת, ואפקטיבי