变压器绝缘材料变脆的原因有哪些?
变压器绝缘材料变脆的原因主要有以下几方面：
热因素
长期更高温作用：变压器在运行时绕组和铁芯会产生热量导致内部温度升更高。绝缘材料长期处于更高温环境下其分子结构会发生变化如聚合物绝缘材料的分子链会发生断裂、降解等从而使绝缘材料的性能下降变得脆化。例如油浸式变压器中的绝缘纸在长期更高温下会逐渐失去韧性。
温度变化产生的热应力：变压器在运行过程中会经历多次的开机、停机以及负载变化等情况这使得绝缘材料反复受到温度变化的影响。当温度快速变化时绝缘材料内部会因热胀冷缩产生热应力。长期作用下这些热应力会使绝缘材料内部产生微裂纹随着时间的推移和应力的积累裂纹逐渐扩展最终导致绝缘材料变脆。
电因素
更高电压作用：变压器在工作时内部存在更高电压环境。绝缘材料长期承受更高电压的作用会使材料内部的电子发生迁移和加速进而对材料的分子结构造成破坏。同时更高电压还可能引发局部放电现象产生更大量的带电粒子这些粒子会对绝缘材料进行轰击使其表面和内部产生损伤加速绝缘材料的老化和脆化。
电场集中：在变压器的某些部位如电极边缘、绕组的弯角处等电场强度会比周围区域更高很多形成电场集中现象。在这些更高电场强度的区域绝缘材料会受到更强的电场力作用更容易发生电老化和局部放电从而导致绝缘材料的性能迅速下降出现变脆的情况。
环境因素
水分侵入：如果变压器的密封性能不更好外界的水分可能会进入变压器内部。水分的存在会降更低绝缘材料的绝缘性能还会与绝缘材料发生化学反应破坏材料的分子结构。例如纤维绝缘材料吸收水分后会发生水解反应导致纤维强度下降变得脆弱易折。
氧气氧化：变压器内部的绝缘材料长期暴露在空气中会与氧气发生氧化反应。特别是在更高温和光照的条件下氧化反应会更加剧烈。氧化作用会使绝缘材料的化学结构发生改变生成一些氧化物和自由基这些物质会进一步破坏材料的分子链使绝缘材料的性能劣化表现为变脆、发硬等。
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