הזדקנות בידוד של כבל חשמל

① הזדקנות דנדרטית חשמלית

תחת פעולת תדר החשמל, ברק ומתח יתר, שכבת הבידוד של כבל החשמל XLPE, עקב הפגמים של הבידוד עצמו, כגון זיהומים, טיפות מים, בועות וכו', הופכת את השדה החשמלי המקומי למרוכז, זיהומים, טיפות מים, בועות וכו' מתנתקות תחת פעולת השדה החשמלי, ומייצרות אלקטרונים חופשיים ויונים חיוביים, ואלקטרונים חופשיים ממשיכים להתנגש בחלקיקים ניטרליים אחרים תחת פעולת השדה החשמלי, כאשר השדה החשמלי גדול מספיק, כאשר האלקטרונים החופשיים מואצים והאנרגיה מגיעה לאנרגיה החופשית של החלקיק הנייטרלי שבו הם מתנגשים, תתרחש ניתוק התנגשות ויווצרו אלקטרונים חופשיים ויונים חיוביים חדשים. זה יגדיל את מספר האלקטרונים החופשיים, והאלקטרונים החופשיים שנוצרו על ידי ניתוק התנגשות ישתתפו בהתנגשות ויצרו ניתוק התנגשות חדש. לאחר התנגשויות רבות, ייווצר מספר רב של אלקטרונים ויונים חיוביים. מצד אחד, מספר האלקטרונים הולך וגדל, מצד שני, השטח הפנוי ממשיך להתפתח כלפי חוץ. בשל האקראיות של תנועת האלקטרון החופשי, נתיב ההתפתחות של פריקה חופשית הוא אקראי, ולא מתפתח באופן אחיד לכל כיוון. המודל הפיזי של תעלת הפריקה או עקבות הפריקה הוא כפי שמוצג באיור 1.2. התרחשות ארוכת טווח של פריקה כזו תגרום לזרם קטן בבידוד לעבור דרכו וליצור חום בשכבת הבידוד, וכתוצאה מכך להזדקנות בידוד הכבלים, כלומר הזדקנות הדנדרית.

② הזדקנות עצי מים

בשל מגבלת סביבת הבנייה וטכנולוגיית הבנייה הנמוכה, ראש הכבל יישאר עם לחות בתהליך הייצור: במהלך ההפעלה הוא יושפע גם מלחות עקב הלחות של הסביבה, כלומר הכבל. מכיל לחות בפנים. מים קיימים בשכבת בידוד הכבלים בצורה של טיפות מים או התמוססות. כאשר קיימים מים בתווך בצורה של טיפות מים, מכיוון שהמים אינם תווך מבודד טוב ויש להם מוליכות מסוימת, המתח המשותף לטיפות המים קטן מאוד, מה שמגביר את חוזק השדה החשמלי שנושא המבודד. בינוני, מה שמוביל לפריקה דיאלקטרית, ופריקה ארוכת טווח של המדיום יוצר הזדקנות. ניתן לחלק את עצי המים לשלושה סוגים: עצי מים פנימיים הנוצרים מהשכבה המוליכה למחצה הפנימית של המוליך, עצי מים חיצוניים הנוצרים מהשכבה המוליכה למחצה החיצונית של הבידוד ועצי מים בצורת צומת פרפר הנוצרים מהמרווח. בשכבת הבידוד. בפרט, עץ מוליכת המים הפנימי שנוצר מהשכבה המוליכה למחצה הפנימית יפחית מאוד את חוזק הבידוד של הכבל.

③ הזדקנות כימית

הזדקנות כימית נגרמת מסביבת ההפעלה של כבל חשמל, כגון התרחבות מעטפת פוליאתילן הנגרמת מהנחת הכבל מתחת לאדמה המכיל כימיקלים נפט, אחד מהם נקרא התיישנות גיפור, אשר משפיעה הכי הרבה על בידוד הכבל, בגלל הסולפיד. (מימן גופרתי וכו') דרך המעטפת ושכבת הבידוד ומוליך הנחושת של הכבל מייצרים תגובה כימית לייצור גופרית נחושת, תחמוצת נחושת וחומרים אחרים, חומרים אלו מתפתחים בצורה דנדרטית מהצד המנחה הפנימי לצד המעטפת בשכבת הבידוד, ממש כמו עצי מים. הזדקנות זו מכונה ביחד עצים כימיים. סוגים שונים של שמן וחומרים כימיים גורמים לדרגות הזדקנות שונות של בידוד הכבלים, אך כולם יגרמו להתרחבות של מרכיבים שונים של הכבל, לירידה בתכונות הפיזיקליות ובתכונות החשמליות.