Bài giảng môn Vật liệu điện: Chương 8 - TS. Nguyễn Văn Dũng

Bài giảng môn Vật liệu điện: Chương 8 trình bày về "Tuổi thọ cách điện". Nội dung cụ thể của chương này gồm có: Giới thiệu; Ảnh hưởng của điện trường; Ảnh hưởng của nhiệt độ. Mời các bạn cùng tham khảo để nắm chi tiết nội dung của bài giảng.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng môn Vật liệu điện: Chương 8 - TS. Nguyễn Văn Dũng Chương VIII: Tuổi thọ cách điện 1) Giới thiệu 2) Ảnh hưởng của điện trường 3) Ảnh hưởng của nhiệt độTS. Nguyễn Văn Dũng. 26/10/2015. Tài liệu có bản quyền. Không được phép sao chép hay công bố rộng rãi dưới bất kỳ hình thức nào. 1. Giới thiệu  Trong quá trình vận hành, phẩm chất của vật liệu cách điện suy thoái theo thời gian: độ bền điện và cơ giảm, tổn hao điện môi và điện dẫn tăng  Thoái hóa cách điện một cách từ từ  lão hóa  Sự lão hóa chỉ xảy ra rõ rệt đối với vật liệu cách điện hữu cơ  Sự lão hóa làm giảm thời gian làm việc của cách điện bởi vì độ bền điện giảm  có thể xảy ra phóng điện đánh thủng ở điện áp vận hành của thiết bị  “Tuổi thọ” mong muốn của cách điện cao áp là 30 năm  Các quá trình gây lão hóa cách điện: o Quá trình làm thay đổi thành phần hoặc cấu trúc của bản thân vật liệu (do ứng suất điện trường, phóng điện cục bộ, do nhiệt, do ứng suất cơ…) o Quá trình thấm ẩm của vật liệuTS. Nguyễn Văn Dũng. 26/10/2015. Tài liệu có bản quyền. Không được phép sao chép hay công bố rộng rãi dưới bất kỳ hình thức nào. 2. Ảnh hưởng của điện trường Ứng suất điện trường bên trong vật liệu càng cao thì tuổi thọ cách điện càng giảm t L  A. E  n (1) tL: tuổi thọ cách điện tính bằng thời gian phóng điện A: hệ số phụ thuộc vào tính chất lý hóa và tình trạng của vật liệu cách điện (có tạp chất hay khiếm khuyết không…) n: số mũ phụ thuộc vào vật liệu (có giá trị 8-14 đối với PE)  ln t L  ln A. E  n   ln A  ln E  n  ln A  n ln E Quan hệ tuyến tính giữa lntL và lnETS. Nguyễn Văn Dũng. 26/10/2015. Tài liệu có bản quyền. Không được phép sao chép hay công bố rộng rãi dưới bất kỳ hình thức nào. Đồ thị tL = f(E)  Khi thiết kế cần xác định ứng suất điện trường trong vật liệu để thỏa mãn điều kiện tuổi thọ là 30 năm: o Do không có đủ thời gian để thực hiện thí nghiệm kéo dài 30 năm nên thí nghiệm để xác định đồ thị tL = f(E) được thực hiện ở điện trường rất cao để tăng tốc độ lão hóa và rút ngắn thời gian phóng điện (phút, giờ hoặc ngày) o Ngoại suy để xác định điện trường ứng với thời gian bằng 30 nămTS. Nguyễn Văn Dũng. 26/10/2015. Tài liệu có bản quyền. Không được phép sao chép hay công bố rộng rãi dưới bất kỳ hình thức nào. 2. Ảnh hưởng của nhiệt độ  Nhiệt độ tăng sẽ giảm tuổi thọ cách điện  Quá trình lão hóa biểu diễn bằng phương trình: AB  A  B Polymer CO2 (có thể) Hệ số lão hóaTrong hóa học, dC ABtốc độ lão hóa:   kC AB dt Nồng độ AB tại t dC AB    kdt C AB dC AB     k  dt C AB TS. Nguyễn Văn Dũng. 26/10/2015. Tài liệu có bản quyền. Không được phép sao chép hay công bố rộng rãi dưới bất kỳ hình thức nào.  ln C AB  c   kt (*) Tại thờiđiểm ban c   ln C ABOđầu: t=0 Nồng độ AB tại t=0 *   ln C AB  ln C ABO   kt C AB  ln   kt (**) C ABO Hằng số vật liệu Năng lượng kích Theo  Q  thíchArrhenius: k   exp    (***)  RT  Nhiệt độ môi Hằng số khí trường (K) lý tưởng TS. Nguyễn Văn Dũng. 26/10/2015. Tài liệu có bản quyền. Không được phép sao chép hay công bố rộng rãi dưới bất kỳ hình thức nào.  Khi kết thúc tuổi thọ:t = tL C AB  C ABL (* * **)  Từ (**), (* ...