Was sind die Ursachen für die Alterung der Isolierung?

1. Elektrische Belastung (Teilentladung)

Elektrische Alterung wird hauptsächlich verursacht durchTeilentladung (PD). Hierbei handelt es sich um kleine, örtlich begrenzte elektrische Entladungen, die mit der Zeit die Isolierung zerstören.

Oberflächenerosion:Entladungen mit hoher-Intensität erzeugen Hitze, Ozon und geladene Partikel, die die Materialoberfläche physisch erodieren und Mikro-Hohlräume erzeugen, die die Isolierung weiter schwächen, bis sie versagt.

Tracking:Unter nassen und verunreinigten Bedingungen kann der Leckstrom die Oberfläche austrocknen und so einen leitenden Kohlenstoffpfad (Tracking) erzeugen, der zu einem Funkenüberschlag führen kann.

2. Thermischer Stress (Überhitzung)

Hitze ist ein dominierender Alterungsfaktor. Jeder Temperaturanstieg um 10 Grad kann die Lebensdauer der Isolierung halbieren (ein Prinzip, das als 10-Grad-Regel bekannt ist).

Überlastung:Der Betrieb von Geräten, die über ihren Nennstrom hinausgehen, erzeugt überschüssige Wärme, was den chemischen Abbau des Isoliermaterials beschleunigt.

Schlechte Verbindungen:Lose oder oxidierte Verbindungen verursachen lokale Hotspots, die die Isolierung in der Nähe schnell beeinträchtigen.

3. Umgebungsbedingungen

Die Einwirkung der äußeren Umgebung beschleunigt den Alterungsprozess erheblich.

UV-Strahlung:Sonnenlicht führt zu einer Photozersetzung von Polymermaterialien, was zu Kreidung, Rissbildung und dem Verlust der Hydrophobie (Wasserabstoßung) führt. Dadurch entsteht ein Erosionspfad für elektrische Entladungen.

Feuchtigkeit und Luftfeuchtigkeit:Eindringendes Wasser verringert den Isolationswiderstand und kann zu Hydrolyse (chemischer Abbau von Polymeren) führen. In Küstengebieten erhöht die Salzansammlung auf Oberflächen die Leitfähigkeit, was zu höheren Leckströmen und der Gefahr eines Überschlags führt.

Verschmutzung und Verunreinigungen:Chemische Schadstoffe (Industrieabgase, saurer Regen) und Salz wirken stark ätzend. Studien zeigen, dass Verschmutzung die Geschwindigkeit der Verschlechterung der Isolierung erheblich erhöhen kann.

4. Mechanischer Stress

Physikalische Kräfte können die Integrität der Isolierung beeinträchtigen.

Vibration und Radfahren:Ständige Vibrationen von Leitern oder thermische Ausdehnung/Kontraktion können zu Materialermüdung, Rissbildung und Delaminierung an Grenzflächen zwischen verschiedenen Materialien führen (z. B. zwischen Kern und Gehäuse eines Verbundisolators).

Faserbruch:Bei Verbundisolatoren kann die Korrosion des Glasfaserstabs zu einem „zerfallähnlichen Bruch“ führen, bei dem die Glasfasern brechen und der Stab strukturell schwächer wird, oft bevor es zu einem Stromausfall kommt.

Im täglichen Betrieb hat das Altern nie eine einzige Ursache; Diese Faktoren wirken zusammen, um die Effekte synergistisch zu verschlechtern. Beispielsweise wird ein verunreinigter Isolator zu einem Pfad für Leckströme, der Wärme erzeugt (Wärmefaktor), was die Bildung von Kriechströmen und schließlich einen Überschlag beschleunigt.

Regelmäßige Wartung, Reinigung und thermografische Inspektionen sind wirksame Methoden, um frühe Anzeichen dieser Alterungsfaktoren zu erkennen, bevor sie zu kostspieligen Geräteausfällen führen