外觀變化
顏色改變:許多電線絕緣材料在老化後會出現顏色變化。例如,聚氯乙烯(PVC)絕緣電線老化時,顏色可能會從原本的白色或淺色變爲黃色、褐色甚至黑色。這是因爲在老化過程中,PVC 材料中的一些成分發生了氧化、分解等化學反應,導致顏色改變。這種顏色變化通常是從局部開始,逐漸蔓延到整個絕緣層。
表面皸裂:老化後的絕緣材料表面會出現裂紋,這是比較明顯的一個特徵。由於長期受到熱、光、機械應力等因素的影響,絕緣材料的分子結構被破壞,失去了原有的柔韌性,變得脆弱易碎。這些裂紋可能很細小,開始時像發絲一樣,但隨着老化的加劇,裂紋會逐漸加深、加寬,嚴重時甚至會使絕緣層出現剝落現象。
光澤消失:新的絕緣材料表面通常有一定的光澤,而老化後的絕緣材料光澤會逐漸消失。這是因爲在老化過程中,材料表面的微觀結構發生變化,變得粗糙不平,反射光線的能力減弱。例如,橡膠絕緣材料老化後,其原本光滑的表面會變得暗淡無光。
物理性能變化
柔韌性降低:老化使絕緣材料變硬、變脆,原本柔軟的材料變得難以彎曲。以聚烯烴絕緣材料爲例,在正常狀態下可以輕鬆地繞在較小半徑的物體上,但老化後可能稍微彎曲就會斷裂。這是因爲老化導致材料的分子鏈斷裂或交聯,分子間的作用力發生變化,使其失去了原有的彈性。
體積收縮或膨脹:部分絕緣材料在老化過程中會出現體積變化。有些材料可能會收縮,導致絕緣層與導體之間出現空隙,影響絕緣性能;而另一些材料可能會膨脹,使絕緣層變得疏鬆,同樣會降低絕緣效果。例如,一些含有增塑劑的絕緣材料,在增塑劑揮發後,體積會收縮。
電氣性能變化
絕緣電阻下降:絕緣電阻是衡量電線絕緣性能的重要指標。隨着絕緣材料的老化,其絕緣電阻會逐漸降低。這是因爲老化產生的裂紋、空隙等缺陷爲電流提供了泄漏通道,使原本絕緣的材料導電性能增強。例如,正常情況下,電線絕緣電阻可能在幾百兆歐甚至更高,但老化後可能會下降到幾兆歐甚至更低,大大增加了漏電的風險。
介電強度降低:介電強度是指絕緣材料在不發生擊穿的情況下能夠承受的最大電場強度。老化後的絕緣材料介電強度下降,在較低的電壓下就可能發生擊穿現象。這是由於材料內部結構被破壞,無法有效阻擋電場的作用。當電壓超過老化後絕緣材料的介電強度時,就會產生局部放電,嚴重時會導致絕緣層被擊穿,使電線短路。
介質損耗增加:在交流電場中,絕緣材料會產生介質損耗。老化後的絕緣材料由於內部存在雜質、水分或結構缺陷,介質損耗會明顯增加。這會導致電線在運行過程中發熱,進一步加速絕緣材料的老化,形成惡性循環。例如,老化的電纜在通電時,由於介質損耗產生的熱量可能會使電纜溫度升高,縮短其使用壽命。