Apakah konduktor menua di bawah beban listrik yang wajar?

Baja konstruksi cenderung mengalami kegagalan keletihan - mereka menjadi lebih lemah secara struktural ketika terkena tekanan mekanik berulang.

Apakah ada proses serupa untuk konduktor yang membuat mereka kurang dapat digunakan setelah mereka melakukan arus cukup lama?

Dengan kata lain, anggaplah saya memiliki transformator tua yang telah bekerja selama 30 tahun. Masih berfungsi baik (tidak terbakar, pendek atau semacamnya) tetapi sudah agak lama. Saya berharap isolasi kawat magnet akan semakin lemah karena dipanaskan selama bertahun-tahun. Saya juga berharap bahwa isolasi pelat inti akan semakin lemah.

Bagaimana dengan kabel itu sendiri? Akankah aluminium atau tembaga di dalamnya berbeda dari apa yang saya temukan di kabel yang lebih baru?

Berikut ini adalah dokumen menarik tentang penuaan konduktor kabel di pembangkit nuklir .

Pada halaman 20 dan 21, di dalam tabel melaporkan faktor-faktor stres komponen kabel ( stresor ), Anda menemukan kemungkinan penyebab kegagalan konduktor.

Anda mungkin memperhatikan bahwa bahan konduktor (aluminium, tembaga) sama sekali tidak "menua" dengan sendirinya, tetapi ia mengembangkan masalah ketika berinteraksi dengan "faktor" lainnya. Tindakan sederhana melakukan arus tidak berbahaya, kecuali jika itu menyebabkan tekanan termal atau tekanan mekanis pada kabel (bukan pada material).

Adapun bahan itu sendiri, tembaga yang digunakan dalam membangun konduktor sangat murni, sehingga tidak terdegradasi kecuali terkena faktor-faktor yang memicu reaksi kimia (misalnya, oksidasi, korosi) atau reaksi nuklir (logam yang terpapar dalam waktu lama hingga berat). radiasi, terutama neutron, mengalami perubahan dalam sifat fisiknya, karena atom-atom dalam teralis kristal dapat bermutasi menjadi isotop lain atau bahkan dalam unsur-unsur lain).

Jika pertanyaannya adalah tentang transformator kecil, jawaban di atas cukup.

Jika pertanyaannya adalah tentang transformator besar, yaitu transformator daya terendam minyak - itu adalah permainan yang sama sekali berbeda.

Konduktor logam dalam transformator tidak memburuk dengan bertambahnya usia, tetapi insulasi tidak. Transformator daya dibuat dengan isolasi kertas, yang memiliki masa pakai terbatas. Selulosa dalam kertas terdegradasi dengan pemanasan normal dan menjadi lemah secara mekanis; selain itu, degradasi selulosa melepaskan air, yang menurunkan kekuatan di-listrik dari minyak.

Tingkat degradasi eksponensial dengan meningkatnya suhu (lihat 1 untuk beberapa diskusi.) Saya percaya transformator biasanya dirancang untuk mencapai umur 25 atau 40 tahun di bawah beban pengenal.

Semua yang dikatakan - konduktor logam dalam transformator daya lama akan baik-baik saja - tapi waspadalah isolasi lama .

Tidak dalam trafo - tidak boleh ada perubahan kecuali trafo itu disalahgunakan.

$10^6$$10^7$$cm^2$

Kabel tipis kadang-kadang dapat memburuk karena bahan kimia di lingkungan - saya telah melihat gulungan tembaga halus gagal di hadapan sulfur (gas) senyawa sulfur atau masuk ke lubang kecil di isolasi (semacam wabah hitam).

Seperti disebutkan di atas, trafo Anda akan baik-baik saja kecuali kelebihan beban. Kelebihan kecil, menghasilkan panas berlebih akan menurunkan isolasi, dan berpotensi menyebabkan korsleting. Kelebihan besar akan membakar salah satu gulungan sepenuhnya.

Konduktor sendiri tidak menurunkan kemampuannya untuk membawa arus dalam kapasitas apa pun selama mereka beroperasi dalam peringkatnya. Sekali lagi, melewati 1000 amp melalui sepotong tembaga # 30 tidak akan bekerja lama, tapi itu karena pemanasan akan melelehkan konduktor.

Mode kegagalan utama dari konduktor, baik itu aluminium, tembaga, atau apa pun yang merupakan kerusakan lingkungan pada sistem insulasi, atau dalam kasus kabel insulasi menengah ke tegangan tinggi (15KV hingga 345KV) pemasangan yang tidak benar, biasanya tidak mengamati tikungan minimum yang diizinkan radius.

Secara lingkungan, penyebab paling umum dari kegagalan kabel berisolasi adalah paparan sinar ultraviolet, dengan sedekat mungkin paparan minyak atau bahan kimia lain yang merusak jaket isolasi yang sebenarnya. Sangat jarang ada kegagalan karena intrusi air, tetapi sekali lagi, itu sebenarnya bukan kegagalan konduktor, melainkan sistem isolasi.

Agar lengkap, ada kemungkinan kegagalan konduktor yang sebenarnya, tetapi saya tidak menganggapnya sebagai kegagalan konduktor yang sebenarnya secara pribadi, dari pemasangan yang tidak benar yang mengarah ke tindakan galvanik atau korosi (pikirkan kabel pada terminal baterai otomotif yang terkorosi dari asam, atau tembaga yang berkembang itu khas patina hijau ketika terkena air garam). Kegagalan itu hampir selalu terjadi pada titik koneksi, dan merupakan hasil dari koneksi yang buruk atau tidak tepat.