La humedad y la temperatura son los dos factores ambientales centrales que afectan la resistencia de aislamiento de los cables ligeros mineros, que causan directamente fluctuaciones regulares en el valor de la resistencia e incluso riesgos potenciales de Seguridad cambiando el Estado físico, las características químicas y la distribución de los medios conductores de los materiales aislantes. Sus efectos no son una sola acción, sino que se superponen entre sí, lo que es particularmente significativo en entornos especiales con alta humedad y gran diferencia de temperatura en las minas.
El impacto de la humedad en la resistencia al aislamiento se logra principalmente a través de la "intervención de humedad", que se puede dividir en tres niveles:
Formación de canales conductores en la superficie: cuando la humedad ambiente supera el 70%, la superficie de la capa aislante (como cloruro de polivinilo y caucho cloropreno) absorberá una película de agua continua. Esta película de agua disolverá el polvo, la sal y otras impurezas en el aire para formar una solución conductora, lo que equivale a un "circuito de fuga" paralelo en la superficie de la capa aislante. En este momento, la medición de la resistencia al aislamiento producirá valores bajos debido al aumento de la corriente de fuga en la superficie (puede ser entre un 30% y un 50% inferior al Estado seco). Por ejemplo, el nuevo cable puede tener una resistencia de aislamiento de más de 1000 MWH en un ambiente seco, mientras que en un ambiente húmedo alto, si la superficie no está limpia, puede caer bruscamente por debajo de 100 mwh.
Deterioro interno causado por la infiltración de agua: si el cable en la mina tiene defectos como el desgaste de la funda y el mal sellado de la articulación, el agua se filtrará gradualmente en el interior de la capa aislante. En el caso de los materiales aislantes porosos (como el caucho natural), la humedad rellena la brecha de aire dentro de ellos, lo que resulta en una fuerte disminución de la resistencia al volumen - que puede alcanzar los 10 Omega cm en seco y puede caer por debajo de los 10 Omega cm después de la humedad (una disminución de más de 1 millón de veces). Lo que es más grave, la humedad reacciona con aditivos en el material aislante (como plastificantes, estabilizadores), acelerando el envejecimiento del material y formando daños irreversibles en el aislamiento.
Destrucción del "ciclo de congelación y deshielo" a baja temperatura y alta humedad: si hay zonas de baja temperatura en la mina (como carreteras cercanas a la superficie), las sucursales de agua que penetran en el aislamiento se congelan y derriten repetidamente. Cuando se congela, la expansión del volumen desgarrará la microestructura de la capa aislante y formará más poros; Después del derretimiento, el agua penetra aún más, formando un círculo vicioso, lo que finalmente conduce a una disminución continua de la resistencia al aislamiento e incluso a una ruptura local.
El efecto de la temperatura en la resistencia al aislamiento muestra una "correlación negativa" significativa, es decir, el aumento de la temperatura y la disminución del valor de la resistencia, el mecanismo específico es el siguiente:
El aumento del Movimiento térmico Molecular conduce a un aumento de la conductividad eléctrica: las propiedades de aislamiento de los materiales aislantes dependen de la capacidad de Unión de la estructura molecular a los electrones. Cuando la temperatura aumenta (por ejemplo, más de 40 ° c), el movimiento térmico molecular se intensifica y los electrones libres dentro de la capa aislante se liberan más fácilmente de los grilletes para formar un movimiento direccional, lo que resulta en una disminución de la resistencia eléctrica. Por ejemplo, el cable minero de 0,3 / 0,5 kV tiene una resistencia de aislamiento de 500 MWH a 20 ° C y puede caer por debajo de 100 MWH a 60 ° c (una disminución del 80%). Este cambio es más evidente en los materiales aislantes de caucho, ya que su resistencia a altas temperaturas es más débil que la de los materiales plásticos.
Alta temperatura acelera el envejecimiento y la descomposición química de los materiales: cuando se encuentra en un ambiente superior a 30 ° C durante mucho tiempo, los materiales aislantes (especialmente el caucho) envejecerán rápidamente debido a la reacción de oxidación, y habrá endurecimiento y agrietamiento. Al mismo tiempo, las altas temperaturas pueden promover la volatilización de sustancias de bajo peso molecular (como plastificantes) en la capa aislante, lo que resulta en una estructura suelta del material, un aumento de los poros y una mayor reducción de la resistencia al aislamiento. Si el cable está cerca de la boca de disipación de calor del equipo o de la pared de roca de alta temperatura, la temperatura local puede superar los 70 grados celsius, cuando la resistencia al aislamiento puede caer por debajo del umbral de Seguridad (0,5 mwh) en unos meses.
Efectos indirectos del "fortalecimiento de la fragilidad" a bajas temperaturas: Aunque las bajas temperaturas pueden aumentar ligeramente la resistencia al aislamiento (el movimiento molecular se ralentiza y la fuerza de unión electrónica aumenta), puede hacer que el material aislante sea frágil. Cuando el cable se mueve o se dobla con frecuencia, la capa aislante reforzada por la fragilidad es propensa a grietas, lo que crea las condiciones para la infiltración de agua, lo que indirectamente conduce a una fuerte caída de la resistencia bajo la influencia de la humedad posterior.
En el entorno real de la mina, la alta humedad y la alta temperatura a menudo coexisten, y su acción conjunta destruye la resistencia de aislamiento mucho más que un solo factor:
Las altas temperaturas reducirán la resistencia al agua del material aislante y harán que la humedad se filtre más fácilmente en el interior;
En ambientes de alta humedad, el agua es más fácil de evaporar a altas temperaturas y se difunde a través de los microporos de la capa aislante para ampliar el rango de humedad;
Por ejemplo, en un ambiente de 40 ° C y 90% de humedad, la resistencia de aislamiento del cable disminuye 3 - 5 veces más rápido que en un ambiente de 20 ° C y 60% de humedad, y es más propensa a la ruptura local.
El efecto central de la humedad es "introducir medios conductores eléctricos" (película de agua, disolver impurezas) y destruir la estructura del material. el efecto central de la temperatura es "mejorar la conductividad eléctrica" (movimiento molecular) y acelerar el envejecimiento del material. la superposición de los dos puede formar un círculo vicioso. Por lo tanto, la detección de la resistencia de aislamiento de los cables ligeros para minas debe combinarse con el registro de temperatura y humedad ambiente, en lugar de mirar solo un solo valor - "valor calificado" del mismo cable en un ambiente seco y de baja temperatura, que puede pertenecer al "valor peligroso" en un ambiente de alta humedad y alta temperatura. En la protección diaria, además de las pruebas periódicas, es necesario bloquear la ruta de erosión de la capa aislante por temperatura y humedad fortaleciendo el sellado, evitando el contacto con fuentes de calor y limpiando los contaminantes superficiales a tiempo.
Este artículo es generado por la Ia