Die Auswirkungen von erhöhten Temperaturen auf den Isolationswiderstand von leichten Kabeln in den Bergwerken sind im Wesentlichen durch die Änderung der Mikrostruktur und des Zustands der Ladungsbewegung des Isolationsmaterials, die direkt zu einem erheblichen Rückgang der Widerstandswerte führen, dieser Einfluss ist regelmäßig und zerstörerisch und in der Bergbauumgebung mit hohen Temperaturen konzentriert werden muss.
Die Isolationseigenschaften von Isolationsmaterialien (wie Neoprene, Polyvinylchlorid, das häufig in Bergbaukabeln verwendet wird) hängen von der "Bindekraft" ihrer molekularen Struktur an freie Elektronen ab. Bei erhöhten Temperaturen wird diese Bindungskraft geschwächt:
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Die molekulare Wärmebewegung verstärkt sich mit der Erhöhung der Temperatur, die Schwingungsgröße der Atome und Elektronen innerhalb der Isolationsschicht erhöht, und die Elektronen, die ursprünglich fest gebunden waren, bekommen leichter Energie, um sich von der molekularen Gravitationsbildung zu befreien (dh Leitfähigkeitsverstärkung);
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Aus den Daten ergibt sich, dass bei jedem Temperaturanstieg von 10 ° C der Isolationswiderstand in der Regel um 30% -50% sinkt. Zum Beispiel hat ein bestimmtes Mining-Leichtkabel einen Isolationswiderstand von 1.000 MΩ bei 25 °C, und wenn die Umgebungstemperatur auf 45 °C steigt, kann der Widerstand auf unter 250 MΩ sinken.
Unterschiedliche Materialien haben unterschiedliche Temperaturempfindlichkeiten, was den Widerstandsabfall direkt beeinflusst:
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Gummidämmung (z. B. Naturkautschuk, Neopren)Die hohe Temperaturbeständigkeit ist schwächer, wenn die Temperatur über 60 ° C ist, kann die Molekulkette oxidativ brechen, mehr leitfähige Verunreinigungen im Inneren erzeugen und der Widerstandswert fällt 2-3 Mal schneller als der Kunststoff. Zum Beispiel kann der Gummi-Isolationswiderstand bei 65 ° C-Umgebung um mehr als 70% niedriger sein als bei normaler Temperatur;
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Kunststoffisolierung (z. B. Polyvinylchlorid, Polyethylen)Die molekulare Struktur ist stabiler, aber nach einer Temperatur über 80 ° C beschleunigt das Weichmacher die Flüchtigkeit und das Material wird brüchig, während die Porenzahl zu einer verschärften Ladungsleckage führt und der Widerstandswert ebenfalls stark sinkt.
Wenn das Kabel in der Nähe der Anlagenkühlungszone und der Hochtemperaturkohleschicht liegt, kann die lokale Temperatur über 70 ° C liegen, und unabhängig von dem Material wird der Isolationswiderstand unter den herkömmlichen Qualifizierungsstandards fallen (z. B. 0,5 MΩ).
Kurzfristige hohe Temperaturen führen zu einem vorübergehenden Rückgang des Widerstands, während langfristige hohe Temperaturen eine irreversible Alterung der Isolierung auslösen:
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Eine anhaltende hohe Temperatur wird die Isolationsschicht verhärten, rissen, kleben und andere Phänomene verursachen, das Material bildet einen dauerhaften leitfähigen Kanal, auch wenn die Temperatur wieder normal ist, kann der Widerstand nicht auf das ursprüngliche Niveau zurückkehren;
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Beispielsweise kann ein Kabel, das sechs Monate lang in einer Umgebung von 50 °C betrieben wird, seinen Isolationswiderstand von den ursprünglichen 500 MΩ auf unter 50 MΩ senken und anschließend nicht durch Trocknung wiederhergestellt werden, nur das Kabel ersetzt werden kann.
Aus diesem Grund sind Bergbaukabel eindeutig mit der Bezeichnung "Höchstzulässige Betriebstemperatur" (z. B. 60 ° C, 70 ° C) gekennzeichnet, und sobald sie langfristig überhitzt werden, wird der Abbau des Isolationswiderstands in den "Beschleunigungskanal" eintreten.
Durch die doppelte Wirkung von „Verbesserung der Ladungsmobilität“ und „Zerstörung der Materialstruktur“ führt eine erhöhte Temperatur zu einem erheblichen Rückgang des Isolationswiderstands von leichten Kabeln im Bergbau, und je länger und größer die hohe Temperatur dauert, desto unwiderruflicher sind die Auswirkungen. In der praktischen Anwendung muss die Umgebungstemperatur durch Maßnahmen wie die Entfernung von Wärmequellen und die Stärkung der Lüftung und Kühlung kontrolliert werden, während der Isolationswiderstand erkannt wird, muss das Kabel zuerst auf die Umgebungstemperatur gekühlt werden, um die "falsche Nicht-Qualifizierung" aufgrund der hohen Temperatur zu vermeiden.
Dieser Artikel wurde von AI erstellt