Nhiệt độ tăng ảnh hưởng đến điện trở cách điện của cáp nhẹ khai thác mỏ, bản chất là bằng cách thay đổi cấu trúc vi mô của vật liệu cách điện và trạng thái chuyển động của điện tích, trực tiếp dẫn đến giảm đáng kể giá trị điện trở, hiệu ứng này là thường xuyên và phá hoại, trong môi trường nhiệt độ cao của mỏ cần tập trung vào.
Tính chất cách nhiệt của vật liệu cách nhiệt (chẳng hạn như cao su tổng hợp, polyvinyl clorua thường được sử dụng trong cáp khai thác) phụ thuộc vào "lực ràng buộc" của cấu trúc phân tử của chúng đối với các electron tự do. Khi nhiệt độ tăng, lực ràng buộc này bị suy yếu:
-
Chuyển động nhiệt phân tử tăng lên khi nhiệt độ tăng, biên độ rung động của nguyên tử, electron bên trong lớp cách nhiệt tăng lên, các electron ban đầu bị ràng buộc chặt chẽ dễ dàng có được năng lượng hơn, thoát khỏi lực hấp dẫn phân tử hình thành chuyển động định hướng (tức là tăng độ dẫn điện);
-
Từ dữ liệu, mỗi khi nhiệt độ tăng 10 ℃, điện trở cách điện thường giảm 30% -50%. Ví dụ, một loại cáp nhẹ khai thác mỏ có điện trở cách điện 1000MΩ ở 25oC và khi nhiệt độ môi trường tăng lên 45oC, điện trở có thể giảm mạnh xuống dưới 250MΩ.
Độ nhạy của các vật liệu khác nhau đối với nhiệt độ khác nhau, điều này ảnh hưởng trực tiếp đến sự suy giảm điện trở:
-
Lớp cách nhiệt cao su (ví dụ: cao su tự nhiên, cao su tổng hợp): Khả năng chịu nhiệt độ thấp, khi nhiệt độ vượt quá 60 ℃, chuỗi phân tử dễ bị gãy oxy hóa, tạo ra nhiều tạp chất dẫn điện bên trong, tốc độ giảm giá trị điện trở nhanh hơn 2-3 lần so với lớp nhựa. Ví dụ, trong môi trường 65 ℃, điện trở cách điện cao su có thể giảm hơn 70% so với nhiệt độ bình thường;
-
Lớp nhựa cách nhiệt (ví dụ: PVC, PE): Cấu trúc phân tử ổn định hơn, nhưng sau khi nhiệt độ vượt quá 80 ℃, chất làm dẻo sẽ tăng tốc độ bay hơi, vật liệu trở nên giòn đồng thời, lỗ chân lông tăng dẫn đến rò rỉ điện tích tăng lên, giá trị điện trở cũng sẽ giảm mạnh.
Nếu cáp trong mỏ gần khu vực tản nhiệt của thiết bị, lớp than nhiệt độ cao, nhiệt độ cục bộ có thể vượt quá 70 ℃, tại thời điểm này, bất kể vật liệu nào, điện trở cách điện sẽ giảm xuống dưới tiêu chuẩn thông thường (như 0,5MΩ).
Nhiệt độ cao ngắn hạn gây ra sự suy giảm tạm thời về sức đề kháng, trong khi nhiệt độ cao dài hạn gây ra sự lão hóa cách nhiệt không thể đảo ngược:
-
Nhiệt độ cao liên tục sẽ làm cho lớp cách nhiệt xuất hiện hiện tượng cứng, nứt, dính tóc và các hiện tượng khác. Bên trong vật liệu tạo thành kênh dẫn điện lâu dài, ngay cả khi nhiệt độ trở lại bình thường, điện trở không thể trở lại mức ban đầu;
-
Ví dụ, một cáp duy trì hoạt động trong môi trường 50 ℃ trong 6 tháng, điện trở cách điện của nó có thể giảm từ 500MΩ ban đầu xuống dưới 50MΩ và sau đó không thể phục hồi bằng cách xử lý khô, chỉ có thể thay thế cáp.
Đây cũng là lý do tại sao cáp khai thác được đánh dấu rõ ràng là "nhiệt độ hoạt động tối đa cho phép" (ví dụ: 60 ° C, 70 ° C), và một khi quá nhiệt kéo dài, sự suy giảm của điện trở cách điện sẽ đi vào "kênh tăng tốc".
Sự gia tăng nhiệt độ hoạt động kép bằng cách "tăng cường tính lưu động của điện tích" và "phá hủy cấu trúc vật liệu", dẫn đến giảm đáng kể điện trở cách điện của cáp nhẹ khai thác mỏ, và ảnh hưởng của nhiệt độ cao càng kéo dài và lớn, càng không thể đảo ngược. Trong ứng dụng thực tế, cần phải kiểm soát nhiệt độ môi trường bằng cách tránh xa nguồn nhiệt, tăng cường thông gió và làm mát và các biện pháp khác, đồng thời phát hiện điện trở cách điện trước tiên phải để cáp làm mát đến nhiệt độ môi trường, tránh tính toán sai lầm do nhiệt độ cao gây ra bởi "giả mạo không đủ tiêu chuẩn", và cảnh giác hơn với nguy cơ lão hóa cách nhiệt ở nhiệt độ cao trong thời gian dài.
Bài viết này được tạo bởi AI