مشخصه آبگریزی[۲۵] مواد می تواند سبب تراکم قطره های آب شود و قطرات آب بزرگتر باعث تنش ماکسول بزرگتری تحت میدان الکتریکی ایجاد کند که سبب تنبلی عایقی و ایجاد درخت رطوبتی خواهد شد. ضمنا، مشخصه آبگریزی، سیالیت آب را افزایش میدهد و سبب تسریع شکل گیری نانوکانالها بین حفرههای موجود می شود[۱۷] .
شکل (۲‑۱۹). زاویه تماسی و ریخت درخت رطوبتی در سه ماده مختلف[۱۷]
یون ها
وجود آنها یکی از شرایط پایه برای شروع درخت رطوبتی است. ماهیت یون ها تاثیر زیادی در سرعت درختی شدن درخت رطوبتی دارد. آزمایش ها نشان می دهد الکترولیت های NaCl بیشترین سرعت را به درختی شدن ،درخت رطوبتی می دهند.
( اینجا فقط تکه ای از متن فایل پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )
درخت رطوبتی (با تعریف کردن ضریب گذردهی) و بار فضائی (بعنوان منبع میدان الکتریکی) ، این دوعامل باعث افزایش رسانائی الکتریکی عایق خواهد شد و شدت میدان الکتریکی را درنقاط معینی از عایق را افزایش داده و باعث تسهیل در فرایند تولید درخت الکتریکی و شکست عایقی خواهد شد[۱۷].
از شکل افتادگی
از شکل افتادگی محلی پلیمرها سبب خرابی زیادی در ماده می شود. فاکتوری که از شکل افتادگی محلی را برای پلیمرها تعیین می کند، ضریب یانگ است. از جدول (۲‑۲) نتیجه می شود که لاتیک سیلیکون کمترین مقدار ضریب یانگ را دارد و بزرگترین طول درخت رطوبتی در آن به وجود آمده است. در حالی که PMMA بزرگترین ضریب یانگ را دارد اما درخت رطوبتی در آن مشاهده نمی شود. این پدیده را میتوان به صورت الکترومکانیکی توجیه کرد[۱۷]:
ضریب یانگ کوچکتر ، معادل فشردگی ماده و باعث بوجود آمدن درخت های رطوبتی بلند تر می شود.
ضریب یانگ کوچکتر نشان دهنده از شکل افتادگی بیشتر است[۱۷].
جدول (۲‑۲). ضریب یانگ وطول درخت رطوبتی در سه ماده مختلف[۱۷]
مواد
لاتیک سیلیکون
LDPE
PMAA
ضریب یانگ
۹۲۹/۰
۳/۴۶
۵۹/۲
طول درخت رطوبتی
۱۷/۱ میلیمتر
۴۷۶ میکرو متر
—
فرکانس
طول درخت رطوبتی به میزان چشمگیری تحت تاثیر فرکانس میدان الکتریکی است بطوریکه درخت رطوبتی در فرکانس ۲۰۰ هرتز بسیار بزرگتر از درخت رطوبتی در فرکانس ۵۰ هرتز است. قطعه ای که در فرکانس ۲۰۰ هرتز درختی شده به راحتی قابل شکست است درحالی که شکست در فرکانس ۵۰ هرتز ، رخ نمی دهد. در شکل (۲‑۲۰) رابطه طول درخت رطوبتی با فرکانس را در زمان های مختلف پیری را نشان می دهد[۱۷].
شکل (۲‑۲۰). رابطه فرکانس و طول درخت رطوبتی[۱۷]
اکثرا بر این باورند که حداکثر فرکانس در فرکانس های بالا تاثیری روی درخت رطوبتی ندارند. چون نتایجی که از فرکانس ۲۰ کیلو هرتز گرفته شده با نتایجی که از فرکانس ۳ کیلوهرتز بدست آمده تقریبا یکسان بود و با اضافه کردن فرکانس ۴۴۵ کیلوهرتز در نتایج بدست آمده، مشاهده شد که شکل (۲‑۲۱) نتایج با روند کلی متناسب نیست[۱۹]. اساسا ، این بدان معناست که فرایند فیزیکی تغییرات رشد درخت رطوبتی در فرکانس های بالا دخیل است ولی از لحاظ عملی ، بدان معناست که آزمایش شتاب فرکانسی می تواند بصورت تقریبی درفرکانس بالا (حداکثر ۲۰ کیلو هرتز ) انجام شود. [۱۹].
شکل (۲‑۲۱). اضافه کردن فرکانس های بالا. [۱۹].
معیاری که برای میزان تاثیر فرکانس بردرخت رطوبتی در نظر گرفته شده"تعداد صفرهای سیگنال ولتاژ” است که نقش تعیین کننده ای در رشد درختان داردکه این روش را “عبور از صفرسیگنال ولتاژ[۲۶]” نامیدند[۲۴]. نقش عبور از صفر سیگنال ولتاژ بدین شرح است :
تغییرات ولتاژ اعمالی در تعداد ” تکرار ولتاژ صفر[۲۷]“
ثابت نگه داشتن مجموعه ای از تعداد ولتاژ صفر [۲۴].
ساختار کریستالی عایق
پلی اتیلن بکار رفته در عایق پلیمر از انواع نیمه بلورین تشکیل شده و قسمت بلورین آن شامل دانه های کروی که بطور نامنظم با چگالی بالا و چگالی پائین در عایق قرار گرفته است. بسیاری از محققین شروع و رشد درختان رطوبتی را ناشی از ریخت شناسی مواد بلورین پلیمر در نظر گرفتندکه برای نظریه شان دو هدف را مطرح کردند:
تاثیر میزان تغییرات در اندازه و تعداد دانه های کروی با اضافه کردن مقدار کمی از فنولفتالین به LDPE به عنوان عامل هسته عمل کند .
اضافه کردن سه نوع مختلف : الکترولیت ضعیف ، مواد آب گریز و مواد آبدوست به دانه های کروی [۲۳].
روش هائی که برای میزان تاثیر ساختار کریستالی عایق های جامد بر درخت رطوبتی استفاده شدند عبارتند از:
طیف انکساری[۲۸]X- ray
طیف DSC[29]
طیف تلفات عایقی
استفاده از آب لولهکشی در الکترود های سوزنی مایع
استفاده از محلول نیترات نقره (AgNo3)در الکتروهای سوزنی مایع
ولتاژ اعمالی
نتایج بدست آمده از بررسی تاثیرات ساختار کریستالی عایق بر رشد درخت رطوبتی نشان می دهد که:
رشد درخت رطوبتی به تعداد و اندازه دانه های کروی در ساختار کریستالی عایق بستگی دارد بطوری که درخت رطوبتی هرچه تعداد واندازه دانه های کروی بزرگتر باشد ، رشد سریعتری دارد.
در نواحی مرزی دانه های کروی ، مشخصه آب گریز می تواند تا حدود زیادی مانع از رشد درخت رطوبتی شود ولی دو عامل دیگر (الکترولیت ضعیف ومشخصه آب دوست) تاثیر کمی در درخت رطوبتی دارد[۲۳].
مشکلات ناشی از وجود درخت رطوبتی در عایق کابلها
