Свойства твердой изоляции в процессе эксплуатации в значительной мере изменяются в результате тепловых воздействий. Срок службы ее зависит от значения рабочей температуры и может быть представлен в соответствии с данными технических условий MIL-T-27 кривой на рис. 1.2.
Нагрев изоляции, вызывает обратимые и необратимые изменения электрофизических и физико-механических свойств в зависимости от значения температуры и длительности ее воздействия.
Свойства, которые в первый период срока службы носят полностью обратимый характер (модуль Юнга, тангенс угла диэлектрических потерь и др.), с течением времени частично теряют такую способность и постепенно приобретают устойчивые изменения.
Если температура эксплуатации эпоксидных компаундов в первые 2... 3 тыс. ч «е превышает полуторного значения температуры стеклования, то происходит дальнейшее снижение tgδ и повышение временного сопротивления, т. е. имеет место некоторое улучшение электрических и механических свойств изоляции. Это объясняется продолжающимися после основной стадии полимеризации процессами усиления сшивки длинных молекул полимеров и структурирования. В дальнейшем, под влиянием нагрева, усиливаются окислительные процессы, появляются явления деструкции, удаляются в виде летучих продукты химических реакций или низкомолекулярных компонентов (например, пластификаторов).
Скорость разрушения изоляции под действием нагревания увеличивается при наличии других внешних условий: влаги, агрессивных включений, усиления концентрации кислорода и других факторов, способных привести к ускорению процессов старения. Старение ускоряется при освещении ультрафиолетовыми лучами.
На необратимые изменения в твердой изоляции под действием положительных рабочих температур влияют наличие электрического поля и механическое нагружение.
Изоляционные, конструкционные и герметизирующие свойства полимеров зависят от рецептуры и технологии изготовления. Эти свойства отражаются на способности противостоять статическим и динамическим (ударным, вибрационным) нагрузкам, которые испытывает изделие в процессе эксплуатации в нагретом состоянии. Расчет и проектирование твердой изоляции производится также с учетом отрицательных температур окружающей среды.
Воздействие низких отрицательных температур изделия испытывают, главным образом, в условиях хранения и транспортировки.
Наиболее опасные случаи возникают при быстром подъеме изделий на высоту 9 км и более, когда температура окружающей среды быстро падает от положительного значения до — (50... 60)° С.
С понижением температуры повышается хрупкость изоляции и усиливаются внутренние механические напряжения. Несмотря на некоторое увеличение прочности материала на растяжение при отрицательных температурах, возможность разрушения значительно возрастает. Это объясняется, в частности, тем, что при быстром перепаде температур (термоударе) релаксационные явления практически отсутствуют вследствие большой скорости изменения физического состояния, а в местах концентрации возникают особенно опасные механические напряжения.
Влияние отрицательных температур на старение связано с увеличением в связующей составляющей компаунда микротрещин под действием внутренних механических напряжений.
Электрические свойства эпоксидной изоляции при отрицательных температурах подвергаются незначительным изменениям.
Аналогичные влияния температур характерны и для других твердых полимерных диэлектриков.
Керамические материалы не столь чувствительны к положительным температурам, имеющим место при климатических явлениях, за исключением явлений, происходящих. при переходах температур через 0° С.
