Starzenie się izolacji kabli jest poważnym problemem, który może prowadzić do zmniejszenia niezawodności i bezpieczeństwa urządzeń elektrycznych oraz systemów zasilania.

Przyjrzyjmy się czynnikom wpływającym na starzenie się izolacji.

Izolacja kabli jest narażona na działanie różnych czynników, które mogą przyspieszyć jej starzenie się i niszczenie. Czynniki te obejmują:

Temperatura. Podwyższone temperatury przyspieszają reakcje chemiczne prowadzące do degradacji izolacji. Ponadto cykle temperaturowe (zmiany temperatury) powodują naprężenia termiczne w izolacji, co może prowadzić do pęknięć i rozerwań.

Wilgotność. Wilgoć powietrza lub przenikanie wody do izolacji może powodować korozję metalowych części kabla oraz zmniejszać rezystancję elektryczną izolacji. Wilgoć sprzyja również rozwojowi procesów biologicznych (grzyby, pleśń), które niszczą izolację.

Obciążenia elektryczne. Przeciążenia, zwarcia, przepięcia, harmoniczne i inne anomalie w sieci elektrycznej mogą być przyczyną przegrzewania się, iskrzenia, łuków elektrycznych i innych zjawisk, które mogą uszkodzić izolację kabla.

Zawyżone napięcie przyspiesza proces starzenia się izolacji elektrycznej. Powoduje ono zwiększenie natężenia pola elektrycznego w materiałach izolacyjnych, co może prowadzić do zjawisk takich jak przebicia, koronowanie czy lokalne przegrzewanie. W dłuższym okresie prowadzi to do degradacji struktury izolacji, powstawania mikropęknięć oraz obniżenia jej wytrzymałości dielektrycznej. Skutkiem tego jest skrócenie żywotności urządzeń elektrycznych oraz wzrost ryzyka awarii.

Starzenie się izolacji ocenia się w jednostkach względnych. Za jednostkę przyjmuje się starzenie odpowiadające pracy w temperaturze dopuszczonej przez normy. W praktycznych obliczeniach służących ocenie procesu starzenia się izolacji często stosuje się regułę znaną jako „reguła ośmiu stopni”.

Zasada ta, choć stanowi tylko szczególny przypadek ogólnego prawa starzenia, daje dobre przybliżenie do rzeczywistości w zakresie temperatur zwykle dopuszczalnych dla izolacji. W wyższych temperaturach prowadzi to do nieco przesadzonych danych dotyczących starzenia, ale nadal nadaje się do względnych ocen.

Zasada ośmiu stopni oznacza, że wzrost temperatury o każde 8° C powoduje podwojenie zużycia (starzenia się) izolacji. Oznacza to, że jeżeli np. rdzenie przewodów z izolacją przy przeciążeniu będą miały temperaturę zwiększoną o 48°C zamiast standardowych 40°C, to ich izolacja zużyje się 2 razy szybciej, a przy temperaturze 56°C - 4 razy szybciej.

Główne czynniki starzenia się izolacji są następujące. Napięcie robocze lub rzadkie przepięcia mogą czasami powodować niezupełne wyładowania w izolacji, co prowadzi do tzw. elektrycznego starzenia się izolacji.

Następnie następuje starzenie pod wpływem ciepła i utleniania. Wreszcie, wilgoć izolacji jest również dość silnym czynnikiem starzeniowym, którego nie należy ignorować.

Warto w tym miejscu zauważyć, że przebicie izolacji i powstanie pęknięcia nie następuje natychmiastowo na skutek przepięcia w dowolnym momencie. Proces ten jest powolny: mikropęknięcia kumulują się przy każdym kolejnym przepięciu i dopiero na końcu widać, że izolacja została uszkodzona przez pęknięcia.