Les conducteurs vieillissent-ils sous une charge électrique raisonnable?

Les aciers de construction sont sujets à la rupture par fatigue - ils deviennent structurellement plus faibles lorsqu'ils sont exposés à des contraintes mécaniques répétées.

Existe-t-il un processus similaire pour les conducteurs qui les rend moins utilisables une fois qu'ils conduisent le courant assez longtemps?

En d'autres termes, supposons que j'ai un vieux transformateur qui a servi pendant disons 30 ans. Il fonctionne toujours bien (n'a pas brûlé, court ou quelque chose comme ça) mais il est déjà assez vieux. Je m'attends à ce que l'isolation des fils magnétiques s'affaiblisse à cause du chauffage pendant toutes ces années. Je m'attends également à ce que l'isolation des plaques centrales devienne plus faible.

Et les fils eux-mêmes? L'aluminium ou le cuivre seront-ils différents de ceux que je trouverais dans les fils plus récents?

Ce qui suit est un document intéressant sur le vieillissement des câbles conducteurs dans les centrales nucléaires .

Aux pages 20 et 21, à l'intérieur d'un tableau signalant les facteurs de stress des composants de câble (facteurs de stress ), vous trouverez les causes possibles de défaillance des conducteurs.

Vous pouvez remarquer que le matériau conducteur (aluminium, cuivre) ne "vieillit" pas tout seul, mais qu'il développe des problèmes lors de l'interaction avec d'autres "facteurs". Le simple fait de conduire le courant n'est pas nocif, sauf s'il provoque des contraintes thermiques ou mécaniques sur le câble (pas sur le matériau).

Quant au matériau lui-même, le cuivre utilisé dans les conducteurs de bâtiment est extrêmement pur, donc il ne se dégrade pas à moins d'être exposé à des facteurs qui déclenchent soit une réaction chimique (par exemple, l'oxydation, la corrosion) ou une réaction nucléaire (métaux exposés pendant longtemps à des métaux lourds). les rayonnements, en particulier les neutrons, subissent une modification de leurs propriétés physiques, car les atomes du treillis cristallin peuvent être mutés en d'autres isotopes ou même en d'autres éléments).

Si la question concerne les petits transformateurs, les réponses ci-dessus sont adéquates.

Si la question concerne les gros transformateurs, c'est-à-dire les transformateurs de puissance immergés dans l'huile - c'est un tout autre jeu.

Les conducteurs métalliques d'un transformateur ne se détériorent pas avec l'âge, mais l'isolation le fait. Les transformateurs de puissance sont construits avec une isolation en papier, qui a une durée de vie limitée. La cellulose du papier se dégrade avec un chauffage normal et devient mécaniquement faible; en outre, la dégradation de la cellulose libère de l'eau, ce qui diminue la résistance diélectrique de l'huile.

Le taux de dégradation est exponentiel avec l'augmentation de la température (voir 1 pour une discussion). Je pense que les transformateurs sont généralement conçus pour atteindre une durée de vie de 25 ou 40 ans sous une charge nominale.

Tout cela pour dire - les conducteurs métalliques dans un vieux transformateur de puissance iront bien - mais méfiez-vous de l'ancienne isolation .

Pas dans un transformateur - il ne devrait y avoir aucun changement sauf si le transformateur a été mal utilisé.

$10^6$$10^7$$cm^2$

Les fils minces peuvent parfois se détériorer en raison de produits chimiques dans l'environnement.J'ai vu des bobines de cuivre fines échouer en présence de soufre (gazeux) ou de composés de soufre pénétrant dans des trous d'épingle dans l'isolation (une sorte de peste noire).

Comme mentionné ci-dessus, votre transformateur devrait fonctionner correctement, sauf s'il est surchargé. Une surcharge mineure, générant une chaleur excessive, dégradera l'isolation et entraînera potentiellement un court-circuitage des virages. Une surcharge importante brûlera entièrement l'un des enroulements.

Les conducteurs eux-mêmes ne dégradent pas leur capacité à transporter du courant à quelque titre que ce soit tant qu'ils fonctionnent dans les limites de leurs valeurs nominales. Encore une fois, passer 1000 ampères à travers un morceau de cuivre # 30 ne fonctionnera pas longtemps, mais c'est parce que le chauffage fera fondre le conducteur.

Le principal mode de défaillance des conducteurs, qu'il s'agisse d'aluminium, de cuivre ou de tout autre problème environnemental des systèmes d'isolation, ou dans le cas de câbles isolés de moyenne à haute tension (15KV à 345KV), une installation incorrecte, ne respectant généralement pas le coude minimum autorisé rayon.

Sur le plan environnemental, la cause la plus courante de défaillance des câbles isolés est l'exposition à la lumière ultraviolette, avec une seconde près d'exposition aux huiles ou autres produits chimiques qui décomposent la gaine d'isolation réelle. Très rarement, il peut y avoir des défaillances dues à une intrusion d'eau, mais encore une fois, il ne s'agit pas en fait d'une défaillance du conducteur, mais plutôt du système d'isolation.

Pour être complet, il y a une possibilité de défaillance réelle du conducteur, mais je ne considère pas que ce soit une véritable défaillance du conducteur personnellement, d'une mauvaise installation conduisant à une action galvanique ou à la corrosion (pensez aux fils sur une borne de batterie automobile qui se corrodent du acide ou cuivre développant sa patine verte typique lorsqu'il est exposé à l'eau salée). Ces échecs se produisent presque toujours à un point de connexion et sont le résultat de connexions médiocres ou incorrectes.