Do cấu trúc của vật liệu composite hoàn toàn khác so với cấu trúc của các loại vật liệu truyền thống cho nên ứng suất phá hủy của cấu trúc vật liệu composite cũng khác so với ứng suất phá hủy của các cấu trúc kim loại. Ở kim loại sự phá hủy được bắt đầu từ việc hình thành các vết nứt và sau đó là sự phát triển của các vết nứt, còn ở vật liệu composite có thể có rất nhiều cơ chế phá hủy.
Một vấn đề lớn mà cách điện composite gặp phải là sự lão hóa của vật liệu do môi trường cũng như là dưới tác dụng do vận hành, điều này gây nên suy giảm đặc tính cách điện do cách điện phải chịu vô số các tác động tổng hợp. Sự phong hóa (tia cực tím từ mặt trời, độ ẩm, sự đọng nước, nhiệt độ…), tải cơ khí, hiện tượng phóng điện dạng vầng quang và bề mặt là các nhân tố quan trọng tác động mạnh đến sự lão hóa. Những tác động có thể đồng thời khiến đẩy nhanh suy giảm tính chất vật liệu. Lão hóa của vật liệu tán cách điện có thể làm giảm khả năng cách điện chịu đựng điện áp so với cách điện mới, do đó dẫn đến phóng điện bề mặt tại điện áp vận hành, và gây ra sự xuống cấp của tán cách điện do cacbon hóa sinh ra rãnh truyền dẫn trên bề hoặc ăn mòn của vật liệu. Rãnh truyền dẫn có thể gây ra phóng điện bề mặt và dẫn đến sự ăn mòn sẽ làm cho lõi sợi thủy tinh tiếp xúc trực tiếp với môi trường độ ẩm sẽ thâm nhập vào lõi làm hư hỏng cách điện nhanh hơn.
Hình 2.3.1. Hiện tượng cacbon hóa hoặc ăn mòn vật liệu
Vì vậy, có hai vấn đề cần phải quan tâm khi nghiên cứu tổng thể về vận hành cách điện, đó là phóng điện bề mặt và sự lão hóa. Hai hiện tượng này có thể phụ thuộc vào nhau hoặc là không phụ thuộc. Kinh nghiệm vận hành đã chỉ ra rằng phóng điện bề mặt trên cách điện composite có thể xảy ra mà không có sự lão hóa đáng kể (cacbon hóa hoặc ăn mòn) và trong một số trường hợp, sự ăn mòn cách điện đã xảy ra mà không dẫn tới một phóng điện bề mặt [5].
Theo nghiên cứu của nhóm người Ofil’s, Eng. Andrea Colombo đến từ CESI Ý đã chứng minh phương pháp chẩn đoán của CESI’s áp dụng cho cách điện composite. CESI tìm thấy liên quan đến cách điện composite rằng có hai cách phân loại khuyết tật chính là [16]:
- Cách điện bị hư hỏng. - Cách điện xấu đi.
Sau một thời gian đưa vào vận hành, chúng ta có thể thấy được một số loại hư hỏng thường gặp đối với vật liệu cách điện composite như sau:
* Sự gãy giòn đối với lõi bằng sợi thủy tinh
+ Lõi của cách điện chế tạo bằng sợi thủy tinh để chịu lực, nhưng do cấu trúc vật liệu giòn và thô của sợi thủy tinh nên hơi ẩm sẽ dễ dàng thâm nhập vào lõi và nhanh chóng phá hủy nếu vị trí tiếp xúc bị hỏng.
+ Các dạng phá hủy do môi trường như các khu vực nhiễm bẩn nặng, hình thành môi trường axit, thậm chí gây nên các cơn mưa axit sẽ gây ăn mòn phần tiếp giáp giữa cách điện và phụ kiện đầu cuối cũng như ăn mòn lớp lõi, cũng như bề mặt cách điện gây nên phóng điện.
Hình 2.3.2. Hình ảnh lớp đứt gãy của lõi thủy tinh
* Hư hỏng tại phần tiếp giáp giữa cách điện với phụ kiện đầu cuối: Chất lượng của cách điện composite nằm tại chỗ tiếp xúc của hai đầu cực bằng kim loại liên kết với cách điện. Trong thời gian vận hành, cách điện chịu tác động của nhiệt độ, gió, hồ quang, vầng quang có thể gây nứt, hư hỏng lớp tiếp xúc và phần kim loại làm cho tuổi thọ của cách điện giảm nhanh chóng và kém tin cậy
* Phóng điện do nhiễm bẩn: cách điện có thể bị nhiễm bẩn nghiêm trọng do điều kiện khí hậu môi trường làm việc, phóng điện bề mặt có thể xảy ra khi tình trạng bị làm ướt của cách điện đạt đến giá trị tới hạn.
Hình 2.3.4. Hình thành vết nứt do phóng điện.
* Hư hỏng về cơ đối với phần lõi: do các ứng suất cơ học vượt quá mức chịu đựng khi lõi phải chịu tải trọng quá lớn, cũng có thể là do công nghệ chế tạo lõi là không đảm bảo, hay do phải chịu những tác động không mong muốn trong quá trình vận chuyển (bị xoắn, uốn quá độ).
Hình 2.3.5. Các hư hỏng về cơ đối với lõi.
+ Phóng điện vào phụ kiện kim loại:
Hư hỏng lõi do phóng điện: Các hoạt động phóng điện làm lão hóa lõi thủy tinh gây nên bởi các tác động của hóa học, ion hóa, tia cực tím (UV), nhiệt độ.
