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温湿度对电气设备的影响

近年来由于温室效应,气温逐年上升,大气环境因素逐步变差,诸如:高温,高湿等多变气候,使室内配电设施面临的威胁越来越明显。在电气运行时空气的温、湿度对电气设备安全运行就会产生很多、很大的影响。
对于长期从事电气工作的人来说,很容易认识到这样的规律:
1.配电设备突发事故往往发生在夜深人静的时候;
2.机电设备的故障多发季节在潮湿的春季;
3.气温骤变(骤然降低或升高)的季节交换时节,往往也容易使电气设备发生故障。
一、温湿度产生的现象
产生以上现象的主要原因是湿度与温度:首先让我们回顾一下空气的物理性质。我们知道,上海地区属于暖温区。温度范围: -5℃~+35℃,日温差 : 10℃,相对湿度: 相对环境温度20±5℃,月平均值:≤75%≤5m。空气的吸湿能力随温度的变化而改变的。温度越高,空气的吸湿能力越大;温度越低,空气的吸湿能力越弱。所以,由于白天温度升高,空气吸收水分。到夜间,由于温度降低,空气释放水分,使得空气的相对湿度增大。例如夏季,当地气象台预报,一天内的相对湿度,多为65%-95%以上。空气的最大湿度应当发生在夜间温度最低的时候。然而,我们又知道,电器设备要求的相对湿度不能超过90%(25℃及以下)。由此可见,在夜里设备发生事故,湿度过高是产生设备事故的主要因素。过去,很多人认为是由于深夜,负载减轻,电压升高的缘故,现在看来是不成立的。因为现代电力系统的自动化程度很高,电压总是稳定的。所以在电气工程中,当相对湿度大于80%时,则称为高湿。
二、温湿度对电气设备的影响
湿度过高,降低电气设备的绝缘强度。一方面湿度过高,使空气的绝缘性能降低,开关设备中很多地方是靠空气间隙绝缘的。另一方面空气中的水分附着在绝缘材料表面,使电气设备的绝缘电阻降低,特别是使用年限较长的设备,由于内部有积尘吸附水分,潮湿程度将更严重,绝缘电阻更低。设备的泄露电流大大增加,甚至造成绝缘击穿,产生事故。
湿度与霉菌:潮湿的空气有利于霉菌的生长。实践表明当温度为25-30度,相对湿度为75%~95%时,是霉菌生长的良好条件。所以,如果通风不好将会加快霉菌的生长速度。霉菌中含有大量的水分,使设备的绝缘性能将大大降低。对一些多孔的绝缘材料,霉菌根部还能深入到材料的内部,造成绝缘击穿。霉菌的代谢过程中所分泌出的酸性物质与绝缘相互作用,使设备绝缘性能下降。


潮湿凝露现象
湿度与金属锈蚀:潮湿空气将使电力设备中的导电金属,导磁硅钢片,以及金属外壳锈蚀。将降低设备的性能和使用寿命,甚至造成电气故障。


潮霉腐蚀
温度过高的影响:设备由于内部损耗使设备具有一定的温度。如果周围环境温度过高,或空气流动性差,使设备的热量不能及时散开,将会使设备由于过热跳闸,甚至烧坏设备。配电箱内的电子产品如剩余电流动作保护器、电子型计量表,在高温下运行时就会严重影响到产品的使用寿命,还会影响到保护器性能的稳定性和动作的可靠性以及计量的准确性. 在高温下运行的无功补偿电容器、熔断器也会缩短寿命。


短路现象
对导体材料的影响:温度升高,金属材料软化,机械强度将明显下降。如铜金属材料长期工作温度超过200℃时,机械强度明显下降。铝金属材料的机械强度也与温度密切相关,通常铝的长期工作温度不宜超过90℃,短时工作温度不宜超过120℃。温度过高,有机绝缘材料将会变脆老化,绝缘性能下降,甚至击穿。
对电接触的影响:电接触不良是导致许多电气设备故障的重要原因,而电接触部分的温度对电接触的良好性影响极大。温度过高,电接触两导体表面会剧烈氧化,接触电阻明显增加,造成导体及其附件(零部件)温度升高,甚至可能使触头发生熔焊。由弹簧压紧的触头,在温度升高后,弹簧压力降低,电接触的稳定性变差,容易造成电气故障。


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