電氣知識 - 濕度引起的電氣故障
表示空氣中水氣含量多少的物理量,稱為濕度。濕度通常有兩種表示法。
(1)絕對濕度:是指單位體積濕空氣中含有的水氣量,即空氣中的水氣密度,單位是g/m3。
(2)相對濕度:是指空氣中實際的水氣壓與同溫度下的飽和水氣壓之比,用百分數(shù)表示。
在一般情況下,人們習(xí)慣于采用相對濕度表示空氣的潮濕程度。電氣工程中,相對濕度大于80%,稱為高濕;相對濕度小于40%,稱為低濕或干燥。
濕度對電氣設(shè)備的影響主要是絕緣強度、霉菌生長、金屬腐蝕與磨損等。
一、濕度偏高,降低了電氣設(shè)備絕緣強度.空氣的濕度增加,一方面使空氣的絕緣強度降低;另一方面,空氣中的水分附著在絕緣材料的表面,使電氣設(shè)備的絕緣電阻降低,特別是當空氣中的水分滲透到絕緣材料內(nèi)部或溶解到絕緣油(如變壓器油)中時,材料的絕緣性能大大下降,設(shè)備的泄漏電流大大增加,甚至造成絕緣擊穿,產(chǎn)生電氣故障。
例如,常見的熒光燈管,當空氣的相對濕度為50%左右時,燈管啟輝性能最好;當相對濕度大于80%時,燈管表面泄漏電流大大增加,可能導(dǎo)致燈管啟輝困難,甚至不能啟輝。又如,常用的電工絕緣紙板,當吸人空氣中的潮氣3%時,其體積電阻率將下降106倍,其絕緣性能明顯降低。
二、濕度與長霉
潮濕的空氣有利于霉菌孢子發(fā)芽生長。實踐表明,溫度為25—30℃,相對濕度為75%—95%,是霉菌繁殖的良好氣候條件。如果空氣不對流,將使霉菌生長大大加快。
因此,在濕度相同、氣溫相等的情況下,室內(nèi)設(shè)備長霉比室外設(shè)備要嚴重得多。電工產(chǎn)品中有機纖維制品、皮革、膠木制品、某些油漆等長霉最嚴重,橡膠與聚氯乙烯塑料,甚至一些無機材料亦有長霉現(xiàn)象,因為這些材料本身或者表面臟污,可以提供霉菌生長所必須的養(yǎng)料。
霉菌對電工產(chǎn)品的影響主要有以下幾個方面:
(1)霉菌細胞中含有大量的水分,當菌絲呈網(wǎng)狀布滿絕緣體的表面時,產(chǎn)品的絕緣性能將大大降低。對一些多孔性絕緣材料,霉菌根部還能深入到材料的內(nèi)部,導(dǎo)致絕緣擊穿。
(2)霉菌的生長使電工產(chǎn)品表面形成霉斑,甚至長出絨毛,影響產(chǎn)品的外觀和標志。
(3)霉菌在代謝過程中,往往會分泌出一些酸性物質(zhì),如二氧化碳、醋酸、檸檬酸等。這些物質(zhì)與絕緣材料相互作用后會導(dǎo)致產(chǎn)品絕緣性能下降,特別是對印制電路板和精密儀表等的影響較大。
(4)霉菌分泌出的一些酸性物質(zhì),對金屬起腐蝕作用。一些極細的導(dǎo)線,如儀表、繼電器的線圈等,在潮濕地區(qū)常因長霉而被腐蝕,造成斷線事故。
在常年濕度較高的地區(qū),霉菌對電工產(chǎn)品的影響是比較嚴重的。據(jù)菜單位一個地下設(shè)施的統(tǒng)計,該設(shè)施平均濕度為76%,溫度為32℃,通風(fēng)條件較差,在該設(shè)施內(nèi)存放的設(shè)備因為長霉,膠木類電器平均每年損壞30%以上,絕緣電線損壞達15%左右,膠木電器的使用壽命一般只有3-5年。
三、濕度與金屬腐蝕 金屬腐蝕是一種常見的現(xiàn)象。電氣設(shè)備中的導(dǎo)電金屬、導(dǎo)磁硅鋼片、金屬外殼等受到腐蝕后,將嚴重降低設(shè)備的性能和使用壽命,甚至造成電氣故障。
實踐表明,只有當相對濕度達到一定數(shù)值后,金屬的腐蝕才突然加快,在工程上,把這一濕度稱為臨界濕度。例如,電工產(chǎn)品中常用金屬的臨界濕度為:鋼鐵,70%一80%;鋁,65%;鋅,60%—65%。
一般來說,銅、鋁等導(dǎo)電金屬具有較好的耐腐性,但當大氣中.含有某些腐蝕性氣體時,銅、鋁的腐蝕也是很嚴重的。這種腐蝕性氣體有的就是由于電工產(chǎn)品本身產(chǎn)生的.在電工產(chǎn)品中,一般使用的塑料熱穩(wěn)定性多在60 - 350℃。在一定的溫度下,有些塑料可能分解出氨氣和醋酸,遇到濕氣就會在金屬材料上引起強烈的腐蝕作用;有些塑料(如聚氯乙烯)可能分解出氯化氫( HCl),與濕氣混合成為鹽酸,強烈腐蝕金屬。
電工產(chǎn)品中的金屬腐蝕除引起一般破壞作用外,另一方面是使導(dǎo)電金屬和電接觸材料產(chǎn)生一層晦暗膜。大氣濕氣形成的水膜和腐蝕生成的晦暗膜,是導(dǎo)致接觸電阻增大的重要原因之一。
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