外部因素 | 增加故障率 | 设计寿命缩短 |
温度 | 36% | 33% |
湿度 | 41% | 52% |
粉尘 | 25% | 17% |
海拔 | 76% | 66% |
人为及物触 | 3% | 5% |
其他 | 2% | 2% |
笔者以冶金粉尘为例来讨论风尘对电气设备的影响: 在冶金生产过程中不可避免会产生大量的有害粉尘。粉尘的产生不仅污染环境,损害人们的身体健康,而且对电气设备的安全运行也带来很大危害。 3.1 造成电气设备短路 冶金生产过程中产生的粉尘大多为矿物性粉尘和金属性粉尘,而这些粉尘的比电阻都不高,如烧结机尾粉尘的比电阻为1.47×10~9.06×10Ω·cm,又由于粉尘的尘粒荷电性(飘浮在空气中的尘粒有90%—95%荷正电或荷负电),吸水性(吸水量多少与环境温度、湿度有关),很容易使粉尘在电气设备的周围凝集沉降,从而减少了电气距离,破坏了电气设备的绝缘强度、在线路过电压或电气操作过程中极易造成电气击穿短路事故。如总降压站因与炼钢厂较近,户外高压瓷瓶积炼钢粉尘较多,造成爬电对地短路,使全厂停电,造成很大损失。又如2低夺配电室,由于处于多产尘区,粉尘堆积在DZ型自动空气天关上部,使相间绝缘强度大大降低,造成进线母排相间短路事故,使生产停产达十几个小时。还有粉尘堆集在端子板上,造成电气误动、短路等,对其安全运行造成很大危害。 3.2 造成电气开关接触不良 粉尘堆集存于电气开关的触头之间、电磁铁芯之间都会造成电气开关接触不良故障,尤其是在继电气一接触器控制电路中影响最大。电气控制系统动作不稳定,时好时坏,从而引起的单相运行触头粘连等现象时常造成设备事故的发生。 3.3 粉尘造成的通风不良 电动机的冷却是由通风道的排热、自带风扇强迫冷却和机壳散热所完成的,往往由于通风道粉尘堵塞或机壳上粉尘堆积,使电动机的温升比平常情况下高出10℃以上,造成电动机运行温度过高,承载能力下降。 四、海拔影响 常规电气设备是指海拔在1000米以下使用来做的实验,能完成的工况。海拔影响通常是指电气设备使用场合海拔比常规实验海拔高出很多,比如我国的西藏地区。 4.1海拔对温度的影响 4.1.1海拔高会使电气设备产生发热严重,例如我们常用的电磁感应,电动机接触器都是使用它的原理,他们工作要靠旋转磁场,在高海拔下由于我们使用绝缘材料不同会产生严重发热影响到绝缘缩短使用寿命。 4.1.2海拔过高会使环境温度低:温度过低有的运转设备的润滑油会干涩,甚至不能用,会导致设备过负荷。低温也会影响继电器。继电器虽然是怕热元件,但对过低温度(如军用航空条件-55℃)也不能忽视。低温可使触点冷粘作用加剧,触点表面起露,衔铁表面产生冰膜,使触点不能正常转换,尤其是小功率继电器更为严重。试验证明,对于有些按部标生产的国产小功率继电器,虽然使用条件规定低温为-55℃,但实际上在此条件下继电器根本无法进行正常转换。 4.2海拔对气压的影响 4.2.1海拔过高会产生低气压:在低气压条件下,继电器散热条件变坏,线圈温度升高,使继电器给定的吸合、释放参数发生变化,影响继电器的正常工作;低气压还可使继电器绝缘电阻降低、触点熄弧困难,容易使触点烧熔,影响继电器的可靠性。对于使用环境较恶劣的条件,建议采用整机密封的办法。低气压还会造成断路器的外绝缘强度降低。起晕电压低,造成电晕放电。 4.2.1空气密度减小引起热传递效率降低,对于空气冷却的部件散热降低;空气减少降低绝缘介质强度,使装置容易放电,致使通常的绝缘距离变得不足。 4.3高海拔地区电气设备设计选型考虑因素 1)海拔地区要考虑温度,冬天相对温度较低,特别户外设备,选择合适温度产品,或者采取加温措施; 2)高海拔地区气压低,由于气压降低,原来电子元器件的散热性能明显降低,所以必须降低额定电流值、额定功率值使用; 3)由于低气压,所以PCB和线路的耐压降低,要增加爬电间隙;提高耐压强度; 4)由于低气压,继电器必须使用带TH后缀的高原产品; 6)由于高原,要考虑高强度紫外线的影响。 五、人为及物触影响 人为因素指对电气设备完全没有概念的人由于种种原因引起设备故障,需要设计者与使用者做好相关警示防范措施,避免出现设备故障影响设备寿命; 物触因素是指各种动物比如鸟类、鼠类等触及电气设备引起故障,需要特别做防护。 六、其他因素影响 其他因素指一些不可预见的外力因素,为小概率事件,比如暴风、雷电、临时性大磁场等不可抗拒力;需要设计、制造、使用等多方提前预防加强防范,比如对设备做防风、防雷及防电磁屏蔽等考虑。