1.1 电气设备的使用环境条件
电气设备有在普通环境下使用的,有在特殊环境下使用的,因此电器产品需根据使用环境条件进行设计、制造,以满足不同使用场所的需要。
1.1.1 普通电工产品的基本使用环境条件
(1)基本使用环境条件
①海拔:1000m。
②最高空气温度:40℃。
③最低空气温度取下列数值之一:+5℃、-10℃、-25℃、-40℃。
④空气相对湿度:最湿月的月平均最大相对湿度为90%,同时该月的月平均最低温度为25℃。
(2)说明
①海拔:以平均海平面作为基准(0m)起算的陆地高度。
②最高(低)空气温度:指空气温度的最高(低)值,它是以每年所出现的最高(低)温度的多年平均值为基础的。
③月平均最低温度:日最低温度的月平均值。
④相对湿度:空气中所具有的水汽压与同一温度下饱和水汽压之比。
⑤月平均最大相对湿度:日最大相对湿度值的月平均值。
⑥最湿月:一年中月平均相对湿度值最大的月份。
普通电气设备的使用环境条件见表1-1。
表1-1 普通电气设备的使用环境条件
1.1.2 高、低压电工产品的基本使用环境条件
(1)高压电工产品的基本使用环境条件
断路器、隔离开关、负荷开关、开关柜、组合电器、接地开关等的基本使用环境条件如下:
①海拔:1000m、2500m。
②周围空气温度:上限,+40℃;下限,户内-5℃,户外-30℃,高寒地区-40℃。
日温差:15℃。
③户内产品相对湿度:90%(+25℃时)。
④户外产品风速:35m/s。
⑤地震烈度:8度。
(2)低压电工产品的基本使用环境条件
1)海拔:不超过2500m。
2)周围空气温度。
①不同海拔的最高空气温度见表1-2。
表1-2 不同海拔的最高空气温度
②最低空气温度:
a.+5℃(适用于水冷电器)。
b.-10℃(适用于某些特定条件的电器,如电子式电器及部件等)。
c.-25℃。
d.-40℃(订货时指明)。
3)空气相对湿度:最湿月的月平均最大相对湿度为90%,同时该月的月平均最低温度为25℃,并考虑到因温度变化发生在产品表面上的凝露。
4)对安装方位有规定或动作性能受重力影响的电器,其安装倾斜度不大于5°。
5)无显著摇动和冲击振动的地方。
6)无爆炸危险的介质中,且介质中无足以腐蚀金属和破坏绝缘的气体与尘埃(包括导电尘埃)。
7)在没有雨雪侵袭的地方。
1.1.3 特殊环境条件
特殊环境条件是相对基本环境条件而言的。常见的特殊环境条件见表1-3和表1-4。
表1-3 特殊环境条件基本数据
注:括号中的数值是参考值,符号“○”表示设计时必须考虑,符号“△”表示视具体情况而定。
表1-4 化工腐蚀、工厂防爆环境的腐蚀性气体最高允许浓度
注:符号“△”表示设计时需视具体情况而定。
1.1.4 环境条件对电气设备的影响
(1)海拔的影响
海拔变化,大气压力也变化。在海拔1000~5000m之间,每增高100m,气压降低0.8~1kPa;反之,在海平面以下,海拔高度每下降100m,气压增加约1.3kPa。
气压降低容易使空气电离而降低介电强度,同时冷却效能下降,导致开关灭弧困难和电气设备温度升高。但海拔升高,空气温度也会下降,从而对设备温度升高有抵消作用。
(2)空气温度的影响
电气设备周围空气温度的高低直接影响其散热冷却效果。温度过高,会加速绝缘老化,使塑料材料变形变质,会使热继电器误动作、电子元件劣化;温度过低,会使电气设备内某些材料变硬变脆,使有些油类的黏度增大或凝固,影响设备的正常动作。日温差过大,易产生凝露,使绝缘性能降低,还会使零部件变形、开裂,瓷件碎裂等。
(3)湿度的影响
当空气相对湿度大于65%时,电气设备的表面会覆以一层0.001~0.01μm的水膜,湿度越大,水膜越厚。当相对湿度接近100%时,水膜厚度可达几十微米,从而使电气设备的绝缘强度大大降低。另外,当相对湿度为80%~95%、温度为25~30℃时,易使霉菌旺生,从而腐蚀电气设备的金属部件和印制电路板等。相对湿度过低,会使塑料等绝缘材料变形、龟裂。
(4)盐雾的影响
盐雾对电气设备的影响程度与空气湿度密切相关,干燥的氯化物对电气设备几乎无影响,而在潮湿空气中的氯化物,会电离出大量的氯离子,导致金属腐蚀,降低电气设备的绝缘强度,使泄漏电流增大等。
(5)腐蚀性气体的影响
腐蚀性气体主要有氯、氯化物、二氧化硫、硫化氢、氨、氧化氮等。这些气体在潮湿环境下会使电气设备的金属加速腐蚀,绝缘性能降低。
(6)爆炸性混合物的影响
在有爆炸性混合物的场所,如果电气设备产生火花、电弧,就会造成爆炸、火灾事故。因此在有火灾、爆炸危险的场所,必须选用合适的防爆电气设备,电气设备和布线的安装也必须符合防火防爆的要求。
(7)振动的影响
振动会造成电气设备零部件疲劳损坏、磨损和松动,使设备不能正常工作。
(8)其他因素的影响
如大气污秽、雷电、电磁干扰等均会对电气、电子设备造成严重影响。