第一章 电气设备的使用条件及选用
第一节 电气设备的使用环境条件
电气设备有在普通环境下使用,有在特殊环境下使用,因此电器产品需根据使用环境进行设计、制造,以满足不同使用场所的需要。
一、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于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。 二、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
包括断路器、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)周围空气湿度:
2)不同海拔的最高空气温度健表1-1。
表1-1 不同海拔的最高空气温度
海拔h(m) 最高空气温度(℃) H≤1000 40 1000 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环绝缘的气体和尘埃(包括导电尘埃)。 (7)在没有雨雪侵袭的地方。 三、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健表1-2和1-3。 表1-2 特殊环境条件基本数据 环境因素 海拔(m) 年最高(℃) 空 年最低(℃) 气 温 年平均(℃) 度 月平均最高(℃) 日平均(℃) 最大日温度(℃) 空气相对湿度(%) 气 最低 (kPa) 压 平均(kPa) 霉 菌 灰尘于沙尘 最大降雨强度 (mm/10min) 爆炸性混合物 50 环境条件 湿热 ≤1000 40 0 25 35 35 95(25℃) 84 90 ○ △ 30 50 高原 3000 30 可取: +5;-10 -25;-40 10 25 20 30 90(10℃) 64 70 化工腐蚀 ≤1000 40 -40 90(25 ℃) 84 90 35 煤矿防爆 工厂防爆 40 90~97 90(25 ℃) (25 ℃) ○ ○ ○ ○ △ △ 注 括号中的数值是参考值,符号“○”表示设计时必须考虑,符号“△”表示视为具体情况而定。 表1-3 化工腐蚀、工厂防爆环境的腐蚀性气体最高允许浓度 环 境 因 环 素 境 条 件化工腐蚀 工厂防爆 腐蚀性气体在空气中含量(mg/m) 氯 3 △ 氯化氢 15 △ 二氧化硫及三氧化硫 40 △ 氮的氧化物 10 △ 氯化物 15 △ 硫化物 >4.5 △ 氨 40 △ 3注 符号“△”表示设计时需视为具体情况而定。 四、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。在海拔为1000~5000m之间,每增加100m,气压约降低0.8~1kPa;反之,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。氮海拔升高,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,使有些油类的粘度增大或凝固,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.度的影响 当空气中相对湿度大于65%时,电气设备的表面会覆以一层约0.001~0.01um的水膜,湿度越大,水膜越厚,当相对湿度接近100%时,水膜厚度可达到几十微米,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%、温度在25~30℃时,易使霉菌旺生,从而腐蚀电气设备的金属部件和印刷 电路板等。相对湿度过低,会使塑料等绝缘材料变形、龟裂。 4.雾的影响 盐雾对电气设备的影响于空气湿度密切相关,干燥的氯化物对电气设备几乎吴影响,而在潮湿空气中的氯化物,会电离触大量的氯离子,导致金属的腐蚀,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、氯化氢、氯化物、二氧化硫、硫化氢、氨、氧化氮等。这些气体在潮湿的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的疲劳损坏、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、电磁干扰等均对电气、电子设备造成严重影响。 第二节 一、高海拔地区的环境条件 高海拔地区电气设备的选用 海拔超过1000 m的地区称为高海拔地区。高海拔地区,因空气稀薄,会使电工产品的散热效果降低,同时因气压降低和大气密度的减少,会使空气的绝缘强度降低。