ГЛАВА ВТОРАЯ ВОЗДЕЙСТВИЕ ОТДЕЛЬНЫХ КЛИМАТИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ И МАТЕРИАЛЫ
1. ТЕМПЕРАТУРА ВОЗДУХА
При повышенной температуре воздуха, характерной для тропического климата, могут происходить явления, обычно не наблюдаемые в умеренных и высоких широтах.
Чрезвычайно важно при проектировании электротехнических изделий учитывать температурные коэффициенты сопрягаемых материалов.
Разница в коэффициентах расширения между электроизоляционными материалами и металлами может привести к нарушению сцепления между ними или появлению трещин в электроизоляционных материалах, в связи с чем увеличивается воздействие влаги и уменьшаются электрическая прочность и другие электрические характеристики материалов.
При повышении температуры изменяются электрические характеристики некоторых материалов. В электрической изоляции повышение температуры вызывает увеличение диэлектрических потерь и уменьшение сопротивления изоляции, а также некоторое снижение электрической прочности. У металлических проводниковых материалов увеличивается сопротивление. Это вызывает изменение некоторых электрических характеристик отдельных деталей электротехнического оборудования.
Повышение температуры сверх некоторой предельной даже на короткий срок влечет за собой выход. из строя полупроводниковых элементов.
Некоторые термопластичные материалы под воздействием высокой температуры могут размягчаться и под действием собственной массы реформироваться.
Под воздействием повышенной температуры может происходить расплавление и вытекание консистентных смазок или пропитывающих и заливочных масс.
Как правило, для группы аморфных материалов вязкость в зависимости от температуры изменяется по экспоненте, т. е. не линейно, а значительно быстрее. Для этой же группы материалов опасны низкие температуры, так как при переходе из-за понижения температуры в кристаллическое состояние они могут самопроизвольно растрескиваться.
Длительное воздействие повышенной температуры ускоряет старение лакокрасочных покрытий, в частности вызывает увеличение их жесткости, что в комбинации с другими факторами (механические усилия, увлажнение, колебания температуры) приводит к растрескиванию покрытий, т. е. сокращению их срока службы.
При повышении температуры окружающей среды повышается рабочая температура изоляции, что сокращает ее срок службы (кратковременное воздействие повышенных температур для большинства видов изоляции безопасно).
Под воздействием высоких температур происходит растрескивание некоторых видов резин, используемых для уплотнений.
Воздействие низких температур может привести к усадке материалов, превращение смазочных масс в студенистые осадки (гели), заеданию движущихся деталей в связи со сжатием, изменению констант прочности и упругости, конденсации влаги с образованием льда, потере эластичности резиновой и пластмассовой изоляции и образованию трещин в результате сжатия, изменению электрических характеристик, являющихся функцией изменения размеров, коротким замыканиям вследствие конденсации влаги и образованию льда, непроводимости электрических контактов, покрытых льдом, изменению магнитных характеристик, увеличению коэффициента трения вследствие изменения вязкости смазки, прекращению движения деталей вследствие обледенения и т. п.
2-2. ВЛАЖНОСТЬ ВОЗДУХА
При поглощении или конденсации влаги снижается объемное и особенно поверхностное сопротивления изоляционных материалов, растет угол диэлектрических потерь. При очень большом насыщении влагой происходит заметное увеличение диэлектрической проницаемости материала и снижение его электрической прочности.
На поверхности изоляционных материалов под действием влаги и электрического напряжения может происходить образование проводящих мостиков.
При длительном воздействии влаги может происходить разбухание пластмасс, особенно слоистых с целлюлозным наполнителем. Это может вызвать механические нагрузки, действующие на материал со стороны других деталей.
В реальных условиях относительная влажность воздуха всегда изменяется, что вызывает то проникновение влаги в материал на ту или другую глубину, то высыхание материала. При этом разбухание наружных и внутренних слоев материала происходит з разной степени и со сдвигом во времени. По этой причине в поверхностном слое образуются мелкие трещины и микроскопические поры, что способствует усилению проникновения влаги внутрь материала. Это приводит к ухудшению электрических характеристик материала и уменьшению его механической прочности. Указанное явление будет происходить тем быстрее, чем больше частота изменений влажности воздуха. Особенно сильно это явление происходит на торцах слоистых пластмасс и может привести к появлению больших трещин.
В атмосфере с высокой влажностью на поверхности металла создается тонкая проводящая пленка, которая вместе с неоднородностями в металле, имеющими различные величины электрохимических потенциалов, образует гальваническую пару. В результате начавшегося электролиза может происходить коррозия металла.
Вследствие гидролиза происходит меление лакокрасочных покрытий (появление белого налета) и омыление смазок.
В атмосфере с повышенной влажностью в электротехническом оборудовании, где используется постоянный ток, может происходить реакция электролиза. При этом возможно разрушение электрической изоляции, контактов и токоведущих частей оборудования. Особенно подвержены этому явлению медные детали, находящиеся под положительным потенциалом, в том случае, когда по ним не проходит ток, а ток утечки идет в землю, вызывая разрушение материала.
При совместном воздействии повышенной температуры и влажности воздуха диффузия влаги в органические материалы из-за повышенного давления водяных паров возрастает.
Более интенсивно при повышенной температуре происходят и коррозионные процессы в связи с ростом скорости химических реакций.
