外部環境因素對電氣設備的壽命影響

外部環境因（yīn）素對電氣設備的（de）壽命影響

據不完全統計，目（mù）前外部環境（jìng）改變因素造成的電氣設備（bèi）故障占設備整體故障的62%，設計及（jí）器件（jiàn）缺陷18%，使用維護因素11%，其他因素9%。

具體外部環境因素對（duì）電氣設備（bèi）壽命影響見下表：

就上述因素做籠統總結，供大家參考。

一、溫度影響

電氣設備在（zài）運行中如果溫度過（guò）高或過低，超過允許極限值時，都可能產生故障。

1.1對導（dǎo）體材料的影響

溫度升高，金屬材料軟化，機械強度將明顯下（xià）降。如銅（tóng）金屬材料長期（qī）工作溫（wēn）度超過200℃時，機（jī）械強度明顯下（xià）降。鋁金屬材料的機械強度也與（yǔ）溫度密（mì）切相關，通常鋁（lǚ）的長期工作溫度不宜超過90℃，短時工作（zuò）溫度不宜超過120℃。溫度過高，有機絕（jué）緣（yuán）材料將會變脆老（lǎo）化，絕緣性能下降，甚至擊（jī）穿。

1.2對電接（jiē）觸的影響

電接觸不良是導致許多故障

1.3對元器件的影響

從某種意義上講，在未損（sǔn）壞的情（qíng）況下，溫度對（duì）電器元件的（de）影響主要（yào）體（tǐ）現在零（líng）漂和線性度上，過高的氣溫導致器件散熱效果下降，溫度上升，超過其（qí）極限時會發生擊穿、短路（lù）、斷路（lù）等器件損壞（huài）性故障。

首當其衝就是熱敏電阻與電解電容，電解（jiě）電（diàn）容在低溫的時候（多少度會有（yǒu）所不同），容值會減少一半甚至失容。高溫的時候壽命會直線下降，所以所有的電子產品計算（suàn）壽命的時候都是（shì）按照（zhào）電解電容來算的。

二、濕度影響

絕大部分電氣設備都要求在（zài）幹燥條件下（xià）使用和存放，當（dāng）然過低的濕度（環境特別幹燥）會（huì）產生靜電對電氣設備使用不利，需要控製在適當的濕度範圍內。

據統計，全球每年（nián）有1/4以上的工業製造（zào）不良品與潮濕的危（wēi）害有關。對於電子工業，潮濕的危害已經成為影響產品質量的主要因素之一。

2．1對集成（chéng）電路（lù）的影（yǐng）響

潮濕（shī）對半導（dǎo）體產業（yè）的（de）危害（hài）主要表現（xiàn）在潮濕能（néng）透過IC塑料封裝（zhuāng）從引腳等縫隙侵入IC內（nèi）部，產生（shēng）IC吸濕現象。 在SMT過程的加熱環節中形成水蒸氣，產生的（de）壓力導（dǎo）致IC樹脂封裝開裂（liè），並使IC器件（jiàn）內部金屬氧化，導（dǎo）致產品故障。此外，當器（qì）件（jiàn）在PCB板的焊接過程中，因水蒸氣（qì）壓力的釋放，亦會導致虛焊。

　2．2對（duì）液晶器件的影響

液晶顯示屏等（děng）液晶器件的玻璃基板和偏光片、濾鏡片在生（shēng）產（chǎn）過程中雖然要進（jìn）行清洗烘幹，但待其降溫後仍然會（huì）受潮氣的影（yǐng）響，降低產品的合格率。因此在清洗（xǐ）烘幹後應存放（fàng）於40%RH以（yǐ）下的幹燥環境中。

　2．3對其它（tā）電子器件的影響

電容（róng）器、陶瓷器（qì）件、接插件、開關件（jiàn）、焊錫、PCB、晶（jīng）體、矽晶（jīng）片、石英振蕩器、SMT膠、電極材料粘合劑、電子（zǐ）漿（jiāng）料、高亮度器件等，均會受到潮濕的危害。

電氣設備在使用過（guò）程中受到濕度的危害，如在高濕度環境下使用時間過長，將導致故障發生，對於計算機板卡CPU等會使金手指氧化導致接觸不良（liáng）發生故障。

大多電氣設（shè）備的使用環境濕（shī）度應該在40％以下。

三、粉塵影響

粉塵影響電氣設備的控製係統及其它電子元器件可靠性，使設備使用壽命（mìng）縮短，產品質量的無保障，工作條件及環境變差，各種煙塵和廢氣對人體造成傷害（hài）。
筆者（zhě）以冶金粉塵為例來（lái）討論風塵對電氣設備的（de）影響：

在（zài）冶金（jīn）生產過程中不可避免會產生大量的有害粉塵。粉塵（chén）的產生不僅汙染環境，損害人們的身體健康，而且對電氣設備的安全運行也帶來很大危害。

3.1 造成電氣設備短路（lù）

冶金生產過程中產生（shēng）的粉塵大多為（wéi）礦物（wù）性粉塵和金屬性粉塵，而（ér）這（zhè）些粉塵（chén）的比電阻都不（bú）高，如燒結機尾粉塵（chén）的比電阻（zǔ）為1.47×10~9.06×10Ω·cm，又由於粉塵的塵粒（lì）荷電性（飄浮在空氣（qì）中的塵粒有90%—95%荷正電（diàn）或荷負電），吸水性（吸水量多少與環境溫度（dù）、濕度有關），很容易使粉塵在電氣設備的周（zhōu）圍凝集沉降，從（cóng）而（ér）減（jiǎn）少了電氣（qì）距離，破（pò）壞了電氣設備的絕緣強度（dù）、在線路過電壓或電氣操作過程中極易造成（chéng）電氣擊穿短路事故。如總降壓站因與（yǔ）煉鋼廠（chǎng）較近，戶外高壓瓷瓶積（jī）煉鋼粉塵較多，造成爬（pá）電對地（dì）短路，使全廠停電，造（zào）成很大損失。又如2低奪配電室，由於處於多（duō）產塵（chén）區，粉塵堆（duī）積（jī）在DZ型自動空氣天關上部，使（shǐ）相間絕緣強（qiáng）度大大降低，造成（chéng）進線母排相間短路事故，使生產停產（chǎn）達十幾個小時。還有粉塵堆集在端（duān）子板（bǎn）上，造成（chéng）電氣誤動、短路（lù）等，對其安全運行造成很大危（wēi）害。

3.2 造成電氣（qì）開關接觸不良

粉塵堆集存於電氣開關（guān）的觸頭之間、電磁鐵芯之間都會造成電氣開關（guān）接觸（chù）不良故障，尤其是在繼（jì）電氣一接（jiē）觸器控製電路中影響***。電氣（qì）控製係統動作不穩（wěn）定，時好時壞，從而引（yǐn）起的單相運行觸頭粘連等現象（xiàng）時常造成（chéng）設備事故的發生。

3.3 粉塵造成的（de）通風不良

電動機的冷卻是由（yóu）通風道的排熱、自帶風扇強迫冷卻和機（jī）殼散熱所完成的，往往由於通風道粉塵堵塞或（huò）機殼上粉塵堆積，使電動（dòng）機的溫升（shēng）比平常情況下高出10℃以上，造成電動機運行溫度過高，承載能力下降。

四、海拔影響（xiǎng）

常規電（diàn）氣設備是指海拔在1000米以下使用來做的實（shí）驗，能完成的工況（kuàng）。海拔影響通常是（shì）指電氣設備使用場合海拔比常規實驗（yàn）海拔高出很（hěn）多，比如我國（guó）的西藏地區。

4．1海拔對溫度的影響

4．1．1海拔高會使（shǐ）電氣設備產生發熱嚴重，例如我（wǒ）們（men）常用的電磁感應，電動機（jī）接觸器都是使用它的（de）原理，他們工作要靠旋（xuán）轉磁場，在高海拔下由（yóu）於我們使用絕緣材料不同會（huì）產生嚴重發熱影響到絕緣（yuán）縮短使用壽命。

4．1．2海拔過高（gāo）會使環境溫度低：溫（wēn）度過低有的運轉（zhuǎn）設備的潤滑（huá）油會幹（gàn）澀，甚至（zhì）不能用，會導致設備過負荷。低溫（wēn）也會影響繼電器。繼（jì）電器雖然是怕熱元件，但對過低溫（wēn）度（dù）(如軍用航空條件－55℃)也不能忽視。低溫可使觸點（diǎn）冷粘作用（yòng）加劇（jù），觸點表麵起露，銜鐵表麵（miàn）產（chǎn）生（shēng）冰膜，使觸點不能正常轉換，尤其是小功率繼電器更為嚴重。試驗證明，對於有些按部標生產的國（guó）產小（xiǎo）功率繼電器，雖然使用條件規定（dìng）低溫（wēn）為－55℃，但實際上在此條件下繼電器根本無法進行正常轉換。

4．2海拔對氣壓的影響

4．2．1海（hǎi）拔過（guò）高會產（chǎn）生低（dī）氣壓：在低氣壓條件下，繼電（diàn）器散熱條件（jiàn）變壞，線圈溫度升高（gāo），使繼電器給定的吸合、釋放參數發生變化，影響繼電器的正常工作；低（dī）氣壓還可使繼電器（qì）絕緣電阻降低、觸點熄弧困難，容易使觸點燒熔，影響繼電器的可靠性（xìng）。對於使用環境較惡劣的條件，建議采用整機密封的辦法。低氣壓還會造成斷路器的外絕（jué）緣強度降低。起暈電壓低，造成電暈放電。

4．2．1空氣密度（dù）減（jiǎn）小引起熱傳遞效（xiào）率降低（dī），對於空氣冷卻的（de）部件散熱降低；空氣減少降低絕緣介質強度，使裝（zhuāng）置容易放電，致使通常的絕緣距離變得不（bú）足。

4．3高海拔地區電氣（qì）設備設計選（xuǎn）型考慮因素

1）海拔地區要考（kǎo）慮溫度，冬天相對溫度（dù）較低，特別戶外設（shè）備，選擇合適溫度產品，或者采取加溫措施（shī）；

2）高海拔地區氣壓低，由於氣壓降低，原來電子（zǐ）元器（qì）件的（de）散熱性能明（míng）顯降低，所（suǒ）以必須（xū）降低（dī）額定電流值、額定功率值使用；

3）由於低氣壓，所以PCB和線路的（de）耐壓降低，要（yào）增加爬電（diàn）間隙；提高耐（nài）壓（yā）強度；

4）由於低（dī）氣壓，繼電器（qì）必（bì）須（xū）使用（yòng）帶（dài）TH後綴的高（gāo）原產品；

6）由於高原，要考慮（lǜ）高強度紫外線（xiàn）的影響。

五、人（rén）為及物觸影響

人為因素指對電氣設備完全（quán）沒有概念的人由於種種原因引起設備故障，需要設計者（zhě）與使用者做好相關警示防範措施，避免出現設備故障影響設備壽命；

物觸因素是指各種動物比如鳥類、鼠（shǔ）類等觸及電氣設備引起故障，需要特（tè）別做防護。

六、其他因（yīn）素影（yǐng）響

其他因素指一些不可（kě）預見的外力因素（sù），為小概率事件，比如暴（bào）風、雷電、臨時（shí）性大磁場等不可抗拒力；需要設計、製造、使用等多（duō）方提前預防加強防範，比如對設備做防風、防雷及防電磁屏蔽等考慮。