分析絕緣材料碳化對開關(guān)電氣強度的影響

于憑飛

【摘 要】就目前全球經(jīng)濟發(fā)展現(xiàn)狀而言，目前，世界經(jīng)濟發(fā)展處于經(jīng)濟全球化時代，并且將在未來相當長一段時間內(nèi)始終處于經(jīng)濟全球化，而在這一國際經(jīng)濟發(fā)展大環(huán)境下，我國要想始終保持世界經(jīng)濟發(fā)展的核心地位就必須要保障我國的經(jīng)濟發(fā)展始終在國際上處于領(lǐng)先地位，而在我國的經(jīng)濟發(fā)展中不可忽視的就是電氣設(shè)備之類的發(fā)展，雖然現(xiàn)階段我國電氣設(shè)備已經(jīng)具備較高配置，但是，在其中某些細節(jié)部分仍然存在難以解決的問題。

【關(guān)鍵詞】絕緣材料碳化;開關(guān)電氣強度;影響

引言

隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展進步，我國人民群眾對于生活條件的要求也越來越高，而目前不斷普及的電氣設(shè)備恰恰滿足了現(xiàn)階段人民群眾對于生活設(shè)施的需求，當然，對于電氣設(shè)備而言最重要的就是絕緣問題的處理，雖然現(xiàn)階段我國所使用的電氣設(shè)備的開關(guān)大多數(shù)使用絕緣材料，但不可否認的是絕緣材料的使用也并不是萬無一失的，像是絕緣材料的碳化對于電氣設(shè)備也會產(chǎn)生極大的不利影響。

1開關(guān)絕緣材料碳化的原因

在對絕緣材料碳化對開關(guān)電氣強度影響的分析之前，首先我們需要認識到絕緣材料與電氣設(shè)備之間的關(guān)系以及絕緣材料碳化的原因。實際上，電氣設(shè)備是帶電的，而為了相對的保證安全，就對電氣設(shè)備的開關(guān)使用絕緣材料，然而，絕緣材料在電氣設(shè)備長期的反復(fù)使用過程中很難不發(fā)生任何故障，而當電氣設(shè)備開關(guān)產(chǎn)生電弧時就會使絕緣材料發(fā)生碳化，當然，對于絕緣材料碳化的具體原因我們還要展開更為具體的分析。

1.1開關(guān)電氣設(shè)備產(chǎn)生電弧的原因

關(guān)于電弧我們也可以理解為：即便是采用了絕緣材料但是也正常的導(dǎo)電的這一現(xiàn)象，當然，在我們的認知里絕緣材料就是不導(dǎo)電的材料，像是開關(guān)電氣設(shè)備的開關(guān)使用的是絕緣材料，然而在電氣設(shè)備關(guān)閉的狀態(tài)下有時也會發(fā)生導(dǎo)電現(xiàn)象，也就是我們所說的電弧，實際上，這種現(xiàn)象產(chǎn)生是極其普遍的，不過，它的發(fā)生要求在較高的電壓、電流條件下，也就是說在電氣設(shè)備剛剛關(guān)閉的一瞬間電路的電壓、電流仍然處于較高狀態(tài)就會使電氣設(shè)備開關(guān)的陰極產(chǎn)生發(fā)向陽極的電子，從而產(chǎn)生電弧，而實際上，電弧是絕緣材料發(fā)生碳化現(xiàn)象的前提。

1.2開關(guān)電氣設(shè)備所使用的絕緣材料失效的原因

通過對于開關(guān)電氣設(shè)備產(chǎn)生電弧原因的分析我們也可以初步認識到，實際上，對于開關(guān)電氣設(shè)備而言產(chǎn)生電弧是一種極其普遍的現(xiàn)象，因此，電氣設(shè)備的開關(guān)在使用絕緣材料時也需要考慮到絕緣材料的抗電弧性能，然而實際上電氣設(shè)備開關(guān)所使用的絕緣材料的抗電弧性能在經(jīng)常發(fā)生電弧現(xiàn)象時會遭到破壞，也就是說，絕緣材料原有的抗電弧性能會伴隨著電弧現(xiàn)象的頻繁發(fā)生而降低，久而久之，開關(guān)電氣設(shè)備所使用的絕緣材料就會失效。

2開關(guān)絕緣材料碳化的影響

在電氣設(shè)備開關(guān)頻繁產(chǎn)生電弧現(xiàn)象之后，久而久之就會導(dǎo)致電氣設(shè)備開關(guān)的絕緣材料發(fā)生碳化現(xiàn)象，而當絕緣材料發(fā)生完全碳化之后絕緣材料原本的絕緣性能就不存在了，絕緣材料就失去了其本身的作用，進一步就會造成更加嚴重的影響。

2.1開關(guān)絕緣材料碳化的直接影響

開關(guān)絕緣材料在頻繁受到電弧影響之后就會發(fā)生碳化現(xiàn)象，而開關(guān)絕緣材料一點點的碳化可能影響不到電氣設(shè)備開關(guān)的正常使用，我們也可以理解為開關(guān)絕緣材料碳化的直接影響就是開關(guān)絕緣材料導(dǎo)整體性能，然而在開關(guān)絕緣材料碳化到一定程度時就會改變電氣設(shè)備開關(guān)絕緣材料的原有性能，嚴重影響電氣設(shè)備開關(guān)的正常使用。

2.2開關(guān)絕緣材料碳化的根本影響

歸根到底，電氣設(shè)備的開關(guān)所使用的絕緣材料發(fā)生碳化所造成的輕微影響，或者是說一般影響是不值一提的，而電氣設(shè)備開關(guān)所使用的絕緣材料所發(fā)生的根本影響才是難以彌補的，電氣設(shè)備的開關(guān)所使用的絕緣材料碳化的根本影響就是電氣設(shè)備的短路故障，而更深一步的影響就是導(dǎo)致電氣設(shè)備無法使用甚至報廢。

3開關(guān)絕緣材料碳化的解決措施

隨著世界經(jīng)濟共同發(fā)展進步進程的不斷推進，這對于我國經(jīng)濟發(fā)展也提出了更高的要求，其中就包括了目前已經(jīng)廣泛使用的電氣設(shè)備的各項發(fā)展，而在上文的分析中我們也已經(jīng)充分認識到對于我國現(xiàn)有的電氣設(shè)備而言，大部分電氣設(shè)備的使用都離不開開關(guān)的設(shè)置，而為了在一定程度上保證電氣設(shè)備的安全使用，我國大部分電氣設(shè)備的開關(guān)都采用了絕緣材料，然而在電氣設(shè)備的使用過程中，電弧現(xiàn)象的發(fā)生也是不可避免的，而我們要做的就是減少電弧現(xiàn)象的發(fā)生或者降低電弧現(xiàn)象發(fā)生對于開關(guān)絕緣材料碳化的影響，

3.1增大電氣設(shè)備開關(guān)位置的艙室空間

在上文對于電弧產(chǎn)生的原因分析中，我們也已經(jīng)初步認識到電弧現(xiàn)象的產(chǎn)生不僅僅要擁有較大的電壓以及較大的電流，還需要使電氣設(shè)備開關(guān)的陰極與陽極之間距離相對較小，因此，對于解決電氣設(shè)備開關(guān)絕緣材料碳化的問題而言也可以從這一方面入手進行解決，增大電氣設(shè)備開關(guān)位置的艙室空間就可以使開關(guān)的陰極與陽極兩個觸頭距離絕緣材料位置更遠，從而可以使當陰極與陽極之間產(chǎn)生電弧時很難影響到周邊的絕緣材料，這樣一來就可以盡可能的保證絕緣材料的抗電弧性能始終良好，從而保障絕緣材料盡可能不會發(fā)生碳化現(xiàn)象。

3.2減少電氣設(shè)備電弧現(xiàn)象的發(fā)生

目前，我國使用最為普遍的電氣設(shè)備的整體結(jié)構(gòu)相對來說也已經(jīng)達到了較為簡便的程度，換言之，我們也可以理解為目前我國所存在的電氣設(shè)備開關(guān)整體結(jié)構(gòu)相對簡單，不過這樣一來就無法在開關(guān)內(nèi)部設(shè)置直接熄滅電弧的裝置，但是我們可以在開關(guān)內(nèi)部設(shè)置增強電弧熄滅的裝置以及控制電弧產(chǎn)生的裝置，通過控制電弧方法的使用使電弧現(xiàn)象有效的減少，從而進一步減少開關(guān)絕緣材料碳化現(xiàn)象的發(fā)生。

3.3在原有的電氣設(shè)備開關(guān)上增加特殊材料

在這里，我們所指的特殊材料主要是指比如具備高導(dǎo)熱系數(shù)以及高熱容量的特殊金屬材料，這一類特殊金屬材料由于它自身具備特殊的物理以及化學性能，因此，它的使用性能也是極其獨特的，針對電氣設(shè)備開關(guān)絕緣材料這一問題而言，它主要是用來制作滅弧觸頭，因此，這一類特殊金屬材料必須要具備高抗電弧性能，在電氣設(shè)備開關(guān)中利用特殊技術(shù)材料制作成滅弧觸頭從而有效地減少電弧的產(chǎn)生，進而大大降低電弧對于絕緣材料的不利影響，進一步保證電氣設(shè)備開關(guān)的正常使用。

結(jié)語

人類社會是在不斷發(fā)展進步的，就目前全球經(jīng)濟發(fā)展現(xiàn)狀而言，電的使用已經(jīng)完全達到普及的狀態(tài)，當然，隨著電使用的越來越普及，各種新型電氣設(shè)備也逐漸出現(xiàn)。目前，我國電氣設(shè)備的開關(guān)所使用的都為絕緣材料，但是絕緣材料發(fā)生碳化就會使電氣設(shè)備所能使用的電氣強度大大降低，這樣一來就會影響電氣設(shè)備的正常使用，在本文中我們對此也展開了具體的分析討論，希望通過相關(guān)措施的施行能夠有效解決這一問題，保證電氣設(shè)備的正常使用。

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（作者單位：江蘇南瑞泰事達電氣有限公司）