熱帶氣候條件的電氣儀表新材料分析

秦曉文

（廣西華磊新材料有限公司，廣西 平果 531400）

高溫、溫差、紫外線照射等因素嚴(yán)重的影響了熱帶氣候條件環(huán)境地區(qū)下電氣儀表設(shè)備的正常運(yùn)行與使用壽命，針對此情況，需要進(jìn)一步提升電氣儀表設(shè)備整體性能，強(qiáng)化電氣儀表設(shè)備、材料對熱帶氣候條件的適應(yīng)性。在不影響電氣儀表正常運(yùn)行質(zhì)量與效率的前提下，如何選擇電氣儀表設(shè)備材料，是目前各相關(guān)人員需要考慮的問題。

1 熱帶氣候條件對電氣儀表設(shè)備、材料的影響

1.1 持續(xù)高溫

電氣儀表這一類產(chǎn)品會因高溫的影響而導(dǎo)致產(chǎn)品絕緣性、使用容量、使用壽命等性能大幅度下降，隨著時(shí)間推移電氣儀表也會慢慢損壞[1]。當(dāng)普通電氣儀表設(shè)備所承受的溫度一旦超過規(guī)定的范圍，設(shè)備損壞的同時(shí)，其電纜表面也會因地表溫度與太陽強(qiáng)烈照射的影響下出現(xiàn)龜裂和裸露，進(jìn)而造成電氣儀表設(shè)備發(fā)生短路故障。

1.2 溫差過大

熱帶氣候條件環(huán)境地區(qū)晝夜溫差過大，會加劇電氣儀表設(shè)備材料變形，嚴(yán)重會出現(xiàn)斷裂與凝露，空氣會沿著裂縫侵入設(shè)備內(nèi)部，使得電氣儀表設(shè)備絕緣性能降低，具有一定危險(xiǎn)性。加上氣候過于干燥時(shí)，會致使電氣儀表設(shè)備材料出現(xiàn)龜裂的同時(shí)，也會產(chǎn)生靜電，靜電會影響電氣儀表設(shè)備正常的運(yùn)行，嚴(yán)重時(shí)造成設(shè)備損壞，大大的縮減了設(shè)備使用壽命。

1.3 風(fēng)沙過多

電氣儀表設(shè)備若在熱帶沙漠氣候條件環(huán)境中使用，其風(fēng)沙過多會致使設(shè)備表面磨損，一旦沙塵進(jìn)入設(shè)備內(nèi)部，加劇設(shè)備磨損的同時(shí)，也會導(dǎo)致設(shè)備自身散熱性能降低，使用壽命下降，嚴(yán)重時(shí)會引發(fā)設(shè)備內(nèi)部運(yùn)行部件卡死，進(jìn)而使得整個(gè)電氣儀表設(shè)備損壞。

1.4 紫外線照射

因熱帶氣候條件環(huán)境地區(qū)常年炎熱高速，其紫外線照射強(qiáng)度高，電氣儀表設(shè)備隨著長時(shí)間紫外線強(qiáng)烈的照射，加劇設(shè)備表面溫度上升的同時(shí)，該設(shè)備也會因溫度持續(xù)上升而導(dǎo)致絕緣性能遭到破壞，材料嚴(yán)重變形，地面所鋪設(shè)的電纜表面保護(hù)層也會出現(xiàn)嚴(yán)重的龜裂與裸露問題，進(jìn)而影響電氣儀表設(shè)備正常運(yùn)行。

2 電氣儀表新材料分析

2.1 新材料特征

預(yù)混壓制塑料由樹脂、纖維等其他填料進(jìn)過一系列工序制作而成，在現(xiàn)階段行業(yè)領(lǐng)域中有著十分廣泛的應(yīng)用，常用于各種防腐閥門與電器零件設(shè)備中，該材料具備較強(qiáng)的應(yīng)變性能，同時(shí)在強(qiáng)度方面也有著良好的優(yōu)勢[2]。此類材料制作出來的產(chǎn)品因收縮率較低，產(chǎn)品在實(shí)際使用的過程中基本不會出現(xiàn)彎曲等問題，對制作外形復(fù)雜且精細(xì)的零件有著一定作用。預(yù)混壓制塑料主要涉及到兩種材料,分別是玻璃聚烯烴與玻璃聚酰胺，這兩種材料具備優(yōu)秀的加工性能與耐熱性能，既能滿足產(chǎn)品強(qiáng)度需求，又能符合高要求零件制作標(biāo)準(zhǔn)。因此，電氣儀表在制作時(shí)選用此類材料，能夠大大提升電氣儀表設(shè)備整體性能與穩(wěn)定性。

2.2 新材料性能測試

若想確保新材料穩(wěn)定性，需要對新材料采取進(jìn)一步的性能測試，以設(shè)備機(jī)械性能、電性能及外形變化這三個(gè)方面作為新材料測試結(jié)果的評估標(biāo)準(zhǔn)。因熱帶地區(qū)常年高溫炎熱，并且溫度差較大，多雷雨天氣，這對于熱帶氣候條件環(huán)境地區(qū)電氣儀表設(shè)備的制作提出了較高的要求?；诖?，為了提升新材料性能測試結(jié)果的準(zhǔn)確性，測試人員將新材料放置在模擬熱帶氣候條件的環(huán)境中，同時(shí)設(shè)定測試評定等級，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)觀察新材料在模擬熱帶氣候條件的環(huán)境中設(shè)備機(jī)械性能、電性能及外形是否產(chǎn)生變化，將測試結(jié)果與評估標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對比和分析，若各項(xiàng)性能下降不超過規(guī)定范圍內(nèi)，可以表明這種新材料可以用于熱帶氣候條件環(huán)境電氣儀表設(shè)備的制作。

2.3 新材料在熱帶氣候條件下的測試結(jié)果分析

根據(jù)上述新材料性能測試，來進(jìn)一步分析新材料在熱帶氣候條件下的測試結(jié)果。電氣儀表材料參數(shù)參考表1、表2、表3。

表1 電氣儀表材料參數(shù)（玻璃聚酰胺）

表2 電氣儀表材料參數(shù)（玻璃聚烯烴）

表3 電氣儀表材料參數(shù)（預(yù)混壓制塑料）

在測試的過程中發(fā)現(xiàn)玻璃聚烯烴與玻璃聚酰胺這兩種材料在太陽輻射、高溫、高濕等方面因素的影響下其機(jī)械性能相對穩(wěn)定，表明新材料具備較強(qiáng)的沖擊韌性；但在持續(xù)高濕與海霧影響下的玻璃聚酰胺電性能產(chǎn)生了較為嚴(yán)重的下降，通過多方面的研究和分析，導(dǎo)致玻璃聚酰胺電性能下降的主要原因在于該材料自身具備吸濕性；新材料因具備二者優(yōu)點(diǎn)，在熱帶氣候條件各類因素影響下其各項(xiàng)性能較為穩(wěn)定，但也存在著電性能下降的問題。

3 針對熱帶氣候條件電氣儀表新材料選擇要點(diǎn)

根據(jù)上述對電氣儀表新材料分析，在此基礎(chǔ)上來對熱帶氣候條件下電氣儀表新材料選擇要點(diǎn)進(jìn)行細(xì)化，充分考慮所有不利因素，新材料選擇要點(diǎn)應(yīng)遵循提升電氣儀表設(shè)備整體性能為基本原則，即使在惡劣的氣候條件下也能確保電氣儀表設(shè)備穩(wěn)定、可靠的運(yùn)行，最大程度上滿足各行業(yè)領(lǐng)域發(fā)展需求。

3.1 電氣儀表設(shè)備外殼材質(zhì)

使用新材料制作電氣儀表設(shè)備時(shí)，需要充分考慮所有不利因素，結(jié)合熱帶氣候環(huán)境特點(diǎn)，選擇能夠充分適應(yīng)熱帶氣候條件特點(diǎn)的設(shè)備外殼材質(zhì)，不僅可以有效提升電氣儀表設(shè)備運(yùn)行效率與質(zhì)量，也能阻擋沙塵與塵進(jìn)入設(shè)備內(nèi)部，極大地保障了電氣儀表運(yùn)行安全性。為了進(jìn)一步強(qiáng)化電氣儀表外殼材質(zhì)穩(wěn)定性與強(qiáng)度，除了要防止沙塵進(jìn)入設(shè)備內(nèi)部以外，也要保證設(shè)備密封效果，通過對以往該地區(qū)電氣儀表使用情況的調(diào)研和分析，其設(shè)備外殼普遍采用鑄鋁材質(zhì)，相關(guān)人員為了增強(qiáng)電氣儀表密封性能，通常會在此材質(zhì)外殼的表面涂上密封油脂，雖然密封性能相對提升，但風(fēng)塵與塵埃極易吸附到涂有密封油脂的設(shè)備外殼上，隨著時(shí)間推移，不但會導(dǎo)致電氣儀表設(shè)備外殼很難打開，也會縮短電氣儀表設(shè)備使用壽命。因此，在選擇電氣儀表設(shè)備外殼材質(zhì)時(shí)，可以選擇硬度較強(qiáng)的金屬外殼，金屬材質(zhì)外殼具有良好的抗老化性與密封性，滿足熱帶氣候條件特點(diǎn)的同時(shí)，也大大地提升了電氣儀表設(shè)備整體性能。

3.2 具備防雷防靜電性能

當(dāng)熱帶氣候條件較為干燥時(shí)，會導(dǎo)致電氣儀表設(shè)備在運(yùn)行的過程中產(chǎn)生大量的靜電，其靜電會干擾設(shè)備正常的運(yùn)行，當(dāng)靜電壓超過設(shè)備承受范圍時(shí)，不僅會加劇設(shè)備內(nèi)部線路損害，嚴(yán)重也會致使整個(gè)電氣儀表設(shè)備損壞。因熱帶氣候條件環(huán)境地區(qū)也具有多雷雨的特點(diǎn)，當(dāng)進(jìn)入雷雨季節(jié)時(shí)，高處的電氣儀表設(shè)備極易受到外部雷雨的影響，使得電氣儀表運(yùn)行具有一定危險(xiǎn)性。針對此情況，在選擇電氣儀表設(shè)備新材料時(shí)，除了需要選擇具備防雷放靜電性能的材料以外，也要做好電氣儀表設(shè)備外部防護(hù)措施，從根本上確保電氣儀表設(shè)備運(yùn)行安全。除此之外，熱帶氣候也具備溫差過大的特點(diǎn)，溫差過大極易導(dǎo)致電氣儀表設(shè)備材料變形，其空氣侵入設(shè)備內(nèi)部，致使設(shè)備內(nèi)部形成凝露，進(jìn)而導(dǎo)致電氣儀表設(shè)備出現(xiàn)短路故障；為了解決有效解決此方面問題，在選擇電氣儀表設(shè)備新材料時(shí)，可根據(jù)電氣儀表設(shè)備運(yùn)行特點(diǎn)，選擇密封性較強(qiáng)的材料，該材料除了能夠保證電氣儀表設(shè)備運(yùn)行安全以外，也要具備便于安裝的特質(zhì)。

3.3 選用成套電氣儀表設(shè)備

選用成套的電氣儀表設(shè)備有利于提升設(shè)備整體運(yùn)行效率和質(zhì)量，其運(yùn)行安全也得到了良好的保障。將散熱、維護(hù)、故障等方面作為選擇成套電氣設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)，具備散熱性強(qiáng)、易維護(hù)以及故障率低的電氣設(shè)備，在一定程度上能夠大大地提升電氣設(shè)備整體性能。電氣儀表設(shè)備經(jīng)常出現(xiàn)的故障普遍是由風(fēng)沙與內(nèi)部裝置產(chǎn)生凝露導(dǎo)致的，比如說設(shè)備短路、設(shè)備控制失效，此類故障不僅會影響設(shè)備散熱性能，嚴(yán)重也會觸發(fā)火災(zāi)等問題，造成環(huán)境污染與破壞的同時(shí)，也會造成不必要的損失。因此，在選用成套電氣設(shè)備時(shí)，也要做好該設(shè)備外部安全防護(hù)措施，能夠有效防止沙塵進(jìn)入設(shè)備內(nèi)部，降低電氣儀表設(shè)備短路故障發(fā)生的幾率；針對長期裸露在室外的電氣儀表設(shè)備，其新材料的選擇必須具備較強(qiáng)的抗紫外線與抗老化性能，減少電氣儀表設(shè)備投入運(yùn)行后不必要問題的發(fā)生。

3.4 電纜選用絕緣材料

電氣儀表設(shè)備選擇高性能的絕緣材料，有利于提升設(shè)備抗老化性、耐高溫性，在一定程度上也能夠減少因熱帶氣候地區(qū)溫差對電氣儀表設(shè)備材料的干擾。針對一些較為特殊的場所，電氣儀表設(shè)備材料的選擇，盡量選擇阻燃、無毒等特質(zhì)的材料，最大程度上確保電氣儀表設(shè)備安全運(yùn)行；預(yù)混壓制塑料具有較強(qiáng)的絕緣性，在持續(xù)高溫、與溫差較大的環(huán)境中該材料穩(wěn)定性比較高，選擇此類材料制作出來的電纜，在機(jī)械性能、抗紫外線、抗老化性能等當(dāng)面具有良好的優(yōu)勢，但要注意的是，該材料不適用潮濕的環(huán)境，環(huán)境潮濕會降低此類材料電纜電性能。此外，氣候干燥的環(huán)境下，電纜電流容量會受到一定影響，結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，適當(dāng)調(diào)整電纜線徑，確保電氣儀表設(shè)備正常運(yùn)行的同時(shí)，也能有效提升設(shè)備運(yùn)行安全性與穩(wěn)定性。

4 結(jié)語

綜上所述，電氣儀表設(shè)備新材料應(yīng)選用符合熱帶氣候條件特點(diǎn)，這樣才能提升該地區(qū)電氣儀表設(shè)備使用性能和使用壽命，減少熱帶氣候因素對電氣儀表設(shè)備、材料的干擾，選用成套的電氣設(shè)備，有利于確保電氣儀表設(shè)備正常運(yùn)行同時(shí)，也能促使電氣儀表設(shè)備穩(wěn)定性得到提升，充分考慮各方面影響因素，最大程度上確保新材料在設(shè)備投入使用后的穩(wěn)定性。