分析絕緣材料碳化對開關電氣強度的影響

于憑飛

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

【關鍵詞】絕緣材料碳化;開關電氣強度;影響

引言

隨著我國經濟的不斷發展進步，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備恰恰滿足了現階段人民群眾對于生活設施的需求，當然，對于電氣設備而言最重要的就是絕緣問題的處理，雖然現階段我國所使用的電氣設備的開關大多數使用絕緣材料，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備也會產生極大的不利影響。

1開關絕緣材料碳化的原因

在對絕緣材料碳化對開關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備之間的關系以及絕緣材料碳化的原因。實際上，電氣設備是帶電的，而為了相對的保證安全，就對電氣設備的開關使用絕緣材料，然而，絕緣材料在電氣設備長期的反復使用過程中很難不發生任何故障，而當電氣設備開關產生電弧時就會使絕緣材料發生碳化，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開關電氣設備產生電弧的原因

關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電的這一現象，當然，在我們的認知里絕緣材料就是不導電的材料，像是開關電氣設備的開關使用的是絕緣材料，然而在電氣設備關閉的狀態下有時也會發生導電現象，也就是我們所說的電弧，實際上，這種現象產生是極其普遍的，不過，它的發生要求在較高的電壓、電流條件下，也就是說在電氣設備剛剛關閉的一瞬間電路的電壓、電流仍然處于較高狀態就會使電氣設備開關的陰極產生發向陽極的電子，從而產生電弧，而實際上，電弧是絕緣材料發生碳化現象的前提。

1.2開關電氣設備所使用的絕緣材料失效的原因

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

2開關絕緣材料碳化的影響

在電氣設備開關頻繁產生電弧現象之后，久而久之就會導致電氣設備開關的絕緣材料發生碳化現象，而當絕緣材料發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開關絕緣材料碳化的直接影響

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

2.2開關絕緣材料碳化的根本影響

歸根到底，電氣設備的開關所使用的絕緣材料發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，而電氣設備開關所使用的絕緣材料所發生的根本影響才是難以彌補的，電氣設備的開關所使用的絕緣材料碳化的根本影響就是電氣設備的短路故障，而更深一步的影響就是導致電氣設備無法使用甚至報廢。

3開關絕緣材料碳化的解決措施

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

3.1增大電氣設備開關位置的艙室空間

在上文對于電弧產生的原因分析中，我們也已經初步認識到電弧現象的產生不僅僅要擁有較大的電壓以及較大的電流，還需要使電氣設備開關的陰極與陽極之間距離相對較小，因此，對于解決電氣設備開關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，增大電氣設備開關位置的艙室空間就可以使開關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生碳化現象。

3.2減少電氣設備電弧現象的發生

目前，我國使用最為普遍的電氣設備的整體結構相對來說也已經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備開關整體結構相對簡單，不過這樣一來就無法在開關內部設置直接熄滅電弧的裝置，但是我們可以在開關內部設置增強電弧熄滅的裝置以及控制電弧產生的裝置，通過控制電弧方法的使用使電弧現象有效的減少，從而進一步減少開關絕緣材料碳化現象的發生。

3.3在原有的電氣設備開關上增加特殊材料

在這里，我們所指的特殊材料主要是指比如具備高導熱系數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，針對電氣設備開關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，在電氣設備開關中利用特殊技術材料制作成滅弧觸頭從而有效地減少電弧的產生，進而大大降低電弧對于絕緣材料的不利影響，進一步保證電氣設備開關的正常使用。

結語

人類社會是在不斷發展進步的，就目前全球經濟發展現狀而言，電的使用已經完全達到普及的狀態，當然，隨著電使用的越來越普及，各種新型電氣設備也逐漸出現。目前，我國電氣設備的開關所使用的都為絕緣材料，但是絕緣材料發生碳化就會使電氣設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，希望通過相關措施的施行能夠有效解決這一問題，保證電氣設備的正常使用。

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（作者單位：江蘇南瑞泰事達電氣有限公司）