Воздействие влаги, пыли, солнечной радиации и биологических факторов на рэа.

Воздействие влаги на металлы изоляционные материалы имеет разную природу, но одинаковый конечный результат – разрушение исходной структуры материала. В металлах это происходит за счет коррозии, а в изоляционных материалах за счет влагопоглощения.

Термодинамической причиной коррозии является переход корродирующего металла из менее стабильного состояния, в котором он используется в конструкциях РЭА, в более стабильное первоначальное состояние, из которого он был получен (окислы, сульфиды, карболаты и т.п.). На скорость коррозии влияют: концентрационная поляризация, перенапряжение и пассивность металлов.

Чисто химическая коррозия происходит во время реакции сухого газа с металлом при высокой температуре (окалина на поверхности стали). Наличие влаги - причина электрохимической коррозии, реакции которые идут при низких температурах.

Коррозия может быть равномерной (по всей поверхности изделия), неравномерной (повреждение защитного покрытия и образование отверстий), и межкристаллической (вдоль границ кристаллов и разрывов их структуры).

Влага также является причиной различных побочных явлений, увеличивающих дестабилизирующее воздействие пыли и биологических факторов.

Влияние влаги на изоляционные материалы определяются отсутствием изоляционных пластмасс, которые могли бы противостоять воздействию влаги. Низкокачественные изоляционные материалы с макроскопическими порами или трещинами поглощают влагу за счет капиллярных эффектов. В высококачественных изоляционных материалах (изделия РЭА) определяющим фактором влагопоглощения является диффузия. Диффузия – поглощение изоляционным материалом паров воды до полного уравнивания давлений в окружающей среде и внутри изоляционного материала. При процессах герметизации важен третий режим - проникновение (режим переноса влаги через полупрозрачную оболочку). Проникновение водяных паров через пленку включает в себя три стадии: проникновение влаги через поверхность пленки со стороны повышенной концентрации влаги; диффузия влаги от наружной поверхности пленки к внутренней; выход влаги через внутреннюю поверхность пленки в область повышенной концентрации влаги.

Процесс диффузии определяется в основном свойствами, формой и размерами изоляционной детали.

Процесс проникновения определяется в основном разницей степени концентрации водяных паров между наружной и внутренней поверхностями.

За счет высокой электропроводности воды по сравнению с электропроводностью изоляционного материала при диффузии влаги наблюдается существенное падение сопротивления изоляции (на 2…4 порядка), рост tgδ и изменение относительной диэлектрической постоянной.

При поглощении или отдаче влаги (набухание и усадка) происходит изменение объема и размеров изоляционных деталей, что является причиной возникновения заметных механических напряжений в материале, нарушения прочности элементов или их работоспособности.

Песок и пыль. Максимальную опасность для работоспособности РЭА представляют не относительно крупные частицы пыли и песка (у них меньше острых граний), а мелкие, взвешенные в атмосфере с величиной зерна 1…40 мкм. Результаты их воздействия в подшипниках и механизмах – заедание, падение точности; в зазорах с контактами – препятствие нормальной работе реле и переключателей. На поверхности изоляционных деталей из-за гигроскопичности возникает паразитная проводимость; на поверхности металлических деталей происходит увеличение скорости коррозии. В тропических условиях пыль является питательной средой для плесневых микроорганизмов. При значительной запыленности, повышенной температуре, наличии кислорода, источников энергии – пыль взрывается, что может быть причиной больших разрушений. Таким образом, оптимальными условиями работы РЭА является обеспыливание воздуха и поддержание постоянной влажности.

Солнечная радиация. Различают две группы воздействия РС: фотолитическое и фотоокислительное (перегрев). Фотолитическое характеризуется избирательным поглощением солнечных лучей в полосах поглощения. Воздействие фотонов приводит к отрыву фотоэлектронов и разрыву молекулярных связей. Следствием этого является изменение цвета ряда полимерных материалов, хрупкость и потеря прочности нарушение лакокрасочных покрытий.

Фотоокислительное воздействие РС – разрыв химических связей при одновременном воздействии излучения, кислорода, воздуха и влаги. Результат – усиленная коррозия (особенно в условиях тропического климата).

Перегрев РЭА до 25-30К от поглощения энергии солнечных лучей происходит за счет: непосредственного излучения солнца; излучения, рассеянного и отраженного атмосферой; теплых слоев воздуха; излучения от грунта, теплопроводности воздуха и грунта.

Биологические факторы. К биологическим факторам плесневые грибки, насекомых и грызунов. Важнейшей группой биологических факторов являются плесневые грибки. Основной фактор их развития: высокая влажность (80-100%), наличие естественных или искусственных высокомолекулярных соединений для питания (полимеров) и мягкая освещенность помещений.

Изоляционные материалы на основе целлюлозы при воздействии плесневых грибков ухудшают свои механические и электрические параметры и могут разрушаться.

Опасность летающих насекомых состоит в том, что они летят на источники тепла и света и погибают, тем самым могут нарушать работу контактов. А при высокой влажности кроме коррозии образуют питательную среду для развития плесневых грибков. В связи с этим вентиляционные и другие отверстии следует закрывать мелкой сеткой.

Для РЭА, работающей в тропических условиях наиболее опасными являются термиты. Они поедают преимущественно деревянные детали и пластмассы с деревянными наполнителями. Наиболее эффективная защита от термитов – бетонный фундамент зданий, пропитка фунгистатическими составами деревянных материалов и специальные пластмассы.

Грызуны (крысы, мыши) представляют опасность для кабелей в пластмассовой и неармированной резиновой изоляции. Для защиты изоляции применяют стальную оплетку, но обычно повреждения кабелей и проводов не превышают 2%, поэтому целесообразнее устранять случайные повреждения, нежели применять дорогостоящие защитные мероприятия.