电器与环境

　　1 前言

　　过去，当人们提到电器与环境的关系时，常指环境因素，如温度、湿度、海拔、污染等级等对电器的影响。随着人们环保意识的增强，为了保护环境，实现社会可持续性发展战略，电器与环境的关系不再是单方向的，在重视环境对电器影响的同时，也逐渐重视电器对周围环境的影响。例如，低压电器IEC委员会将修正 IEC60947－1标准[1]，标准要求在进行低压电器设计、制造及使用时应考虑电器产品对环境的影响，将不利因素降低到最低水平，并提出了环境的评估、产品环保设计等有效方法。环境保护指标将成为打开世界贸易的钥匙，各生产厂商为树立企业环保形象，提高产品在国内外市场的竞争能力，纷纷将电器的节能性、环保性列为产品性能的重要指标。因此，大量的“环保电器”、“绿色电器”应运而生。虽然，目前对绿色电器还没有形成一个定量的衡量标准，但它已成为产品符合环境保护标准的标志，定性地应具有如下几个特征：1电器在制造、运行过程中对物理环境及电网环境造成的污染应在标准规定的范围之内，且寿命期后，可回收利用；2电器在运行中电能损耗尽可能低，效率达到一定指标；3电器经优化设计，使用原材料节省，性价比较高。

　　本文将从上述几个方面出发，阐述电器与环境之间的关系，为电器的设计、生产与使用提供参考。

　　2 电器与物理环境

　　2.1 电器设计与物理环境

　　随着人们对生存环境关注程度的增加，提出了“为环境而设计”（Design for Environment）的口号[2]。过去人们普遍认为，将环境因素考虑至电器的设计中将降低利润，牺牲企业利益。现这种观点已过时，可以预言，如果不实现绿色设计，即不实行以环境保护为指导思想的设计，那么产品进入国际市场的资格迟早将被取消。因此，有远见卓识的企业家将产品的环保性作为新一轮竞争的法宝，将环保指标列为设计的重要项目是企业明智的选择。

　　电器设计者在考虑物理环境因素时，首先应是电器材料的选择。其原则是所选材料不仅应具有良好的机械及电性能，而且应对环境无污染，且寿命期后，可回收利用。为达到这一目的，科技工作者研制出了各种环保型材料（包括绝缘材料）用以代替原先非环保型材料。如ABB、西门子、金钟－默勒等公司的电器产品均采用了巴斯夫的塑料技术，巴斯夫的阻燃尼龙66除具有低密度、低成本、高电性能外，它还是一个采用非卤素阻燃剂的环保产品。再如，在绝缘介质方面，现代开关电器已逐渐淘汰了有爆炸危险且会因泄露而造成环境污染的油介质，在中等电压等级下全面推广对环境无污染的真空开关；而在高电压等级下，采用真空介质还有一定的技术难度而不得不继续使用SF6气体介质时，人们研制了气体监控与回收体系[3]。此外，人们还在继续探索新的“绿色”绝缘介质。如国外最新研制出两种新型的环保型难燃绝缘介质：β液（Beta Fluid）及E液(Envirotemp Fr3)。它们具有燃点高、无毒、对环境无污染等特性，可用于环保型变压器及开关设备中。

　　2.2 电器制造与物理环境

　　在产品的生产制造过程中难免会产生各种废物，它们对环境的危害很大，甚至会对人类健康带来极大的危害。因此，如何减少废物的产生及如何处理废物，实现“绿色制造”是环境保护的重要方面。

　　由电器、仪器仪表的制造工业所带来的固体废物主要有：金属、玻璃、木材、橡胶、塑料、化学药剂、研磨料、陶瓷、绝缘材料等[4]。减少这些废物的产生，实现无废、少废的方法主要有：改革生产过程、革新工厂设备、用无害材料代替有害材料等。

[$page]　　我国加入世界贸易组织的日期已日趋临近，为了适应我国电器产品走向国际市场的要求，必须顺应国际环保的发展趋势，遵照国际惯例，不仅在全行业开展 ISO9000质量管理体系认证，而且还要按照ISO14000标准建立环境管理体系。加强企业环境管理，减少污染物的产生和排放，减少和消除生产制造过程对环境的影响。只有这样，才能拓展国际市场，提高我国电器产品在国际市场的竞争力。

　　2.3 电器运行与物理环境

　　电器的运行有时会对人体或环境造成一定的影响，如产生有害物质污染环境，产生噪声影响人们正常生活及生产等。因此，人们正努力将电器运行时对人体和环境造成的影响降至最低水平。如前所述，由于开关的油介质会因泄露而造成环境污染，并且有爆炸的危险，危害人身安全，因此，人们已设法用其他绝缘介质代替它；再如，SF6电器设备越来越引起人们的议论，虽然SF6气体耐电强度高、灭弧能力强，是理想的绝缘和灭弧介质。但目前已查明，SF6是一种温室气体，它在电弧放电时会分解为有害的SOF2及SF4等物质。虽然有关人士就SF6对大气的影响进行了调查研究，认为SF6对整个人为温室效应的相对影响可以忽略不计，对臭氧层减少没有影响，只要采取适当措施回收利用，可保证人身安全[5]。但人们仍试图寻找新的绿色高压绝缘介质以取代SF6。

　　开关电器中的触头材料，如AgCdO在电弧作用下有时会产生有害的金属蒸气，造成环境污染并危害人体健康。现已研制出AgSnO2，并用之替代AgCdO触头材料。

　　电器运行时产生的噪声污染也是不容忽视的问题。其中较普遍、较严重的是交流电磁铁运行时发出的噪声，其根源是铁芯励磁时硅钢片产生的磁致伸缩，这些恼人的噪声不仅危害人体的身心健康，而且还降低工作效率。因此，人们采用无声运行技术以消除或减轻此类噪声。