低(di)溫(wen)(wen)(wen)真(zhen)空(kong)環境設(she)備(bei)中(zhong)常(chang)見的(de)電氣(qi)故(gu)障主要集中(zhong)在溫(wen)(wen)(wen)度(du)、濕度(du)、真(zhen)空(kong)度(du)等極端(duan)(duan)條件下(xia)的(de)電氣(qi)性能問(wen)(wen)題。低(di)溫(wen)(wen)(wen)環境對電氣(qi)元件、導線(xian)絕緣、連接(jie)(jie)器及電路(lu)板等的(de)影(ying)響尤為(wei)明顯。電氣(qi)元件在低(di)溫(wen)(wen)(wen)下(xia)可能出現(xian)斷路(lu)、短路(lu)、接(jie)(jie)觸(chu)不良等故(gu)障。常(chang)見的(de)故(gu)障類型(xing)包括接(jie)(jie)線(xian)端(duan)(duan)子老化、接(jie)(jie)觸(chu)不良、絕緣材料(liao)的(de)破裂(lie)或(huo)脆化、電路(lu)板因溫(wen)(wen)(wen)差導致的(de)翹(qiao)曲等問(wen)(wen)題。這些問(wen)(wen)題通(tong)常(chang)會導致設(she)備(bei)無法正常(chang)工作，甚至造成設(she)備(bei)損(sun)壞或(huo)系(xi)統停運(yun)。針對這些故(gu)障，有一系(xi)列的(de)解(jie)決方法可以(yi)有效延長(chang)設(she)備(bei)的(de)使(shi)用壽(shou)命和穩定性，避(bi)免因電氣(qi)問(wen)(wen)題而影(ying)響實驗(yan)或(huo)運(yun)行(xing)的(de)順利進行(xing)。

　　1. 電氣元件(jian)溫度(du)適應(ying)問題

　　低(di)(di)溫(wen)(wen)環境(jing)下(xia)，電(dian)(dian)(dian)氣元件(jian)如電(dian)(dian)(dian)容(rong)(rong)(rong)、電(dian)(dian)(dian)阻、繼電(dian)(dian)(dian)器和開(kai)關等，往往會(hui)因(yin)溫(wen)(wen)度驟降而失效。以電(dian)(dian)(dian)解電(dian)(dian)(dian)容(rong)(rong)(rong)為(wei)例(li)，它在低(di)(di)溫(wen)(wen)下(xia)的(de)電(dian)(dian)(dian)容(rong)(rong)(rong)量會(hui)顯著下(xia)降，通常在-40°C以下(xia)，電(dian)(dian)(dian)解電(dian)(dian)(dian)容(rong)(rong)(rong)的(de)電(dian)(dian)(dian)容(rong)(rong)(rong)量會(hui)減少30%-50%。此外，低(di)(di)溫(wen)(wen)還會(hui)影(ying)響電(dian)(dian)(dian)解電(dian)(dian)(dian)容(rong)(rong)(rong)內部的(de)電(dian)(dian)(dian)解液流動性，導致電(dian)(dian)(dian)容(rong)(rong)(rong)漏電(dian)(dian)(dian)或無法放電(dian)(dian)(dian)。為(wei)了(le)解決這一問(wen)題(ti)，可選用適(shi)合低(di)(di)溫(wen)(wen)環境(jing)的(de)元件(jian)，如聚酯(zhi)電(dian)(dian)(dian)容(rong)(rong)(rong)或陶瓷電(dian)(dian)(dian)容(rong)(rong)(rong)，這些元件(jian)在低(di)(di)溫(wen)(wen)下(xia)表現穩(wen)定，尤其(qi)適(shi)用于低(di)(di)于-55°C的(de)工作環境(jing)。

　　繼(ji)電器和開(kai)關等(deng)機(ji)械部(bu)件(jian)在低(di)(di)溫(wen)下會(hui)受到(dao)摩擦力增大的影響，導致開(kai)關動作不靈敏或(huo)卡(ka)滯。為此(ci)，選用專為低(di)(di)溫(wen)環(huan)境設(she)計(ji)的繼(ji)電器，例如采(cai)用氟化物密封的繼(ji)電器，可以有效避免低(di)(di)溫(wen)對其運動部(bu)件(jian)的影響。此(ci)外，低(di)(di)溫(wen)環(huan)境下連接(jie)器的接(jie)觸電阻(zu)可能會(hui)增加，導致接(jie)觸不良或(huo)開(kai)路現象。使用不銹鋼或(huo)銀(yin)鍍(du)層的連接(jie)器可以減小這(zhe)一問(wen)題(ti)的發生。

　　2. 電氣(qi)設備的絕(jue)緣問題

　　在低溫(wen)真空環境(jing)中，絕緣(yuan)材(cai)料(liao)(liao)的性能可能會顯著(zhu)下(xia)降。許多(duo)常規絕緣(yuan)材(cai)料(liao)(liao)，如PVC、橡膠(jiao)等，容易(yi)在低溫(wen)下(xia)變硬或脆化，從而失去其電(dian)(dian)氣(qi)絕緣(yuan)功能。這些材(cai)料(liao)(liao)在溫(wen)度(du)(du)變化過(guo)大時，可能會導致(zhi)電(dian)(dian)氣(qi)短路或漏電(dian)(dian)現象(xiang)。例如，PVC材(cai)料(liao)(liao)在-40°C時，其機械強度(du)(du)下(xia)降40%以(yi)上，容易(yi)導致(zhi)電(dian)(dian)纜外皮裂開，甚至引發(fa)電(dian)(dian)氣(qi)事(shi)故。

　　為了避免(mian)這(zhe)種(zhong)情(qing)況，通常(chang)使用聚(ju)四(si)氟乙(yi)烯(xi)(PTFE)或氟化乙(yi)烯(xi)丙烯(xi)(FEP)等低溫絕(jue)緣材(cai)料(liao)。這(zhe)些(xie)材(cai)料(liao)在低溫下依然(ran)保(bao)持較好的柔韌性和絕(jue)緣性能，能夠有效防止電氣短(duan)路或其(qi)他電氣故障(zhang)。在真空環境中，材(cai)料(liao)的氣體(ti)釋放量(liang)也必須(xu)非常(chang)低，因(yin)此選材(cai)時需特別注意這(zhe)一點，避免(mian)材(cai)料(liao)揮(hui)發或出(chu)氣影響真空度。

　　3. 電路(lu)板(ban)翹曲與開路(lu)問題

　　電(dian)路板(ban)(ban)在(zai)低(di)(di)溫(wen)下可能會因溫(wen)差變化產生翹曲或(huo)開裂(lie)。特(te)別是(shi)在(zai)低(di)(di)溫(wen)快速啟動或(huo)急(ji)速降溫(wen)時，電(dian)路板(ban)(ban)和元(yuan)件之(zhi)間的熱膨(peng)脹系數(shu)差異容易導致(zhi)焊點開裂(lie)或(huo)元(yuan)件脫落。溫(wen)差過大時，PCB(印刷電(dian)路板(ban)(ban))可能因應力過大而出現(xian)裂(lie)紋或(huo)分層現(xian)象。以常見的FR4基板(ban)(ban)為例，其在(zai)低(di)(di)溫(wen)環境下的物理性質會發生較大變化，在(zai)-50°C時，FR4基板(ban)(ban)的彈性模量增加，導致(zhi)電(dian)路板(ban)(ban)發生較大形變，進而引發電(dian)氣(qi)故障(zhang)。

　　為減少(shao)這(zhe)一問(wen)題的(de)發(fa)生，建議采(cai)用具有較低熱膨脹系(xi)數的(de)基板(ban)材料，如聚酰亞胺(PI)或金屬基電路板(ban)(MCPCB)。這(zhe)些(xie)材料不僅(jin)在(zai)低溫(wen)(wen)下保(bao)持較好的(de)穩(wen)定性，還能(neng)夠適應大溫(wen)(wen)差環境，減少(shao)開裂(lie)(lie)或翹曲的(de)風險(xian)。此外(wai)，對(dui)于電路板(ban)上的(de)焊(han)點，應選(xuan)擇適應低溫(wen)(wen)的(de)無鉛焊(han)料，這(zhe)些(xie)焊(han)料在(zai)低溫(wen)(wen)環境下表現更加穩(wen)定，不容易發(fa)生開裂(lie)(lie)或脫落。

　　4. 連(lian)接(jie)(jie)和接(jie)(jie)線端子問題

　　在(zai)低(di)溫(wen)真空環境下，接(jie)(jie)(jie)線端(duan)子(zi)和連接(jie)(jie)(jie)線容易發生接(jie)(jie)(jie)觸不良或松(song)動等故障。通常情況(kuang)下，接(jie)(jie)(jie)線端(duan)子(zi)由于(yu)長期受到冷卻的影響，可能(neng)會導致金屬表(biao)面產生氧化或腐蝕，進(jin)而(er)增加接(jie)(jie)(jie)觸電阻(zu)。特別(bie)是在(zai)低(di)溫(wen)下，金屬的導電性能(neng)下降(jiang)，接(jie)(jie)(jie)觸不良問題(ti)更為(wei)嚴(yan)重。為(wei)了避免此類(lei)問題(ti)，應選擇金屬表(biao)面經(jing)過特殊(shu)處理的接(jie)(jie)(jie)線端(duan)子(zi)，如鍍(du)金或鍍(du)銀端(duan)子(zi)，這(zhe)些端(duan)子(zi)在(zai)低(di)溫(wen)下能(neng)夠保(bao)持較好的接(jie)(jie)(jie)觸性。

 　　另外，低(di)溫(wen)環境下接(jie)(jie)線(xian)端(duan)子(zi)容易(yi)因熱脹冷縮(suo)產生松(song)動，導致(zhi)電(dian)路斷開或(huo)出現閃斷現象。為了防止這一(yi)問題，建議使用(yong)螺紋固定或(huo)焊接(jie)(jie)方式連接(jie)(jie)接(jie)(jie)線(xian)端(duan)子(zi)，而避(bi)免使用(yong)壓(ya)接(jie)(jie)等易(yi)松(song)動的方式。選擇適合低(di)溫(wen)的絕(jue)緣(yuan)材(cai)料(liao)也(ye)非(fei)常重(zhong)要，例如使用(yong)硅橡(xiang)膠絕(jue)緣(yuan)套管，以保證在低(di)溫(wen)下仍能保持良好(hao)的絕(jue)緣(yuan)性能。

　　5. 濕度和真空度對電氣設(she)備的影響

　　在低溫真空環境中，濕(shi)(shi)度(du)對(dui)電(dian)(dian)氣(qi)(qi)設(she)備的(de)影響(xiang)也不可忽視。高(gao)濕(shi)(shi)度(du)會導致電(dian)(dian)氣(qi)(qi)元(yuan)件表面(mian)發生(sheng)凝露或結冰現象(xiang)，進(jin)而影響(xiang)元(yuan)件的(de)性能。為了減少濕(shi)(shi)氣(qi)(qi)對(dui)電(dian)(dian)氣(qi)(qi)設(she)備的(de)影響(xiang)，必須確(que)保(bao)設(she)備在運行過(guo)程中保(bao)持低濕(shi)(shi)度(du)。可通過(guo)使用干(gan)燥劑(ji)或真空干(gan)燥設(she)備來確(que)保(bao)設(she)備環境的(de)干(gan)燥。此外，密(mi)封件和接頭(tou)需要嚴格防(fang)水防(fang)潮，以避免濕(shi)(shi)氣(qi)(qi)進(jin)入電(dian)(dian)氣(qi)(qi)設(she)備內部，造(zao)成電(dian)(dian)氣(qi)(qi)故(gu)障。

　　在真空(kong)環境中，空(kong)氣密度較低，電(dian)氣元件(jian)可(ke)能因為(wei)周圍氣壓下降而導致工作(zuo)參數變化。尤其是(shi)在一(yi)些(xie)特殊應用中，如低溫真空(kong)測試設(she)備(bei)，氣壓過低可(ke)能會影(ying)響繼電(dian)器的正常工作(zuo)。為(wei)此，可(ke)以(yi)通過精(jing)確控制(zhi)設(she)備(bei)的工作(zuo)壓力和(he)溫度，避免真空(kong)度過高(gao)或過低對電(dian)氣元件(jian)造成影(ying)響。