Wpływ niskiego ciśnienia atmosferycznego (powyżej 2000 m n.p.m.) na stan bezpieczeństwa produktów elektronicznych

1,Materiały izolacyjne w polu elektrycznym również ulegną zniszczeniu z powodu wytrzymałości izolacji i utracie właściwości izolacyjnych, wtedy nastąpi zjawisko przebicia izolacji.

Normy GB4943 i GB8898 określają prześwit elektryczny, drogę upływu i odległość penetracji izolacji zgodnie z istniejącymi wynikami badań, ale na te media mają wpływ warunki środowiskowe, na przykład temperatura, wilgotność, ciśnienie powietrza, poziom zanieczyszczenia itp. Zmniejszą wytrzymałość izolacji lub awarii, wśród których ciśnienie powietrza ma najbardziej oczywisty wpływ na luz elektryczny.

Gaz wytwarza naładowane cząstki na dwa sposoby: jednym z nich jest jonizacja kolizyjna, w której atomy w gazie zderzają się z cząsteczkami gazu, aby uzyskać energię i przeskoczyć z niskiego do wysokiego poziomu energii.Kiedy ta energia przekroczy określoną wartość, atomy ulegają jonizacji, tworząc wolne elektrony i jony dodatnie. Druga to jonizacja powierzchniowa, w której elektrony lub jony działają na powierzchnię ciała stałego, przekazując wystarczającą ilość energii elektronom na powierzchni ciała stałego, tak aby te elektrony uzyskać wystarczającą ilość energii, aby przekroczyć barierę energii potencjalnej powierzchni i opuścić powierzchnię.

Pod działaniem określonej siły pola elektrycznego elektron leci z katody do anody i po drodze ulegnie jonizacji kolizyjnej.Po pierwszym zderzeniu z gazowym elektronem, które powoduje jonizację, masz dodatkowy wolny elektron.Dwa elektrony są jonizowane przez zderzenia, gdy lecą w kierunku anody, więc po drugim zderzeniu mamy cztery wolne elektrony.Te cztery elektrony powtarzają tę samą kolizję, która tworzy więcej elektronów, tworząc lawinę elektronów.

Zgodnie z teorią ciśnienia powietrza, gdy temperatura jest stała, ciśnienie powietrza jest odwrotnie proporcjonalne do średniego swobodnego skoku elektronów i objętości gazu.Gdy wysokość wzrasta, a ciśnienie powietrza maleje, średni skok swobodny naładowanych cząstek wzrasta, co przyspieszy jonizację gazu, a więc napięcie przebicia gazu maleje.

Zależność między napięciem a ciśnieniem jest następująca:

Do tego: P — Ciśnienie powietrza w punkcie pracy

P0— standardowe ciśnienie atmosferyczne

up—Zewnętrzne napięcie rozładowania izolacji w punkcie pracy

u0—Napięcie rozładowania zewnętrznej izolacji w standardowej atmosferze

n — Charakterystyczny wskaźnik napięcia wyładowania zewnętrznej izolacji malejącego wraz ze spadkiem ciśnienia

Co do wielkości wskaźnika charakterystycznego n wartości malejącego napięcia wyładowania izolacji zewnętrznej, obecnie nie ma jednoznacznych danych, a do weryfikacji potrzebna jest duża liczba danych i badań, ze względu na różnice w metodach badań, w tym jednorodność pola elektrycznego, spójność warunków środowiskowych, kontrola odległości wyładowania i dokładność obróbki narzędzi testowych wpłynie na dokładność testu i danych.

Przy niższym ciśnieniu barometrycznym napięcie przebicia maleje.Dzieje się tak, ponieważ gęstość powietrza maleje wraz ze spadkiem ciśnienia, więc napięcie przebicia spada, aż zadziała efekt zmniejszania się gęstości elektronów, gdy gaz staje się cieńszy. Następnie napięcie przebicia wzrasta, aż próżnia nie może być spowodowana przewodzeniem gazu załamanie.Zależność między napięciem przebicia ciśnienia a gazem jest ogólnie opisana przez prawo Bashena.

Za pomocą prawa Baschena i dużej liczby testów, po zebraniu i przetworzeniu danych, uzyskuje się wartości korekcji napięcia przebicia i przerwy elektrycznej w różnych warunkach ciśnienia powietrza.

Patrz Tabela 1 i Tabela 2

Ciśnienie powietrza (kPa)

79,5

75

70

67

61,5

58,7

55

Wartość modyfikacji (n)

0,90

0,89

0,93

0,95

0,89

0,89

0,85

Tabela 1 Korekta napięcia przebicia przy różnym ciśnieniu barometrycznym

Wysokość (m) Ciśnienie barometryczne (kPa) Współczynnik korygujący (n)

2000

80,0

1.00

3000

70,0

1.14

4000

62,0

1.29

5000

54,0

1.48

6000

47,0

1,70

Tabela 2 Wartości korekcji luzu elektrycznego w różnych warunkach ciśnienia powietrza

2, Wpływ niskiego ciśnienia na wzrost temperatury produktu.

Produkty elektroniczne podczas normalnej pracy wytwarzają pewną ilość ciepła, wytwarzane ciepło, a różnica między temperaturą otoczenia nazywana jest wzrostem temperatury.Nadmierny wzrost temperatury może spowodować oparzenia, pożar i inne zagrożenia. Dlatego odpowiednie wartości graniczne są określone w GB4943, GB8898 i innych normach bezpieczeństwa, których celem jest zapobieganie potencjalnym zagrożeniom spowodowanym nadmiernym wzrostem temperatury.

Wysokość nad poziomem morza wpływa na wzrost temperatury produktów grzewczych.Wzrost temperatury zmienia się mniej więcej liniowo wraz z wysokością, a nachylenie zmiany zależy od struktury produktu, rozpraszania ciepła, temperatury otoczenia i innych czynników.

Rozpraszanie ciepła produktów termicznych można podzielić na trzy formy: przewodzenie ciepła, konwekcyjne rozpraszanie ciepła i promieniowanie cieplne.Rozpraszanie ciepła dużej liczby produktów grzewczych zależy głównie od konwekcyjnej wymiany ciepła, to znaczy ciepło produktów grzewczych zależy od pola temperatury generowanego przez sam produkt, aby pokonać gradient temperatury powietrza wokół produktu.Na wysokości 5000m współczynnik przenikania ciepła jest o 21% niższy od wartości na poziomie morza, a ciepło przekazywane przez konwekcyjne oddawanie ciepła jest również o 21% mniejsze.Osiągnie 40% na 10 000 metrów.Zmniejszenie wymiany ciepła przez konwekcyjne odprowadzanie ciepła będzie prowadzić do wzrostu temperatury produktu.

Wraz ze wzrostem wysokości spada ciśnienie atmosferyczne, co powoduje wzrost współczynnika lepkości powietrza i spadek wymiany ciepła.Dzieje się tak, ponieważ konwekcyjne przenoszenie ciepła w powietrzu jest przenoszeniem energii poprzez zderzenia molekularne; wraz ze wzrostem wysokości ciśnienie atmosferyczne spada, a gęstość powietrza maleje, co powoduje zmniejszenie liczby cząsteczek powietrza i zmniejszenie wymiany ciepła.

Ponadto istnieje jeszcze jeden czynnik wpływający na konwekcyjne rozpraszanie ciepła przepływu wymuszonego, to znaczy, że spadkowi gęstości powietrza towarzyszyć będzie spadek ciśnienia atmosferycznego. Zmniejszenie gęstości powietrza wpływa bezpośrednio na rozpraszanie ciepła wymuszonego przepływu konwekcyjnego rozpraszania ciepła .Odprowadzanie ciepła przez konwekcję z wymuszonym przepływem opiera się na przepływie powietrza w celu odebrania ciepła.Ogólnie rzecz biorąc, wentylator chłodzący używany przez silnik utrzymuje niezmieniony strumień objętości powietrza przepływającego przez silnik. Wraz ze wzrostem wysokości masowe natężenie przepływu strumienia powietrza maleje, nawet jeśli objętość strumienia powietrza pozostaje taka sama, ponieważ gęstość powietrza maleje.Ponieważ ciepło właściwe powietrza można uznać za stałe w zakresie temperatur związanych ze zwykłymi problemami praktycznymi, jeśli przepływ powietrza wzrośnie o tę samą temperaturę, ciepło pochłaniane przez przepływ masowy zostanie zmniejszone, co niekorzystnie wpłynie na produkty grzewcze przez akumulację, a wzrost temperatury produktów będzie wzrastał wraz ze spadkiem ciśnienia atmosferycznego.

Wpływ ciśnienia powietrza na wzrost temperatury próbki, a zwłaszcza elementu grzejnego, ustala się porównując wyświetlacz i adapter w różnych warunkach temperaturowych i ciśnieniowych, zgodnie z opisaną powyżej teorią wpływu ciśnienia powietrza na temperaturę, W warunkach niskiego ciśnienia temperatura elementu grzejnego nie jest łatwa do rozproszenia ze względu na zmniejszenie liczby cząsteczek w obszarze kontrolnym, co powoduje zbyt wysoki lokalny wzrost temperatury. Ta sytuacja ma niewielki wpływ na osoby niesamodzielne elementy grzejne, ponieważ ciepło elementów nienagrzewających się jest przenoszone z elementu grzejnego, więc wzrost temperatury przy niskim ciśnieniu jest mniejszy niż w temperaturze pokojowej.

3.Wniosek

Dzięki badaniom i eksperymentom wyciągnięto następujące wnioski.Po pierwsze, zgodnie z prawem Baschena, wartości korekcji napięcia przebicia i przerwy elektrycznej w różnych warunkach ciśnienia powietrza są podsumowywane eksperymentalnie.Oba są wzajemnie oparte i względnie ujednolicone. Po drugie, zgodnie z pomiarem wzrostu temperatury adaptera i wyświetlacza w różnych warunkach ciśnienia powietrza, wzrost temperatury i ciśnienie powietrza mają zależność liniową, a dzięki obliczeniom statystycznym równanie liniowe można uzyskać wzrost temperatury i ciśnienie powietrza w różnych częściach.Weź adapter jako przykład. Współczynnik korelacji między wzrostem temperatury a ciśnieniem powietrza wynosi -0,97 zgodnie z metodą statystyczną, co oznacza wysoką korelację ujemną.Szybkość zmian wzrostu temperatury polega na tym, że wzrost temperatury wzrasta o 5-8% na każde 1000 m wzrostu wysokości.Dlatego te dane testowe służą wyłącznie jako odniesienie i należą do analizy jakościowej.Rzeczywisty pomiar jest potrzebny do sprawdzenia właściwości produktu podczas specyficznej detekcji.


Czas postu: 27-04-2023