Vplyv nízkeho atmosférického tlaku (nad 2000 m nad morom) na bezpečnostný výkon elektronických produktov

1, Izolačné materiály v elektrickom poli sa tiež zničia kvôli svojej izolačnej sile a stratia kvôli izolačnému výkonu, potom dôjde k javu rozpadu izolácie.

Normy GB4943 a GB8898 stanovujú elektrickú vzdialenosť, povrchovú vzdialenosť a vzdialenosť prieniku izolácie podľa existujúcich výsledkov výskumu, ale tieto médiá sú ovplyvnené podmienkami prostredia, napríklad teplota, vlhkosť, tlak vzduchu, úroveň znečistenia atď., znížia pevnosť izolácie alebo porucha, medzi ktorými má tlak vzduchu najzreteľnejší vplyv na elektrickú vôľu.

Plyn produkuje nabité častice dvoma spôsobmi: jedným je kolízna ionizácia, pri ktorej sa atómy v plyne zrážajú s časticami plynu, aby získali energiu a preskočili z nízkej úrovne energie na vysokú.Keď táto energia prekročí určitú hodnotu, atómy sa ionizujú na voľné elektróny a kladné ióny. Druhou je povrchová ionizácia, pri ktorej elektróny alebo ióny pôsobia na pevný povrch, aby preniesli dostatok energie na elektróny na pevnom povrchu, takže tieto elektróny získať dostatok energie, aby prekročili povrchovú potenciálnu energetickú bariéru a opustili povrch.

Pôsobením určitej sily elektrického poľa preletí elektrón z katódy na anódu a po ceste podstúpi kolíziovú ionizáciu.Po prvej zrážke s plynovým elektrónom, ktorá spôsobí ionizáciu, máte voľný elektrón navyše.Dva elektróny sú ionizované zrážkami, keď letia smerom k anóde, takže po druhej zrážke máme štyri voľné elektróny.Tieto štyri elektróny opakujú rovnakú zrážku, čím sa vytvorí viac elektrónov, čím sa vytvorí elektrónová lavína.

Podľa teórie tlaku vzduchu, keď je teplota konštantná, tlak vzduchu je nepriamo úmerný priemernému voľnému zdvihu elektrónov a objemu plynu.Keď sa výška zvýši a tlak vzduchu sa zníži, priemerný voľný zdvih nabitých častíc sa zvýši, čo urýchli ionizáciu plynu, takže prierazné napätie plynu sa zníži.

Vzťah medzi napätím a tlakom je:

Do toho: P – tlak vzduchu v bode prevádzky

P0-štandardný atmosférický tlak

Up— Externé vybíjacie napätie izolácie v pracovnom bode

U0— Vybíjacie napätie vonkajšej izolácie pri štandardnej atmosfére

n — Charakteristický index externého izolačného výbojového napätia klesajúceho s klesajúcim tlakom

Pokiaľ ide o veľkosť klesajúcej hodnoty charakteristického indexu n vonkajšieho izolačného výbojového napätia, v súčasnosti neexistujú jednoznačné údaje a na overenie je potrebné veľké množstvo údajov a testov z dôvodu rozdielov v testovacích metódach vrátane jednotnosti elektrického poľa, konzistencia podmienok prostredia, kontrola vzdialenosti vybíjania a presnosť obrábania testovacích nástrojov ovplyvnia presnosť testu a údajov.

Pri nižšom barometrickom tlaku klesá prierazné napätie.Je to preto, že hustota vzduchu klesá so znižujúcim sa tlakom, takže prierazné napätie klesá, kým funguje efekt znižovania hustoty elektrónov, keď sa plyn stáva redším. Potom prierazné napätie stúpa, až kým vákuum nemôže byť spôsobené vedením plynu. zlomiť.Vzťah medzi napätím prierazu tlaku a plynom je všeobecne opísaný Bashenovým zákonom.

Pomocou Baschenovho zákona a veľkého počtu testov sa po zbere a spracovaní údajov získajú korekčné hodnoty prierazného napätia a elektrickej medzery pri rôznych podmienkach tlaku vzduchu.

Pozri tabuľku 1 a tabuľku 2

Tlak vzduchu (kPa)

79,5

75

70

67

61,5

58,7

55

Hodnota modifikácie (n)

0,90

0,89

0,93

0,95

0,89

0,89

0,85

Tabuľka 1 Korekcia prierazného napätia pri rôznom barometrickom tlaku

Nadmorská výška (m) Barometrický tlak (kPa) Korekčný faktor (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

Tabuľka 2 Korekčné hodnoty elektrickej vôle pri rôznych podmienkach tlaku vzduchu

2, Vplyv nízkeho tlaku na zvýšenie teploty produktu.

Elektronické produkty pri normálnej prevádzke budú produkovať určité množstvo tepla, vzniknuté teplo a rozdiel medzi teplotou okolia sa nazýva nárast teploty.Nadmerné zvýšenie teploty môže spôsobiť popáleniny, požiar a iné riziká. Zodpovedajúca limitná hodnota je preto stanovená v GB4943, GB8898 a iných bezpečnostných normách, ktorých cieľom je predchádzať potenciálnym nebezpečenstvám spôsobeným nadmerným nárastom teploty.

Nárast teploty vykurovacích produktov je ovplyvnený nadmorskou výškou.Nárast teploty sa mení zhruba lineárne s nadmorskou výškou a sklon zmeny závisí od štruktúry produktu, rozptylu tepla, okolitej teploty a ďalších faktorov.

Odvod tepla tepelných produktov možno rozdeliť do troch foriem: vedenie tepla, odvod tepla konvekciou a tepelné žiarenie.Rozptyl tepla veľkého množstva vykurovacích produktov závisí hlavne od konvekčnej výmeny tepla, to znamená, že teplo vykurovacích produktov závisí od teplotného poľa generovaného samotným produktom, aby sa pohybovalo teplotným gradientom vzduchu okolo produktu.Vo výške 5000 m je súčiniteľ prestupu tepla o 21 % nižší ako hodnota na hladine mora a o 21 % nižšie je aj odovzdávané teplo konvekčným odvodom tepla.Vo výške 10 000 metrov dosiahne 40 %.Zníženie prenosu tepla konvekčným odvodom tepla povedie k zvýšeniu nárastu teploty produktu.

Pri zvyšovaní výšky sa atmosférický tlak znižuje, čo má za následok zvýšenie koeficientu viskozity vzduchu a zníženie prestupu tepla.Je to preto, že konvekčný prenos tepla vzduchom je prenos energie prostredníctvom molekulárnej kolízie;S rastúcou výškou klesá atmosférický tlak a znižuje sa hustota vzduchu, čo vedie k zníženiu počtu molekúl vzduchu a k zníženiu prenosu tepla.

Okrem toho existuje ďalší faktor ovplyvňujúci konvekčný odvod tepla núteného prúdenia, a to, že zníženie hustoty vzduchu bude sprevádzané poklesom atmosférického tlaku. Zníženie hustoty vzduchu priamo ovplyvňuje odvod tepla núteného prúdenia odvod tepla konvekciou. .Nútené prúdenie konvekčného rozptylu tepla závisí od prúdenia vzduchu, ktorý odoberá teplo.Vo všeobecnosti chladiaci ventilátor používaný motorom udržuje objemový prietok vzduchu prúdiaceho cez motor nezmenený,S rastúcou výškou klesá hmotnostný prietok prúdu vzduchu, aj keď objem prúdu vzduchu zostáva rovnaký, pretože hustota vzduchu klesá.Keďže merné teplo vzduchu možno považovať za konštantné v rozsahu teplôt, ktoré sa vyskytujú pri bežných praktických problémoch, ak sa prietok vzduchu zvýši o rovnakú teplotu, teplo absorbované hmotnostným tokom sa zníži, bude to nepriaznivo ovplyvnené vykurovacími produktmi. akumuláciou a zvýšenie teploty produktov bude stúpať so znížením atmosférického tlaku.

Vplyv tlaku vzduchu na zvýšenie teploty vzorky, najmä na vykurovacom telese, sa zisťuje porovnaním displeja a adaptéra pri rôznych teplotných a tlakových podmienkach podľa vyššie opísanej teórie vplyvu tlaku vzduchu na teplotu, V podmienkach nízkeho tlaku nie je ľahké rozptýliť teplotu vykurovacieho telesa v dôsledku zníženia počtu molekúl v regulačnej oblasti, čo má za následok príliš vysoký lokálny nárast teploty. vykurovacích telies, pretože teplo nesamoohrievacích telies sa prenáša z vykurovacieho telesa, takže nárast teploty pri nízkom tlaku je nižší ako pri izbovej teplote.

3.Záver

Prostredníctvom výskumu a experimentu sa dospelo k nasledujúcim záverom.Po prvé, na základe Baschenovho zákona sú pomocou experimentov zhrnuté korekčné hodnoty prierazného napätia a elektrickej medzery pri rôznych podmienkach tlaku vzduchu.Tieto dva sú vzájomne založené a relatívne zjednotené;Po druhé, podľa merania nárastu teploty adaptéra a displeja pri rôznych podmienkach tlaku vzduchu majú nárast teploty a tlak vzduchu lineárny vzťah a prostredníctvom štatistického výpočtu lineárna rovnica nárastu teploty a tlaku vzduchu v rôznych častiach.Vezmite adaptér ako príklad, korelačný koeficient medzi nárastom teploty a tlakom vzduchu je -0,97 podľa štatistickej metódy, čo je vysoká negatívna korelácia.Rýchlosť zmeny nárastu teploty spočíva v tom, že nárast teploty sa zvýši o 5-8% na každých 1000 metrov nadmorskej výšky.Preto sú tieto testovacie údaje len orientačné a patria do kvalitatívnej analýzy.Aktuálne meranie je potrebné na kontrolu vlastností produktu počas špecifickej detekcie.


Čas odoslania: 27. apríla 2023