Utjecaj niskog atmosferskog tlaka (iznad 2000 m nadmorske visine) na sigurnosne performanse elektroničkih proizvoda

1,Izolacijski materijali u električnom polju također će biti uništeni zbog svoje izolacijske čvrstoće i izgubit će dužnu izolacijsku izvedbu, a zatim će doći do fenomena kvara izolacije.

Standardi GB4943 i GB8898 propisuju električni razmak, puznu stazu i udaljenost prodiranja izolacije prema postojećim rezultatima istraživanja, ali na ove medije utječu uvjeti okoline,Na primjer, temperatura, vlažnost, tlak zraka, razina onečišćenja itd., smanjit će čvrstoću izolacije ili kvara, među kojima tlak zraka ima najočitiji učinak na električni razmak.

Plin proizvodi nabijene čestice na dva načina: jedan je ionizacija sudarom, u kojoj se atomi u plinu sudaraju s česticama plina kako bi dobili energiju i skočili s niskih na visoke razine energije.Kada ta energija prijeđe određenu vrijednost, atomi se ioniziraju u slobodne elektrone i pozitivne ione。Druga je površinska ionizacija, u kojoj elektroni ili ioni djeluju na čvrstu površinu kako bi prenijeli dovoljno energije elektronima na čvrstoj površini, tako da ti elektroni dobiti dovoljno energije, tako da prijeđu površinsku potencijalnu energetsku barijeru i napuste površinu.

Pod djelovanjem određene sile električnog polja, elektron leti od katode do anode i usput će doživjeti ionizaciju pri sudaru.Nakon što prvi sudar s plinom elektrona uzrokuje ionizaciju, imate dodatni slobodni elektron.Dva elektrona su ionizirana sudarima dok lete prema anodi, tako da imamo četiri slobodna elektrona nakon drugog sudara.Ova četiri elektrona ponavljaju isti sudar, koji stvara više elektrona, stvarajući elektronsku lavinu.

Prema teoriji tlaka zraka, kada je temperatura konstantna, tlak zraka je obrnuto proporcionalan prosječnom slobodnom hodu elektrona i volumenu plina.Povećanjem visine i smanjenjem tlaka zraka povećava se prosječni slobodni hod nabijenih čestica, što će ubrzati ionizaciju plina, pa se smanjuje probojni napon plina.

Odnos između napona i pritiska je:

U to: P—tlak zraka u točki rada

P0- standardni atmosferski tlak

Up— Napon pražnjenja vanjske izolacije u radnoj točki

U0— Napon pražnjenja vanjske izolacije u standardnoj atmosferi

n—Karakteristični indeks vanjskog izolacijskog napona pražnjenja koji se smanjuje sa smanjenjem tlaka

Što se tiče veličine karakterističnog indeksa n vrijednosti vanjskog izolacijskog napona pražnjenja koja se smanjuje, trenutno nema jasnih podataka, a za provjeru je potreban velik broj podataka i ispitivanja, zbog razlika u ispitnim metodama, uključujući ujednačenost električnog polja,Konzistentnost uvjeta okoline, kontrola udaljenosti pražnjenja i točnost obrade ispitnog alata utjecat će na točnost testa i podataka.

Pri nižem barometarskom tlaku, probojni napon se smanjuje.To je zato što se gustoća zraka smanjuje kako se tlak smanjuje, tako da probojni napon pada sve dok ne djeluje učinak smanjenja gustoće elektrona kako plin postaje tanji。Nakon toga, probojni napon raste sve dok vakuum ne može biti uzrokovan provođenjem plina slom.Odnos između probojnog napona tlaka i plina općenito se opisuje Bashenovim zakonom.

Uz pomoć Baschenovog zakona i velikog broja testova, nakon prikupljanja i obrade podataka dobivaju se korekcijske vrijednosti probojnog napona i električnog raspora pri različitim uvjetima tlaka zraka.

Pogledajte tablicu 1 i tablicu 2

Tlak zraka (kPa)

79.5

75

70

67

61.5

58.7

55

Vrijednost izmjene (n)

0,90

0,89

0,93

0,95

0,89

0,89

0,85

Tablica 1. Korekcija probojnog napona pri različitim barometarskim tlakovima

Nadmorska visina(m) Barometarski tlak(kPa) Faktor korekcije(n)

2000. godine

80.0

1,00

3000

70.0

1.14

4000

62.0

1.29

5000

54.0

1.48

6000

47.0

1.70

Tablica 2. Vrijednosti korekcije električnog zazora pod različitim uvjetima tlaka zraka

2, Učinak niskog tlaka na porast temperature proizvoda.

Elektronički proizvodi u normalnom radu proizvest će određenu količinu topline, proizvedena toplina i razlika između temperature okoline naziva se porastom temperature.Pretjerano povećanje temperature može uzrokovati opekline, požar i druge rizike, stoga je odgovarajuća granična vrijednost propisana u GB4943, GB8898 i drugim sigurnosnim standardima, s ciljem sprječavanja potencijalnih opasnosti uzrokovanih pretjeranim porastom temperature.

Na porast temperature proizvoda za grijanje utječe nadmorska visina.Porast temperature varira otprilike linearno s nadmorskom visinom, a nagib promjene ovisi o strukturi proizvoda, rasipanju topline, temperaturi okoline i drugim čimbenicima.

Rasipanje topline toplinskih proizvoda može se podijeliti u tri oblika: provođenje topline, konvekcijsko rasipanje topline i toplinsko zračenje.Rasipanje topline velikog broja proizvoda za grijanje uglavnom ovisi o konvekcijskoj izmjeni topline, odnosno toplina proizvoda za grijanje ovisi o temperaturnom polju koje generira sam proizvod za kretanje temperaturnim gradijentom zraka oko proizvoda.Na visini od 5000 m koeficijent prolaza topline je 21% niži od vrijednosti na razini mora, a toplina prenesena konvektivnim odvođenjem također je 21% niža.Doći će do 40% na 10.000 metara.Smanjenje prijenosa topline konvektivnom disipacijom topline dovest će do porasta temperature proizvoda.

S povećanjem visine atmosferski tlak opada, što rezultira povećanjem koeficijenta viskoznosti zraka i smanjenjem prijenosa topline.To je zato što je konvektivni prijenos topline zrakom prijenos energije putem molekularnog sudara;Kako se visina povećava, atmosferski tlak opada, a gustoća zraka opada, što rezultira smanjenjem broja molekula zraka i smanjenjem prijenosa topline.

Osim toga, postoji još jedan čimbenik koji utječe na konvektivnu disipaciju topline prisilnog strujanja, to jest smanjenje gustoće zraka bit će popraćeno padom atmosferskog tlaka. Smanjenje gustoće zraka izravno utječe na disipaciju topline prisilnog strujanja konvekcijska disipacija topline .Prisilno strujanje konvekcije rasipanje topline oslanja se na protok zraka za oduzimanje topline.Općenito, ventilator za hlađenje koji koristi motor održava volumen protoka zraka koji struji kroz motor nepromijenjenim,Kako se visina povećava, maseni protok struje zraka opada, čak i ako volumen struje zraka ostaje isti, jer gustoća zraka se smanjuje.Budući da se specifična toplina zraka može smatrati konstantom u rasponu temperatura uključenih u uobičajene praktične probleme, ako protok zraka poveća istu temperaturu, toplina koju apsorbira maseni protok manje će se smanjiti, proizvodi zagrijavanja će imati negativan učinak akumulacijom, a porast temperature proizvoda će rasti sa smanjenjem atmosferskog tlaka.

Utjecaj tlaka zraka na porast temperature uzorka, posebno na grijaćem elementu, utvrđuje se usporedbom zaslona i adaptera pod različitim uvjetima temperature i tlaka, prema gore opisanoj teoriji utjecaja tlaka zraka na temperaturu, U uvjetima niskog tlaka, temperaturu grijaćeg elementa nije lako raspršiti zbog smanjenja broja molekula u kontrolnom području, što rezultira previsokim lokalnim porastom temperature. Ova situacija ima mali učinak na ne-samostalne grijaćih elemenata, jer se toplina nesamozagrijavajućih tijela prenosi s grijaćeg tijela, pa je porast temperature pri niskom tlaku manji nego pri sobnoj temperaturi.

3.Zaključak

Istraživanjem i eksperimentima dolazi se do sljedećih zaključaka.Prvo, temeljem Baschenova zakona, vrijednosti korekcije probojnog napona i električnog jaza pod različitim uvjetima tlaka zraka sažete su kroz pokuse.To dvoje je međusobno zasnovano i relativno jedinstveno; Drugo, prema mjerenju porasta temperature adaptera i zaslona pod različitim uvjetima tlaka zraka, porast temperature i tlak zraka imaju linearni odnos, a kroz statistički izračun, linearna jednadžba porasta temperature i tlaka zraka u različitim dijelovima može se dobiti.Uzmimo adapter kao primjer,Koeficijent korelacije između porasta temperature i tlaka zraka je -0,97 prema statističkoj metodi, što je visoka negativna korelacija.Stopa promjene porasta temperature je da se porast temperature povećava za 5-8% za svakih 1000 m povećanja nadmorske visine.Stoga su ovi podaci ispitivanja samo za referencu i pripadaju kvalitativnoj analizi.Stvarno mjerenje potrebno je za provjeru karakteristika proizvoda tijekom specifične detekcije.


Vrijeme objave: 27. travnja 2023