Influência da baixa pressão atmosférica (acima de 2000m acima do nível do mar) no desempenho de segurança de produtos eletrônicos

1,Os materiais de isolamento no campo elétrico também serão destruídos devido à sua resistência de isolamento e perderão o devido desempenho de isolamento, então haverá fenômeno de quebra de isolamento.

Os padrões GB4943 e GB8898 estipulam folga elétrica, distância de fuga e distância de penetração de isolamento de acordo com resultados de pesquisas existentes, mas esses meios são afetados por condições ambientais,Por exemplo, temperatura, umidade, pressão do ar, nível de poluição, etc., reduzirão a resistência do isolamento ou falha, entre as quais a pressão do ar tem o efeito mais óbvio na folga elétrica.

O gás produz partículas carregadas de duas maneiras: uma é a ionização por colisão, na qual os átomos de um gás colidem com as partículas de gás para ganhar energia e saltar de níveis de energia baixos para altos.Quando essa energia excede um certo valor, os átomos são ionizados em elétrons livres e íons positivos。O outro é a ionização de superfície, na qual elétrons ou íons agem em uma superfície sólida para transferir energia suficiente para os elétrons na superfície sólida, de modo que esses elétrons ganham energia suficiente para ultrapassar a barreira de energia potencial da superfície e deixar a superfície.

Sob a ação de uma certa força de campo elétrico, um elétron voa do cátodo para o ânodo e sofrerá ionização por colisão ao longo do caminho.Depois que a primeira colisão com o elétron do gás causa ionização, você tem um elétron extra livre.Os dois elétrons são ionizados por colisões enquanto voam em direção ao ânodo,Portanto, temos quatro elétrons livres após a segunda colisão.Esses quatro elétrons repetem a mesma colisão, o que gera mais elétrons, criando uma avalanche de elétrons.

De acordo com a teoria da pressão do ar, quando a temperatura é constante, a pressão do ar é inversamente proporcional ao curso livre médio dos elétrons e ao volume do gás.Quando a altura aumenta e a pressão do ar diminui, o curso livre médio das partículas carregadas aumenta, o que acelera a ionização do gás, de modo que a tensão de ruptura do gás diminui.

A relação entre tensão e pressão é:

Thereinto: P—A pressão do ar no ponto de operação

P0—pressão atmosférica padrão

vocêp—Tensão de descarga de isolação externa no ponto de operação

você0—Tensão de descarga do isolamento externo na atmosfera padrão

n—Índice característico da tensão de descarga de isolamento externo diminuindo com a diminuição da pressão

Quanto ao tamanho do valor do índice n característico da tensão de descarga de isolamento externo diminuindo, não há dados claros no momento, e um grande número de dados e testes são necessários para verificação, devido às diferenças nos métodos de teste, incluindo a uniformidade do campo elétrico,A consistência das condições ambientais, o controle da distância de descarga e a precisão da usinagem das ferramentas de teste afetarão a precisão do teste e dos dados.

Em pressão barométrica mais baixa, a tensão de ruptura diminui.Isso ocorre porque a densidade do ar diminui à medida que a pressão diminui, então a tensão de ruptura cai até que o efeito da diminuição da densidade de elétrons à medida que o gás se torna mais fino funcione。Depois disso, a tensão de ruptura aumenta até que o vácuo não possa ser causado pela condução do gás discriminação.A relação entre a tensão de quebra de pressão e o gás é geralmente descrita pela lei de Bashen.

Com a ajuda da lei de Baschen e um grande número de testes, os valores de correção da tensão de ruptura e gap elétrico sob diferentes condições de pressão de ar são obtidos após a coleta e processamento de dados.

Ver Tabela 1 e Tabela 2

Pressão do ar (kPa)

79,5

75

70

67

61,5

58,7

55

Valor de modificação (n)

0,90

0,89

0,93

0,95

0,89

0,89

0,85

Tabela 1 Correção da tensão de ruptura em diferentes pressões barométricas

Altitude (m) Pressão barométrica (kPa) Fator de correção (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 Valores de correção da folga elétrica em diferentes condições de pressão de ar

2, Efeito da baixa pressão no aumento da temperatura do produto.

Os produtos eletrônicos em operação normal produzirão uma certa quantidade de calor, o calor gerado e a diferença entre a temperatura ambiente é chamada de aumento de temperatura.O aumento excessivo de temperatura pode causar queimaduras, incêndios e outros riscos, portanto, o valor limite correspondente é estipulado em GB4943, GB8898 e outras normas de segurança, visando prevenir possíveis perigos causados ​​pelo aumento excessivo de temperatura.

O aumento de temperatura dos produtos de aquecimento é afetado pela altitude.O aumento da temperatura varia aproximadamente linearmente com a altitude, e a inclinação da mudança depende da estrutura do produto, da dissipação de calor, da temperatura ambiente e de outros fatores.

A dissipação de calor de produtos térmicos pode ser dividida em três formas: condução de calor, dissipação de calor por convecção e radiação térmica.A dissipação de calor de um grande número de produtos de aquecimento depende principalmente da troca de calor por convecção, ou seja, o calor dos produtos de aquecimento depende do campo de temperatura gerado pelo próprio produto para percorrer o gradiente de temperatura do ar ao redor do produto.Na altura de 5000m, o coeficiente de transferência de calor é 21% menor que o valor ao nível do mar, e o calor transferido por dissipação de calor por convecção também é 21% menor.Chegará a 40% a 10.000 metros.A diminuição da transferência de calor por dissipação de calor por convecção levará ao aumento do aumento da temperatura do produto.

Quando a altura aumenta, a pressão atmosférica diminui, resultando em um aumento no coeficiente de viscosidade do ar e uma diminuição na transferência de calor.Isso ocorre porque a transferência de calor por convecção do ar é a transferência de energia por colisão molecular; À medida que a altura aumenta, a pressão atmosférica diminui e a densidade do ar diminui, resultando em uma diminuição no número de moléculas de ar e resultando em uma diminuição na transferência de calor.

Além disso, há outro fator que afeta a dissipação de calor por convecção do fluxo forçado, ou seja, a diminuição da densidade do ar será acompanhada pela diminuição da pressão atmosférica. A diminuição da densidade do ar afeta diretamente a dissipação de calor da dissipação de calor por convecção do fluxo forçado .A dissipação de calor por convecção de fluxo forçado depende do fluxo de ar para remover o calor.Geralmente, o ventilador de resfriamento usado pelo motor mantém inalterado o fluxo de ar que flui através do motor,À medida que a altura aumenta, a taxa de fluxo de massa do fluxo de ar diminui, mesmo que o volume do fluxo de ar permaneça o mesmo, porque o densidade do ar diminui.Uma vez que o calor específico do ar pode ser considerado uma constante na faixa de temperatura envolvida em problemas práticos comuns, se o fluxo de ar aumentar a mesma temperatura, o calor absorvido pelo fluxo de massa será menor, os produtos de aquecimento serão afetados adversamente pelo acúmulo, e o aumento da temperatura dos produtos aumentará com a redução da pressão atmosférica.

A influência da pressão do ar no aumento de temperatura da amostra, especialmente no elemento de aquecimento, é estabelecida comparando o visor e o adaptador em diferentes condições de temperatura e pressão, de acordo com a teoria da influência da pressão do ar na temperatura descrita acima, Sob a condição de baixa pressão, a temperatura do elemento de aquecimento não é fácil de dispersar devido à redução do número de moléculas na área de controle, resultando em um aumento muito alto da temperatura local. Esta situação tem pouco efeito em não-auto- elementos de aquecimento, porque o calor dos elementos não auto-aquecíveis é transferido do elemento de aquecimento, de modo que o aumento de temperatura a baixa pressão é menor do que à temperatura ambiente.

3.Conclusão

Através de pesquisas e experimentos, as seguintes conclusões são tiradas.Em primeiro lugar, em virtude da lei de Baschen, os valores de correção da tensão de ruptura e gap elétrico sob diferentes condições de pressão do ar são resumidos através de experimentos.Os dois são mutuamente baseados e relativamente unificados; Em segundo lugar, de acordo com a medição do aumento de temperatura do adaptador e do visor sob diferentes condições de pressão de ar, o aumento de temperatura e a pressão de ar têm uma relação linear e, por meio de cálculos estatísticos, a equação linear de aumento de temperatura e pressão do ar em diferentes partes podem ser obtidos.Tome o adaptador como exemplo,O coeficiente de correlação entre o aumento da temperatura e a pressão do ar é -0,97 de acordo com o método estatístico, que é uma alta correlação negativa.A taxa de mudança do aumento da temperatura é que o aumento da temperatura aumenta em 5-8% para cada aumento de 1000m na ​​altitude.Portanto, esses dados de teste são apenas para referência e pertencem à análise qualitativa.A medição real é necessária para verificar as características do produto durante a detecção específica.


Horário de postagem: 27 de abril de 2023