Matalan ilmanpaineen (yli 2000 m merenpinnan yläpuolella) vaikutus elektroniikkatuotteiden turvallisuussuorituskykyyn

1, Sähkökentän eristysmateriaalit tuhoutuvat myös sen eristyslujuuden vuoksi ja menettävät eristyskyvyn, jolloin tapahtuu eristyksen hajoamisilmiö.

Standardit GB4943 ja GB8898 määräävät sähköisen välyksen, ryömintäetäisyyden ja eristeen tunkeutumisetäisyyden olemassa olevien tutkimustulosten mukaan, mutta näihin väliaineisiin vaikuttavat ympäristöolosuhteet, esimerkiksi lämpötila, kosteus, ilmanpaine, saastetaso jne., heikentää eristyslujuutta tai vika, joista ilmanpaineella on ilmeisin vaikutus sähköiseen välykseen.

Kaasu tuottaa varautuneita hiukkasia kahdella tavalla: toinen on törmäysionisaatio, jossa kaasun atomit törmäävät kaasuhiukkasten kanssa saadakseen energiaa ja hypätäkseen matalalta korkealle.Kun tämä energia ylittää tietyn arvon, atomit ionisoituvat vapaiksi elektroneiksi ja positiivisiksi ioneiksi. Toinen on pintaionisaatio, jossa elektronit tai ionit toimivat kiinteällä pinnalla siirtääkseen tarpeeksi energiaa kiinteällä pinnalla oleviin elektroneihin, jolloin nämä elektronit saavat tarpeeksi energiaa, jotta ne ylittävät pintapotentiaalienergiaesteen ja poistuvat pinnasta.

Tietyn sähkökenttävoiman vaikutuksesta elektroni lentää katodilta anodille ja joutuu törmäysionisaatioon matkan varrella.Kun ensimmäinen törmäys kaasuelektronin kanssa aiheuttaa ionisaation, sinulla on ylimääräinen vapaa elektroni.Kaksi elektronia ionisoituvat törmäyksissä, kun ne lentävät kohti anodia, joten meillä on neljä vapaata elektronia toisen törmäyksen jälkeen.Nämä neljä elektronia toistavat saman törmäyksen, joka luo lisää elektroneja, mikä luo elektronivyöryn.

Ilmanpaineteorian mukaan, kun lämpötila on vakio, ilmanpaine on kääntäen verrannollinen keskimääräiseen elektronien vapaaseen iskuun ja kaasun tilavuuteen.Kun korkeus kasvaa ja ilmanpaine laskee, varautuneiden hiukkasten keskimääräinen vapaaisku kasvaa, mikä kiihdyttää kaasun ionisaatiota, joten kaasun läpilyöntijännite pienenee.

Jännitteen ja paineen välinen suhde on:

Sinne: P – ilmanpaine käyttöpisteessä

P0- normaali ilmanpaine

Up—Ulkoisen eristyksen purkausjännite käyttöpisteessä

U0-Ulkoeristeen purkausjännite vakioilmakehässä

n – Ulkoisen eristeen purkausjännitteen ominaisuusindeksi, joka laskee paineen pienentyessä

Ulkoisen eristeen purkausjännitteen laskevan ominaisindeksin n arvon koosta ei tällä hetkellä ole selkeää tietoa, ja todentamiseen tarvitaan suuri määrä tietoja ja testejä johtuen testimenetelmien eroista, mukaan lukien tasaisuus. sähkökentän ,Ympäristöolosuhteiden johdonmukaisuus, purkausetäisyyden hallinta ja testityökalujen koneistustarkkuus vaikuttavat testin ja tietojen tarkkuuteen.

Alemmalla ilmanpaineella läpilyöntijännite pienenee.Tämä johtuu siitä, että ilman tiheys pienenee paineen laskiessa, joten läpilyöntijännite laskee, kunnes elektronitiheyden pienenemisen vaikutus kaasun oheneessa toimii. Sen jälkeen läpilyöntijännite nousee, kunnes tyhjiö ei voi johtua kaasun johtumisesta hajota.Paineläpäisyjännitteen ja kaasun välinen suhde kuvataan yleisesti Bashenin lailla.

Baschenin lain ja lukuisten testien avulla saadaan tiedonkeruun ja käsittelyn jälkeen läpilyöntijännitteen ja sähköraon korjausarvot eri ilmanpaineolosuhteissa.

Katso taulukko 1 ja taulukko 2

Ilmanpaine (kPa)

79.5

75

70

67

61.5

58.7

55

Muokkausarvo(n)

0,90

0,89

0,93

0,95

0,89

0,89

0,85

Taulukko 1 Häiriöjännitteen korjaus eri barometrisissa paineissa

Korkeus (m) Barometrinen paine (kPa) Korjauskerroin (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

Taulukko 2 Sähköisen välyksen korjausarvot eri ilmanpaineolosuhteissa

2, Matalan paineen vaikutus tuotteen lämpötilan nousuun.

Elektroniikkatuotteet tuottavat normaalikäytössä tietyn määrän lämpöä, syntyvää lämpöä ja ympäristön lämpötilan eroa kutsutaan lämpötilan nousuksi.Liiallinen lämpötilan nousu voi aiheuttaa palovammoja, tulipaloa ja muita vaaroja.Tästä syystä GB4943, GB8898 ja muissa turvallisuusstandardeissa on määrätty vastaava raja-arvo, jolla pyritään ehkäisemään liiallisen lämpötilan nousun aiheuttamia mahdollisia vaaroja.

Lämmitystuotteiden lämpötilan nousuun vaikuttaa korkeus.Lämpötilan nousu vaihtelee karkeasti lineaarisesti korkeuden mukaan ja muutoksen jyrkkyys riippuu tuotteen rakenteesta, lämmön hajaantumisesta, ympäristön lämpötilasta ja muista tekijöistä.

Lämpötuotteiden lämmönpoisto voidaan jakaa kolmeen muotoon: lämmön johtuminen, konvektiolämmön hajoaminen ja lämpösäteily.Useiden lämmitystuotteiden lämmönpoisto riippuu pääasiassa konvektiolämmönvaihdosta, toisin sanoen lämmitystuotteiden lämpö riippuu lämpötilakentästä, jonka tuote itse tuottaa kuljettaakseen ilman lämpötilagradienttia tuotteen ympärillä.5000 metrin korkeudessa lämmönsiirtokerroin on 21 % pienempi kuin merenpinnan tasolla, ja myös konvektiivisen lämmönpoiston kautta siirtyvä lämpö on 21 % pienempi.Se saavuttaa 40 % 10 000 metrin korkeudessa.Lämmönsiirron väheneminen konvektiivisen lämmönpoiston avulla johtaa tuotteen lämpötilan nousun lisääntymiseen.

Kun korkeus kasvaa, ilmakehän paine laskee, mikä johtaa ilman viskositeettikertoimen kasvuun ja lämmönsiirron vähenemiseen.Tämä johtuu siitä, että ilmakonvektiivinen lämmönsiirto on energian siirtoa molekyylitörmäyksen kautta. Korkeuden kasvaessa ilmakehän paine laskee ja ilman tiheys pienenee, mikä johtaa ilmamolekyylien määrän vähenemiseen ja lämmönsiirron vähenemiseen.

Lisäksi on toinen tekijä, joka vaikuttaa pakkovirtauksen konvektiiviseen lämmönpoistoon, eli ilman tiheyden laskuun liittyy ilmanpaineen lasku. Ilman tiheyden lasku vaikuttaa suoraan pakkovirtauksen konvektiolämmönpoiston lämmönpoistoon. .Pakkovirtauksen konvektiolämmönpoisto perustuu ilmavirtaukseen lämmön poistamiseksi.Yleensä moottorin käyttämä jäähdytyspuhallin pitää moottorin läpi virtaavan ilman tilavuusvirran muuttumattomana , Korkeuden kasvaessa ilmavirran massavirtausnopeus pienenee, vaikka ilmavirran tilavuus pysyisi samana, koska ilman tiheys pienenee.Koska ilman ominaislämpöä voidaan pitää vakiona tavallisiin käytännön ongelmiin liittyvillä lämpötiloilla, jos ilmavirta nostaa samaa lämpötilaa, massavirtauksen absorboima lämpö vähenee vähemmän ja lämpötuotteet vaikuttavat haitallisesti. kerääntyessä, ja tuotteiden lämpötilan nousu nousee ilmanpaineen alenemisen myötä.

Ilmanpaineen vaikutus näytteen lämpötilan nousuun, erityisesti lämmityselementtiin, määritetään vertaamalla näyttöä ja sovitinta erilaisissa lämpötila- ja paineolosuhteissa edellä kuvatun ilmanpaineen vaikutuksen lämpötilaan teorian mukaisesti, Matalan paineen olosuhteissa lämmityselementin lämpötilaa ei ole helppo hajottaa, koska molekyylien määrä kontrollialueella vähenee, mikä johtaa paikalliseen lämpötilan nousuun liian korkeaksi. Tällä tilanteella on vain vähän vaikutusta ei-itse- lämmityselementit, koska ei-itsekuumenevien elementtien lämpö siirtyy lämmityselementistä, joten lämpötilan nousu matalassa paineessa on pienempi kuin huoneenlämpötilassa.

3.Johtopäätös

Tutkimuksen ja kokeilun avulla tehdään seuraavat johtopäätökset.Ensinnäkin Baschenin lain nojalla läpilyöntijännitteen ja sähköraon korjausarvot eri ilmanpaineolosuhteissa kootaan kokein.Nämä kaksi perustuvat toisiinsa ja ovat suhteellisen yhtenäisiä;Toiseksi sovittimen ja näytön lämpötilan nousun mittauksen mukaan eri ilmanpaineolosuhteissa lämpötilan nousulla ja ilmanpaineella on lineaarinen suhde, ja tilastollisen laskennan avulla lineaarinen yhtälö lämpötilan nousu ja ilmanpaine eri osissa.Otetaan esimerkkinä adapteri,Lämpötilan nousun ja ilmanpaineen välinen korrelaatiokerroin on -0,97 tilastollisen menetelmän mukaan, mikä on korkea negatiivinen korrelaatio.Lämpötilan nousun muutosnopeus on, että lämpötilan nousu kasvaa 5-8 % jokaista 1000 metrin korkeuden nousua kohden.Siksi nämä testitiedot ovat vain viitteellisiä ja kuuluvat kvalitatiiviseen analyysiin.Todellinen mittaus tarvitaan tuotteen ominaisuuksien tarkistamiseksi tietyn havaitsemisen aikana.


Postitusaika: 27.4.2023