Düşük atmosferik basıncın (deniz seviyesinden 2000 m'nin üzerinde) elektronik ürünlerin güvenlik performansı üzerindeki etkisi

1,Elektrik alanındaki yalıtım malzemeleri, yalıtım gücü nedeniyle de yok edilecek ve yalıtım performansını kaybedecek, ardından yalıtım arızası olgusu olacaktır.

GB4943 ve GB8898 standartları, mevcut araştırma sonuçlarına göre elektriksel açıklığı, kaçak mesafesini ve yalıtım penetrasyon mesafesini şart koşar, ancak bu ortamlar çevre koşullarından etkilenir, örneğin sıcaklık, nem, hava basıncı, kirlilik seviyesi vb. yalıtım gücünü düşürür veya Hava basıncının elektriksel boşluk üzerinde en belirgin etkiye sahip olduğu arıza.

Gaz, yüklü parçacıkları iki şekilde üretir: Birincisi, gazdaki atomların enerji kazanmak ve düşük enerji seviyelerinden yüksek enerji seviyelerine sıçramak için gaz partikülleriyle çarpıştığı çarpışma iyonlaşmasıdır.Bu enerji belirli bir değeri aştığında, atomlar iyonize olarak serbest elektronlara ve pozitif iyonlara dönüşür. yüzey potansiyel enerji bariyerini aşıp yüzeyi terk edecek kadar yeterli enerji kazanırlar.

Belirli bir elektrik alan kuvvetinin etkisi altında, bir elektron katottan anoda uçar ve yol boyunca çarpışma iyonizasyonuna uğrar.Gaz elektronu ile ilk çarpışma iyonlaşmaya neden olduktan sonra, fazladan bir serbest elektrona sahip olursunuz.İki elektron anoda doğru uçarken çarpışmalarla iyonize olur, yani ikinci çarpışmadan sonra dört serbest elektronumuz olur.Bu dört elektron, daha fazla elektron oluşturan ve bir elektron çığı oluşturan aynı çarpışmayı tekrarlar.

Hava basıncı teorisine göre, sıcaklık sabit olduğunda, hava basıncı elektronların ortalama serbest darbesi ve gazın hacmi ile ters orantılıdır.Yükseklik arttığında ve hava basıncı azaldığında, yüklü parçacıkların ortalama serbest vuruşu artar, bu da gazın iyonlaşmasını hızlandırır, böylece gazın kırılma voltajı düşer.

Voltaj ve basınç arasındaki ilişki:

Bunun içine: P—Çalışma noktasındaki hava basıncı

P0—standart atmosferik basınç

senp—Çalışma noktasında harici yalıtım deşarj gerilimi

sen0—Standart atmosferde dış yalıtımın deşarj gerilimi

n—Azalan basınçla azalan harici yalıtım deşarj voltajının karakteristik indeksi

Dış yalıtım deşarj voltajının azalan karakteristik indeksi n değerinin boyutuna gelince, şu anda net bir veri yoktur ve tekdüzelik de dahil olmak üzere test yöntemlerindeki farklılıklar nedeniyle doğrulama için çok sayıda veri ve teste ihtiyaç vardır. elektrik alanın, Çevresel koşulların tutarlılığı, deşarj mesafesinin kontrolü ve test takımının işleme doğruluğu, testin ve verilerin doğruluğunu etkileyecektir.

Daha düşük barometrik basınçta arıza gerilimi azalır.Bunun nedeni, basınç düştükçe havanın yoğunluğunun azalmasıdır, bu nedenle delinme gerilimi, gaz inceldikçe azalan elektron yoğunluğunun etkisi işe yarayana kadar düşer. Bundan sonra, delinme gerilimi, vakumun gaz iletiminden kaynaklanamayacağı kadar yükselir. bozulma.Basınç kırılma voltajı ve gaz arasındaki ilişki genellikle Bashen yasası ile tanımlanır.

Baschen kanunu ve çok sayıda test yardımıyla, veri toplama ve işleme sonrasında farklı hava basıncı koşullarında arıza gerilimi ve elektrik aralığının düzeltme değerleri elde edilir.

Bkz. Tablo 1 ve Tablo 2

Hava basıncı (kPa)

79.5

75

70

67

61.5

58.7

55

Değişiklik değeri(n)

0.90

0,89

0,93

0.95

0,89

0,89

0,85

Tablo 1 Farklı barometrik basınçta arıza voltajının düzeltilmesi

Rakım (m) Barometrik basınç (kPa) Düzeltme faktörü (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

Tablo 2 Farklı hava basıncı koşullarında elektriksel açıklığın düzeltme değerleri

2, Düşük basıncın ürün sıcaklığı artışına etkisi.

Elektronik ürünler normal çalışma durumunda belirli bir miktarda ısı üretirler, üretilen ısı ile ortam sıcaklığı arasındaki farka sıcaklık artışı denir.Aşırı sıcaklık artışı yanıklara, yangına ve diğer risklere neden olabilir. Bu nedenle GB4943, GB8898 ve diğer güvenlik standartlarında, aşırı sıcaklık artışından kaynaklanan potansiyel tehlikelerin önlenmesi amacıyla ilgili sınır değer belirtilmiştir.

Isıtma ürünlerinin sıcaklık artışı rakımdan etkilenir.Sıcaklık artışı, rakımla kabaca doğrusal olarak değişir ve değişimin eğimi, ürünün yapısına, ısı yayılımına, ortam sıcaklığına ve diğer faktörlere bağlıdır.

Termal ürünlerin ısı dağılımı üç forma ayrılabilir: ısı iletimi, konveksiyon ısı dağılımı ve termal radyasyon.Çok sayıda ısıtma ürününün ısı dağılımı esas olarak konveksiyon ısı değişimine bağlıdır, yani ısıtma ürünlerinin ısısı, ürünün etrafındaki havanın sıcaklık gradyanını hareket ettirmek için ürünün kendisi tarafından üretilen sıcaklık alanına bağlıdır.5000m yükseklikte ısı transfer katsayısı deniz seviyesindeki değerden %21 daha düşüktür ve konvektif ısı yayılımı ile transfer edilen ısı da %21 daha düşüktür.10.000 metrede %40'a ulaşacaktır.Konvektif ısı dağılımı ile ısı transferinin azalması, ürün sıcaklığı artışının artmasına neden olacaktır.

Yükseklik arttıkça atmosferik basınç düşer, bu da hava viskozite katsayısının artmasına ve ısı transferinin azalmasına neden olur.Bunun nedeni, hava konvektif ısı transferinin moleküler çarpışma yoluyla enerji transferi olmasıdır; Yükseklik arttıkça atmosferik basınç düşer ve hava yoğunluğu azalır, bu da hava moleküllerinin sayısının azalmasına ve ısı transferinin azalmasına neden olur.

Ek olarak, zorunlu akışın konvektif ısı dağılımını etkileyen başka bir faktör daha vardır, yani hava yoğunluğunun azalmasına atmosfer basıncının düşmesi eşlik edecektir. Hava yoğunluğunun azalması, zorunlu akış konveksiyon ısı dağılımının ısı dağılımını doğrudan etkiler. .Zorunlu akış konveksiyonlu ısı dağılımı, ısıyı uzaklaştırmak için hava akışına dayanır.Genel olarak, motor tarafından kullanılan soğutma fanı, motordan akan havanın hacimsel akışını değişmeden tutar, yükseklik arttıkça, hava akımının hacmi aynı kalsa bile hava akımının kütlesel debisi azalır, çünkü havanın yoğunluğu azalır.Havanın özgül ısısı, sıradan pratik problemlerde yer alan sıcaklık aralığı boyunca sabit kabul edilebileceğinden, hava akışı aynı sıcaklığı artırırsa, kütle akışı tarafından emilen ısı daha az azalır, ısıtma ürünleri olumsuz etkilenir. Birikme ile ve ürünlerin sıcaklık artışı, atmosferik basıncın azalmasıyla artacaktır.

Hava basıncının numunenin, özellikle ısıtma elemanı üzerindeki sıcaklık artışı üzerindeki etkisi, yukarıda açıklanan hava basıncının sıcaklık üzerindeki etkisi teorisine göre farklı sıcaklık ve basınç koşullarında ekran ve adaptörün karşılaştırılmasıyla belirlenir. Düşük basınç koşullarında, kontrol alanındaki molekül sayısının azalması nedeniyle ısıtma elemanının sıcaklığının dağılması kolay değildir, bu da yerel sıcaklık artışının çok yüksek olmasına neden olur. ısıtma elemanları, çünkü kendiliğinden ısınmayan elemanların ısısı ısıtma elemanından aktarılır, bu nedenle düşük basınçtaki sıcaklık artışı oda sıcaklığından daha düşüktür.

3.Çözüm

Araştırma ve deney yoluyla, aşağıdaki sonuçlar çıkarılır.İlk olarak, Baschen yasası sayesinde, farklı hava basıncı koşullarında arıza gerilimi ve elektrik aralığının düzeltme değerleri deneylerle özetlenmiştir.İkisi karşılıklı tabanlıdır ve nispeten birleşiktir; İkincisi, farklı hava basıncı koşullarında adaptörün ve ekranın sıcaklık artışının ölçümüne göre, sıcaklık artışı ve hava basıncı doğrusal bir ilişkiye sahiptir ve istatistiksel hesaplama yoluyla doğrusal denklem farklı kısımlardaki sıcaklık artışı ve hava basıncı elde edilebilir.Adaptörü örnek olarak alın, Sıcaklık artışı ile hava basıncı arasındaki korelasyon katsayısı, yüksek bir negatif korelasyon olan istatistiksel yönteme göre -0,97'dir.Sıcaklık artışının değişim oranı, her 1000m yükseklik artışı için sıcaklık artışının %5-8 oranında artmasıdır.Bu nedenle, bu test verileri yalnızca referans amaçlıdır ve niteliksel analize aittir.Spesifik algılama sırasında ürünün özelliklerini kontrol etmek için gerçek ölçüm gereklidir.


Gönderim zamanı: 27 Nisan 2023