Vpliv nizkega atmosferskega tlaka (nad 2000 m nadmorske višine) na varnostno delovanje elektronskih izdelkov

1,Izolacijski materiali v električnem polju bodo prav tako uničeni zaradi svoje izolacijske trdnosti in bodo izgubili ustrezno izolacijsko zmogljivost, nato pa bo prišlo do razpada izolacije.

Standarda GB4943 in GB8898 glede na obstoječe rezultate raziskav določata električno zračnost, plazilno pot in prebojno razdaljo izolacije, vendar na te medije vplivajo okoljski pogoji,Na primer temperatura, vlaga, zračni tlak, stopnja onesnaženosti itd. bodo zmanjšali izolacijsko trdnost oz. okvara, med katerimi ima zračni tlak najbolj očiten vpliv na električno zračnost.

Plin proizvaja nabite delce na dva načina: prvi je trčna ionizacija, pri kateri atomi v plinu trčijo z delci plina, da pridobijo energijo in preskočijo z nizke na visoko raven energije.Ko ta energija preseže določeno vrednost, se atomi ionizirajo v proste elektrone in pozitivne ione。Druga je površinska ionizacija, pri kateri elektroni ali ioni delujejo na trdno površino, da prenesejo dovolj energije na elektrone na trdni površini, tako da ti elektroni pridobijo dovolj energije, tako da presežejo površinsko potencialno energijsko pregrado in zapustijo površino.

Pod delovanjem določene sile električnega polja elektron leti od katode do anode in bo na poti podvržen trčni ionizaciji.Potem ko prvi trk elektrona s plinom povzroči ionizacijo, imate dodaten prosti elektron.Dva elektrona sta ionizirana zaradi trkov, ko letita proti anodi, tako da imamo po drugem trku štiri proste elektrone.Ti štirje elektroni ponovijo isti trk, ki ustvari več elektronov in ustvari elektronski plaz.

Po teoriji zračnega tlaka je, ko je temperatura konstantna, zračni tlak obratno sorazmeren s povprečnim prostim hodom elektronov in prostornino plina.Ko se višina poveča in zračni tlak zmanjša, se povprečni prosti hod nabitih delcev poveča, kar bo pospešilo ionizacijo plina, zato se prebojna napetost plina zmanjša.

Razmerje med napetostjo in tlakom je:

Vanj: P—zračni tlak na točki delovanja

p0- standardni atmosferski tlak

Up—Napetost praznjenja zunanje izolacije na delovni točki

U0—Praznitvena napetost zunanje izolacije pri standardni atmosferi

n—Karakteristični indeks napetosti praznjenja zunanje izolacije, ki pada z padajočim tlakom

Kar zadeva velikost karakterističnega indeksa n vrednosti zunanje izolacijske razelektritvene napetosti, ki se zmanjšuje, trenutno ni jasnih podatkov, zato je za preverjanje potrebno veliko število podatkov in preskusov zaradi razlik v preskusnih metodah, vključno z enotnostjo električnega polja,Skladnost okoljskih pogojev, nadzor razdalje praznjenja in natančnost obdelave preskusnega orodja bodo vplivali na natančnost preskusa in podatkov.

Pri nižjem zračnem tlaku se prebojna napetost zmanjša.To je zato, ker se gostota zraka zmanjšuje, ko se tlak zmanjšuje, zato napetost preboja pada, dokler ne deluje učinek zmanjševanja gostote elektronov, ko se plin redči。Potem se napetost dvigne, dokler vakuuma ne more povzročiti prevodnost plina zlomiti se.Razmerje med tlačno prebojno napetostjo in plinom je na splošno opisano z Bashenovim zakonom.

S pomočjo Baschenovega zakona in velikega števila testov se po zbiranju in obdelavi podatkov pridobijo korekcijske vrednosti prebojne napetosti in električne reže pri različnih pogojih zračnega tlaka.

Glej tabelo 1 in tabelo 2

Zračni tlak (kPa)

79.5

75

70

67

61.5

58.7

55

Vrednost spremembe (n)

0,90

0,89

0,93

0,95

0,89

0,89

0,85

Tabela 1 Popravek prebojne napetosti pri različnih zračnih tlakih

Nadmorska višina (m) Barometrični tlak(kPa) Korekcijski 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

Tabela 2 Korekcijske vrednosti električnega odmika pri različnih pogojih zračnega tlaka

2, Vpliv nizkega tlaka na dvig temperature izdelka.

Elektronski izdelki pri normalnem delovanju proizvedejo določeno količino toplote, ustvarjena toplota in razlika med temperaturo okolja se imenuje dvig temperature.Prekomerno povišanje temperature lahko povzroči opekline, požar in druga tveganja, zato je ustrezna mejna vrednost določena v GB4943, GB8898 in drugih varnostnih standardih, katerih namen je preprečiti morebitne nevarnosti, ki jih povzroča previsoka temperatura.

Na dvig temperature ogrevalnih produktov vpliva nadmorska višina.Dvig temperature se spreminja približno linearno z nadmorsko višino, naklon spremembe pa je odvisen od strukture izdelka, odvajanja toplote, temperature okolja in drugih dejavnikov.

Odvajanje toplote toplotnih izdelkov lahko razdelimo na tri oblike: toplotno prevodnost, konvekcijsko odvajanje toplote in toplotno sevanje.Odvajanje toplote pri velikem številu izdelkov za ogrevanje je v glavnem odvisno od konvekcijske izmenjave toplote, to pomeni, da je toplota izdelkov za ogrevanje odvisna od temperaturnega polja, ki ga ustvarja sam izdelek, da potuje po temperaturnem gradientu zraka okoli izdelka.Na višini 5000 m je koeficient toplotne prehodnosti za 21 % nižji od vrednosti na morski gladini, prav tako je za 21 % nižja toplota, prenesena s konvektivnim odvajanjem toplote.Na 10.000 metrih bo dosegel 40 %.Zmanjšanje prenosa toplote s konvektivnim odvajanjem toplote bo povzročilo povečanje dviga temperature izdelka.

Ko se višina poveča, se atmosferski tlak zmanjša, posledično se poveča koeficient viskoznosti zraka in zmanjša prenos toplote.To je zato, ker je zračni konvekcijski prenos toplote prenos energije z molekularnim trkom;Ko se višina povečuje, se atmosferski tlak zmanjšuje in gostota zraka zmanjšuje, kar ima za posledico zmanjšanje števila zračnih molekul in posledično zmanjšanje prenosa toplote.

Poleg tega obstaja še en dejavnik, ki vpliva na konvekcijsko odvajanje toplote prisilnega toka, to je zmanjšanje gostote zraka bo spremljalo zmanjšanje atmosferskega tlaka. Zmanjšanje gostote zraka neposredno vpliva na odvajanje toplote prisilnega toka konvekcijsko odvajanje toplote .Odvajanje toplote s prisilno konvekcijo je odvisno od pretoka zraka, ki odvzema toploto.Na splošno hladilni ventilator, ki ga uporablja motor, ohranja prostorninski pretok zraka, ki teče skozi motor, nespremenjen,Ko se višina povečuje, se masni pretok zračnega toka zmanjšuje, tudi če prostornina zračnega toka ostane enaka, ker gostota zraka se zmanjša.Ker se lahko specifična toplota zraka šteje za konstanto v razponu temperatur, vključenih v običajne praktične težave, če pretok zraka poveča enako temperaturo, se toplota, ki jo absorbira masni pretok, zmanjša, kar negativno vpliva na produkte ogrevanja z akumulacijo, dvig temperature izdelkov pa se bo povečal z zmanjšanjem atmosferskega tlaka.

Vpliv zračnega tlaka na dvig temperature vzorca, zlasti na grelnem elementu, ugotovimo s primerjavo zaslona in adapterja pri različnih temperaturnih in tlačnih pogojih, v skladu z zgoraj opisano teorijo o vplivu zračnega tlaka na temperaturo, V pogojih nizkega tlaka temperature grelnega elementa ni enostavno razpršiti zaradi zmanjšanja števila molekul v nadzornem območju, kar ima za posledico previsok lokalni dvig temperature. Ta situacija ima majhen učinek na nesamostojne grelnih elementov, saj se toplota nesamogrelnih elementov prenaša z grelnega elementa, zato je dvig temperature pri nizkem tlaku manjši kot pri sobni temperaturi.

3.Zaključek

Z raziskavo in poskusom pridemo do naslednjih zaključkov.Prvič, na podlagi Baschenovega zakona so s poskusi povzete korekcijske vrednosti prebojne napetosti in električne vrzeli pri različnih pogojih zračnega tlaka.Oba sta medsebojno zasnovana in relativno poenotena; Drugič, glede na merjenje dviga temperature adapterja in zaslona pod različnimi pogoji zračnega tlaka sta dvig temperature in zračni tlak linearna povezava, s statističnim izračunom pa linearna enačba dviga temperature in zračnega tlaka v različnih delih.Vzemimo za primer adapter,Korelacijski koeficient med dvigom temperature in zračnim tlakom je po statistični metodi -0,97, kar je visoka negativna korelacija.Hitrost spreminjanja dviga temperature je, da se dvig temperature poveča za 5-8% za vsakih 1000 m dviga nadmorske višine.Zato so ti testni podatki samo za referenco in spadajo v kvalitativno analizo.Dejanska meritev je potrebna za preverjanje lastnosti izdelka med specifičnim odkrivanjem.


Čas objave: 27. aprila 2023