Inverkan av lågt atmosfärstryck (över 2000 m över havet) på säkerhetsprestanda hos elektroniska produkter

1, Isoleringsmaterial i det elektriska fältet kommer också att förstöras på grund av dess isoleringsstyrka och förlora på grund av isoleringsprestanda, då kommer det att uppstå isoleringsnedbrytningsfenomen.

Standarderna GB4943 och GB8898 stipulerar elektriskt spelrum, krypavstånd och isolationsgenomträngningsavstånd enligt befintliga forskningsresultat, men dessa medier påverkas av miljöförhållanden, till exempel kommer temperatur, luftfuktighet, lufttryck, föroreningsnivå etc. att minska isoleringsstyrkan eller fel, bland vilka lufttrycket har den mest uppenbara effekten på det elektriska spelet.

Gas producerar laddade partiklar på två sätt: det ena är kollisionsjonisering, där atomer i en gas kolliderar med gaspartiklar för att få energi och hoppa från låga till höga energinivåer.När denna energi överstiger ett visst värde, joniseras atomer till fria elektroner och positiva joner. Den andra är ytjonisering, där elektroner eller joner verkar på en fast yta för att överföra tillräckligt med energi till elektronerna på den fasta ytan, så att dessa elektroner få tillräckligt med energi så att de överskrider ytpotentialenergibarriären och lämnar ytan.

Under inverkan av en viss elektrisk fältkraft flyger en elektron från katoden till anoden och kommer att genomgå kollisionsjonisering längs vägen.Efter att den första kollisionen med gaselektronen orsakar jonisering har du en extra fri elektron.De två elektronerna joniseras av kollisioner när de flyger mot anoden,Så vi har fyra fria elektroner efter den andra kollisionen.Dessa fyra elektroner upprepar samma kollision, vilket skapar fler elektroner, vilket skapar en elektronlavin.

Enligt lufttrycksteorin, när temperaturen är konstant, är lufttrycket omvänt proportionellt mot det genomsnittliga fria slaget av elektroner och volymen av gas.När höjden ökar och lufttrycket minskar, ökar det genomsnittliga fria slaget av laddade partiklar, vilket kommer att accelerera joniseringen av gas, så att gasens nedbrytningsspänning minskar.

Förhållandet mellan spänning och tryck är:

Däri: P—lufttrycket vid driftpunkten

P0— standardatmosfärstryck

Up— Extern isoleringsurladdningsspänning vid driftpunkten

U0— Urladdningsspänning för yttre isolering vid standardatmosfär

n—Karakteristiskt index för extern isoleringsurladdningsspänning som minskar med minskande tryck

När det gäller storleken på det karakteristiska indexet n-värdet för den externa isoleringsurladdningsspänningen som minskar, finns det inga tydliga data för närvarande, och ett stort antal data och tester behövs för verifiering, på grund av skillnaderna i testmetoder, inklusive enhetligheten av det elektriska fältet,Konsistensen av miljöförhållanden, kontrollen av urladdningsavståndet och bearbetningsnoggrannheten för testverktyg kommer att påverka noggrannheten hos test och data.

Vid lägre barometertryck minskar genomslagsspänningen.Detta beror på att luftens densitet minskar när trycket minskar, så genombrottsspänningen sjunker tills effekten av minskande elektrondensitet när gasen blir tunnare verkar. Därefter stiger genombrottsspänningen tills vakuumet inte kan orsakas av gasledning. bryta ner.Förhållandet mellan tryckavbrottsspänning och gas beskrivs generellt av Bashens lag.

Med hjälp av Baschens lag och ett stort antal tester erhålls korrigeringsvärdena för genombrottsspänning och elektriskt gap under olika lufttrycksförhållanden efter datainsamling och bearbetning.

Se tabell 1 och tabell 2

Lufttryck (kPa)

79,5

75

70

67

61,5

58,7

55

Ändringsvärde(n)

0,90

0,89

0,93

0,95

0,89

0,89

0,85

Tabell 1 Korrigering av genomslagsspänning vid olika barometertryck

Höjd (m) Barometertryck (kPa) Korrektionsfaktor(n)

2000

80,0

1.00

3000

70,0

1.14

4000

62,0

1,29

5 000

54,0

1,48

6000

47,0

1,70

Tabell 2 Korrigeringsvärden för elektriskt spel under olika lufttrycksförhållanden

2, Effekt av lågt tryck på produkttemperaturhöjning.

Elektroniska produkter i normal drift kommer att producera en viss mängd värme, den värme som genereras och skillnaden mellan omgivningstemperaturen kallas temperaturhöjning.Överdriven temperaturökning kan orsaka brännskador, brand och andra risker. Därför anges motsvarande gränsvärde i GB4943, GB8898 och andra säkerhetsstandarder, som syftar till att förhindra potentiella faror orsakade av överdriven temperaturhöjning.

Temperaturhöjningen på värmeprodukter påverkas av höjden.Temperaturhöjningen varierar ungefär linjärt med höjden och förändringens lutning beror på produktens struktur, värmeavledning, omgivningstemperatur och andra faktorer.

Värmeavledning av termiska produkter kan delas in i tre former: värmeledning, konvektionsvärmeavledning och värmestrålning.Värmeavledningen av ett stort antal uppvärmningsprodukter beror huvudsakligen på konvektionsvärmeväxling, det vill säga värmen från uppvärmningsprodukter beror på temperaturfältet som genereras av själva produkten för att förflytta luftens temperaturgradient runt produkten.På höjden 5000m är värmeöverföringskoefficienten 21% lägre än värdet vid havsnivån, och värmen som överförs genom konvektiv värmeavledning är också 21% lägre.Den kommer att nå 40 % på 10 000 meter.Minskningen av värmeöverföring genom konvektiv värmeavledning kommer att leda till en ökning av produkttemperaturen.

När höjden ökar minskar atmosfärstrycket, vilket resulterar i en ökning av luftens viskositetskoefficient och en minskning av värmeöverföringen.Detta beror på att luftkonvektiv värmeöverföring är överföring av energi genom molekylär kollision; När höjden ökar, minskar atmosfärstrycket och luftdensiteten minskar, vilket resulterar i en minskning av antalet luftmolekyler och resulterar i en minskning av värmeöverföringen.

Dessutom finns det en annan faktor som påverkar den konvektiva värmeavledningen av forcerat flöde, det vill säga att minskningen av luftdensiteten kommer att åtföljas av minskningen av atmosfärstrycket. Minskningen av luftdensiteten påverkar direkt värmeavledningen av forcerad konvektionsvärmeavledning. .Forcerad konvektionsvärmeavledning är beroende av luftflödet för att ta bort värme.I allmänhet håller kylfläkten som används av motorn volymflödet av luften som strömmar genom motorn oförändrat, När höjden ökar, minskar luftströmmens massflödeshastighet, även om volymen av luftströmmen förblir densamma, eftersom luftens densitet minskar.Eftersom luftens specifika värme kan betraktas som en konstant över det temperaturintervall som är involverat i vanliga praktiska problem, om luftflödet ökar samma temperatur, kommer den värme som absorberas av massflödet är mindre att minska, uppvärmningsprodukterna påverkas negativt genom ackumuleringen, och produkternas temperaturökning kommer att stiga med minskningen av atmosfärstrycket.

Lufttryckets inverkan på provets temperaturstegring, särskilt på värmeelementet, fastställs genom att jämföra displayen och adaptern under olika temperatur- och tryckförhållanden, enligt teorin om lufttryckets påverkan på temperaturen som beskrivs ovan. Under tillstånd av lågt tryck är värmeelementets temperatur inte lätt att sprida på grund av minskningen av antalet molekyler i kontrollområdet, vilket resulterar i en för hög lokal temperaturökning. Denna situation har liten effekt på icke-själv- värmeelement, eftersom värmen från icke-självvärmande element överförs från värmeelementet, så temperaturökningen vid lågt tryck är lägre än vid rumstemperatur.

3.Slutsats

Genom forskning och experiment dras följande slutsatser.För det första, i kraft av Baschens lag, sammanfattas korrigeringsvärdena för genombrottsspänning och elektriskt gap under olika lufttrycksförhållanden genom experiment.De två är ömsesidigt baserade och relativt förenade; För det andra, enligt mätningen av temperaturökningen för adaptern och displayen under olika lufttrycksförhållanden, har temperaturökningen och lufttrycket ett linjärt samband, och genom statistisk beräkning, den linjära ekvationen av temperaturstegring och lufttryck i olika delar kan erhållas.Ta adaptern som ett exempel, Korrelationskoefficienten mellan temperaturökning och lufttryck är -0,97 enligt den statistiska metoden, vilket är en hög negativ korrelation.Förändringshastigheten för temperaturökningen är att temperaturökningen ökar med 5-8 % för varje 1000 m höjdökning.Därför är dessa testdata endast för referens och tillhör kvalitativ analys.Faktisk mätning behövs för att kontrollera produktens egenskaper under specifik upptäckt.


Posttid: 2023-apr-27