Invloed van lage atmosferische druk (boven 2000m boven zeeniveau) op veiligheidsprestaties van elektronische producten

1, Isolatiematerialen in het elektrische veld zullen ook worden vernietigd vanwege de isolatiesterkte en verliezen vanwege isolatieprestaties, dan zal er een fenomeen van isolatiedoorslag zijn.

Normen GB4943 en GB8898 bepalen elektrische speling, kruipafstand en isolatiepenetratieafstand volgens bestaande onderzoeksresultaten, maar deze media worden beïnvloed door omgevingsomstandigheden, bijvoorbeeld temperatuur, vochtigheid, luchtdruk, vervuilingsniveau, etc., zullen de isolatiesterkte verminderen of storing, waaronder luchtdruk het meest voor de hand liggende effect heeft op de elektrische speling.

Gas produceert op twee manieren geladen deeltjes: de ene is botsingsionisatie, waarbij atomen in een gas botsen met gasdeeltjes om energie te winnen en van lage naar hoge energieniveaus te springen.Wanneer deze energie een bepaalde waarde overschrijdt, worden atomen geïoniseerd tot vrije elektronen en positieve ionen. De andere is oppervlakte-ionisatie, waarbij elektronen of ionen op een vast oppervlak inwerken om genoeg energie over te dragen aan de elektronen op het vaste oppervlak, zodat deze elektronen genoeg energie krijgen, zodat ze de potentiële energiebarrière van het oppervlak overschrijden en het oppervlak verlaten.

Onder invloed van een bepaalde elektrische veldkracht vliegt een elektron van de kathode naar de anode en ondergaat daarbij botsingsionisatie.Nadat de eerste botsing met het gaselektron ionisatie veroorzaakt, heb je een extra vrij elektron.De twee elektronen worden geïoniseerd door botsingen terwijl ze naar de anode vliegen, dus we hebben vier vrije elektronen na de tweede botsing.Deze vier elektronen herhalen dezelfde botsing, waardoor er meer elektronen ontstaan, waardoor een elektronenlawine ontstaat.

Volgens de luchtdruktheorie is de luchtdruk bij constante temperatuur omgekeerd evenredig met de gemiddelde vrije slag van elektronen en het gasvolume.Wanneer de hoogte toeneemt en de luchtdruk afneemt, neemt de gemiddelde vrije slag van geladen deeltjes toe, wat de ionisatie van gas zal versnellen, waardoor de doorslagspanning van gas afneemt.

De relatie tussen spanning en druk is:

Daarin: P—De luchtdruk op het werkpunt

P0-standaard atmosferische druk

Up—Externe isolatie-ontladingsspanning op het werkpunt

U0—Ontlaadspanning van buitenisolatie bij standaardatmosfeer

n—Karakteristieke index van de ontladingsspanning van de externe isolatie die afneemt met afnemende druk

Wat betreft de grootte van de karakteristieke index n-waarde van de externe isolatie-ontladingsspanning die afneemt, zijn er momenteel geen duidelijke gegevens en is er een groot aantal gegevens en tests nodig voor verificatie, vanwege de verschillen in testmethoden, waaronder de uniformiteit van het elektrische veld, de consistentie van omgevingsomstandigheden, de regeling van de ontladingsafstand en de bewerkingsnauwkeurigheid van testgereedschappen zullen de nauwkeurigheid van testen en gegevens beïnvloeden.

Bij lagere luchtdruk neemt de doorslagspanning af.Dit komt omdat de dichtheid van de lucht afneemt naarmate de druk afneemt, dus de doorslagspanning daalt totdat het effect van afnemende elektronendichtheid naarmate het gas dunner wordt, werkt. Daarna stijgt de doorslagspanning totdat het vacuüm niet kan worden veroorzaakt door gasgeleiding afbreken.De relatie tussen drukdoorslagspanning en gas wordt over het algemeen beschreven door de wet van Bashen.

Met behulp van de wet van Baschen en een groot aantal tests worden de correctiewaarden van doorslagspanning en elektrische spleet onder verschillende luchtdrukomstandigheden verkregen na het verzamelen en verwerken van gegevens.

Zie Tabel 1 en Tabel 2

Luchtdruk (kPa)

79,5

75

70

67

61,5

58.7

55

Wijzigingswaarde(n)

0,90

0,89

0,93

0,95

0,89

0,89

0,85

Tabel 1 Correctie van doorslagspanning bij verschillende luchtdruk

Hoogte (m) Luchtdruk (kPa) Correctiefactor (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

Tabel 2 Correctiewaarden van elektrische speling onder verschillende luchtdrukomstandigheden

2, Effect van lage druk op de stijging van de producttemperatuur.

Elektronische producten zullen bij normaal gebruik een bepaalde hoeveelheid warmte produceren, de gegenereerde warmte en het verschil tussen de omgevingstemperatuur wordt temperatuurstijging genoemd.Overmatige temperatuurstijging kan brandwonden, brand en andere risico's veroorzaken. Daarom is de overeenkomstige grenswaarde vastgelegd in GB4943, GB8898 en andere veiligheidsnormen, gericht op het voorkomen van mogelijke gevaren veroorzaakt door overmatige temperatuurstijging.

De temperatuurstijging van verwarmingsproducten wordt beïnvloed door de hoogte.De temperatuurstijging varieert ruwweg lineair met de hoogte en de helling van de verandering hangt af van de structuur van het product, de warmteafvoer, de omgevingstemperatuur en andere factoren.

De warmteafvoer van thermische producten kan worden onderverdeeld in drie vormen: warmtegeleiding, convectie warmteafvoer en warmtestraling.De warmteafvoer van een groot aantal verwarmingsproducten hangt voornamelijk af van convectiewarmte-uitwisseling, dat wil zeggen dat de warmte van verwarmingsproducten afhangt van het temperatuurveld dat door het product zelf wordt gegenereerd om de temperatuurgradiënt van de lucht rond het product af te leggen.Op een hoogte van 5000 m is de warmteoverdrachtscoëfficiënt 21% lager dan de waarde op zeeniveau, en de warmteoverdracht door convectieve warmteafvoer is ook 21% lager.Het zal 40% bereiken op 10.000 meter.De afname van warmteoverdracht door convectieve warmteafvoer zal leiden tot een toename van de producttemperatuurstijging.

Wanneer de hoogte toeneemt, neemt de atmosferische druk af, wat resulteert in een toename van de viscositeitscoëfficiënt van de lucht en een afname van de warmteoverdracht.Dit komt omdat luchtconvectieve warmteoverdracht de overdracht van energie is door moleculaire botsing; naarmate de hoogte toeneemt, neemt de atmosferische druk af en neemt de luchtdichtheid af, wat resulteert in een afname van het aantal luchtmoleculen en wat resulteert in een afname van de warmteoverdracht.

Bovendien is er nog een factor die de convectieve warmteafvoer van geforceerde stroming beïnvloedt, dat wil zeggen dat de afname van de luchtdichtheid gepaard gaat met de afname van de atmosferische druk. .Geforceerde stroom convectie warmteafvoer is afhankelijk van luchtstroom om warmte af te voeren.Over het algemeen houdt de koelventilator die door de motor wordt gebruikt de volumestroom van de lucht die door de motor stroomt ongewijzigd. Naarmate de hoogte toeneemt, neemt het massadebiet van de luchtstroom af, zelfs als het volume van de luchtstroom hetzelfde blijft, omdat de dichtheid van de lucht afneemt.Aangezien de specifieke warmte van lucht kan worden beschouwd als een constante over het temperatuurbereik dat betrokken is bij gewone praktische problemen, als de luchtstroom dezelfde temperatuur verhoogt, zal de door de massastroom geabsorbeerde warmte minder worden verminderd, de verwarmingsproducten worden nadelig beïnvloed door de accumulatie, en de temperatuurstijging van de producten zal stijgen met de verlaging van de atmosferische druk.

De invloed van luchtdruk op de temperatuurstijging van het monster, vooral op het verwarmingselement, wordt vastgesteld door het display en de adapter te vergelijken onder verschillende temperatuur- en drukomstandigheden, volgens de hierboven beschreven theorie van de invloed van luchtdruk op de temperatuur. Onder de voorwaarde van lage druk is de temperatuur van het verwarmingselement niet gemakkelijk te verspreiden vanwege de vermindering van het aantal moleculen in het regelgebied, wat resulteert in een te hoge lokale temperatuurstijging. Deze situatie heeft weinig effect op niet-zelf- verwarmingselementen, omdat de warmte van niet-zelfverwarmende elementen wordt overgedragen van het verwarmingselement, waardoor de temperatuurstijging bij lage druk lager is dan bij kamertemperatuur.

3.Conclusie

Door onderzoek en experiment worden de volgende conclusies getrokken.Ten eerste worden op grond van de wet van Baschen de correctiewaarden van doorslagspanning en elektrische spleet onder verschillende luchtdrukomstandigheden samengevat door middel van experimenten.De twee zijn op elkaar gebaseerd en relatief verenigd; ten tweede, volgens de meting van de temperatuurstijging van de adapter en het display onder verschillende luchtdrukomstandigheden, hebben de temperatuurstijging en luchtdruk een lineaire relatie, en door statistische berekening, de lineaire vergelijking van temperatuurstijging en luchtdruk in verschillende delen kan worden verkregen.Neem de adapter als voorbeeld, de correlatiecoëfficiënt tussen temperatuurstijging en luchtdruk is -0,97 volgens de statistische methode, wat een hoge negatieve correlatie is.De veranderingssnelheid van temperatuurstijging is dat de temperatuurstijging met 5-8% toeneemt voor elke 1000 m hoogtestijging.Daarom zijn deze testgegevens alleen ter referentie en behoren ze tot kwalitatieve analyse.Daadwerkelijke meting is nodig om de kenmerken van het product tijdens specifieke detectie te controleren.


Posttijd: 27 april 2023