Influence de la basse pression atmosphérique (au-dessus de 2000 m au-dessus du niveau de la mer) sur les performances de sécurité des produits électroniques

1, les matériaux d'isolation dans le champ électrique seront également détruits en raison de leur résistance d'isolation et perdront en raison de leurs performances d'isolation, puis il y aura un phénomène de rupture d'isolation.

Les normes GB4943 et GB8898 stipulent le dégagement électrique, la ligne de fuite et la distance de pénétration de l'isolation en fonction des résultats de recherche existants, mais ces supports sont affectés par les conditions environnementales. Par exemple, la température, l'humidité, la pression atmosphérique, le niveau de pollution, etc., réduiront la résistance de l'isolation ou défaillance, parmi lesquelles la pression d'air a l'effet le plus évident sur le dégagement électrique.

Le gaz produit des particules chargées de deux manières : l'une est l'ionisation par collision, dans laquelle les atomes d'un gaz entrent en collision avec des particules de gaz pour gagner de l'énergie et passer d'un niveau d'énergie bas à un niveau d'énergie élevé.Lorsque cette énergie dépasse une certaine valeur, les atomes sont ionisés en électrons libres et en ions positifs. L'autre est l'ionisation de surface, dans laquelle des électrons ou des ions agissent sur une surface solide pour transférer suffisamment d'énergie aux électrons sur la surface solide, de sorte que ces électrons gagnent suffisamment d'énergie, de sorte qu'ils dépassent la barrière d'énergie potentielle de surface et quittent la surface.

Sous l'action d'une certaine force de champ électrique, un électron vole de la cathode à l'anode et subira une ionisation par collision en cours de route.Après que la première collision avec l'électron du gaz provoque l'ionisation, vous avez un électron libre supplémentaire.Les deux électrons sont ionisés par des collisions lorsqu'ils volent vers l'anode,Nous avons donc quatre électrons libres après la deuxième collision.Ces quatre électrons répètent la même collision, ce qui crée plus d'électrons, créant une avalanche d'électrons.

Selon la théorie de la pression atmosphérique, lorsque la température est constante, la pression atmosphérique est inversement proportionnelle à la course libre moyenne des électrons et au volume de gaz.Lorsque la hauteur augmente et que la pression atmosphérique diminue, la course libre moyenne des particules chargées augmente, ce qui accélère l'ionisation du gaz, de sorte que la tension de claquage du gaz diminue.

La relation entre la tension et la pression est :

Dans celui-ci: P—La pression d'air au point de fonctionnement

P0—pression atmosphérique standard

tup—Tension de décharge d'isolation externe au point de fonctionnement

tu0—Tension de décharge de l'isolation extérieure à l'atmosphère standard

n—Indice caractéristique de la tension de décharge de l'isolation externe diminuant avec la pression décroissante

En ce qui concerne la taille de l'indice caractéristique n valeur de la tension de décharge d'isolement externe diminuant, il n'y a pas de données claires à l'heure actuelle, et un grand nombre de données et de tests sont nécessaires pour la vérification, en raison des différences dans les méthodes de test, y compris l'uniformité du champ électrique , La cohérence des conditions environnementales, le contrôle de la distance de décharge et la précision d'usinage de l'outillage de test affecteront la précision du test et des données.

À une pression barométrique inférieure, la tension de claquage diminue.En effet, la densité de l'air diminue à mesure que la pression diminue, de sorte que la tension de claquage chute jusqu'à ce que l'effet de la diminution de la densité électronique à mesure que le gaz devienne plus mince fonctionne. Après cela, la tension de claquage augmente jusqu'à ce que le vide ne puisse plus être causé par la conduction du gaz panne.La relation entre la tension de claquage de pression et le gaz est généralement décrite par la loi de Bashen.

À l'aide de la loi de Baschen et d'un grand nombre de tests, les valeurs de correction de la tension de claquage et de l'écart électrique dans différentes conditions de pression d'air sont obtenues après la collecte et le traitement des données.

Voir Tableau 1 et Tableau 2

Pression atmosphérique(kPa)

79,5

75

70

67

61,5

58,7

55

Valeur de modification(n)

0,90

0,89

0,93

0,95

0,89

0,89

0,85

Tableau 1 Correction de la tension de claquage à différentes pressions barométriques

Altitude(m) Pression barométrique (kPa) Facteur de correction(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

Tableau 2 Valeurs de correction du jeu électrique dans différentes conditions de pression d'air

2, Effet de la basse pression sur la montée en température du produit.

Les produits électroniques en fonctionnement normal produisent une certaine quantité de chaleur, la chaleur générée et la différence entre la température ambiante est appelée élévation de température.Une élévation excessive de la température peut provoquer des brûlures, un incendie et d'autres risques. Par conséquent, la valeur limite correspondante est stipulée dans GB4943, GB8898 et d'autres normes de sécurité, visant à prévenir les dangers potentiels causés par une élévation excessive de la température.

L'élévation de température des produits chauffants est affectée par l'altitude.L'élévation de température varie à peu près linéairement avec l'altitude, et la pente du changement dépend de la structure du produit, de la dissipation thermique, de la température ambiante et d'autres facteurs.

La dissipation thermique des produits thermiques peut être divisée en trois formes : la conduction thermique, la dissipation thermique par convection et le rayonnement thermique.La dissipation thermique d'un grand nombre de produits chauffants dépend principalement de l'échange de chaleur par convection, c'est-à-dire que la chaleur des produits chauffants dépend du champ de température généré par le produit lui-même pour parcourir le gradient de température de l'air autour du produit.À une hauteur de 5 000 m, le coefficient de transfert de chaleur est inférieur de 21 % à la valeur au niveau de la mer, et la chaleur transférée par dissipation thermique par convection est également inférieure de 21 %.Elle atteindra 40% à 10 000 mètres.La diminution du transfert de chaleur par dissipation de chaleur par convection entraînera une augmentation de la température du produit.

Lorsque la hauteur augmente, la pression atmosphérique diminue, ce qui entraîne une augmentation du coefficient de viscosité de l'air et une diminution du transfert de chaleur.En effet, le transfert de chaleur par convection dans l'air est le transfert d'énergie par collision moléculaire. À mesure que la hauteur augmente, la pression atmosphérique diminue et la densité de l'air diminue, ce qui entraîne une diminution du nombre de molécules d'air et une diminution du transfert de chaleur.

De plus, il existe un autre facteur affectant la dissipation thermique par convection du flux forcé, c'est-à-dire que la diminution de la densité de l'air s'accompagnera d'une diminution de la pression atmosphérique. La diminution de la densité de l'air affecte directement la dissipation thermique de la dissipation thermique par convection forcée. .La dissipation thermique par convection à flux forcé repose sur le flux d'air pour évacuer la chaleur.Généralement, le ventilateur de refroidissement utilisé par le moteur maintient le débit volumique de l'air circulant dans le moteur inchangé, à mesure que la hauteur augmente, le débit massique du flux d'air diminue, même si le volume du flux d'air reste le même, car le la densité de l'air diminue.Étant donné que la chaleur spécifique de l'air peut être considérée comme une constante sur la plage de températures impliquées dans les problèmes pratiques ordinaires, si le débit d'air augmente à la même température, la chaleur absorbée par le débit massique est moindre sera réduite, les produits de chauffage sont affectés négativement par l'accumulation, et l'élévation de température des produits augmentera avec la diminution de la pression atmosphérique.

L'influence de la pression atmosphérique sur l'élévation de température de l'échantillon, en particulier sur l'élément chauffant, est établie en comparant l'affichage et l'adaptateur dans différentes conditions de température et de pression, selon la théorie de l'influence de la pression atmosphérique sur la température décrite ci-dessus, Dans des conditions de basse pression, la température de l'élément chauffant n'est pas facile à disperser en raison de la réduction du nombre de molécules dans la zone de contrôle, ce qui entraîne une élévation de température locale trop élevée. Cette situation a peu d'effet sur les non-auto- éléments chauffants, car la chaleur des éléments non auto-chauffants est transférée de l'élément chauffant, de sorte que l'augmentation de température à basse pression est inférieure à celle à température ambiante.

3.Conclusion

Grâce à la recherche et à l'expérimentation, les conclusions suivantes sont tirées.Tout d'abord, en vertu de la loi de Baschen, les valeurs de correction de la tension de claquage et de l'écart électrique sous différentes conditions de pression d'air sont résumées par des expériences.Les deux sont mutuellement basés et relativement unifiés ; Deuxièmement, selon la mesure de l'élévation de température de l'adaptateur et de l'affichage dans différentes conditions de pression d'air, l'élévation de température et la pression d'air ont une relation linéaire, et grâce au calcul statistique, l'équation linéaire d'élévation de température et de pression d'air dans différentes parties peuvent être obtenues.Prenez l'adaptateur comme exemple, le coefficient de corrélation entre l'augmentation de la température et la pression atmosphérique est de -0,97 selon la méthode statistique, qui est une corrélation négative élevée.Le taux de variation de l'élévation de la température est que l'élévation de la température augmente de 5 à 8 % pour chaque augmentation de 1 000 m d'altitude.Par conséquent, ces données de test sont fournies à titre indicatif uniquement et appartiennent à une analyse qualitative.Une mesure réelle est nécessaire pour vérifier les caractéristiques du produit lors d'une détection spécifique.


Heure de publication : 27 avril 2023