อิทธิพลของความกดอากาศต่ำ (สูงกว่า 2,000 เมตรเหนือระดับน้ำทะเล) ต่อประสิทธิภาพความปลอดภัยของผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์

1,วัสดุฉนวนในสนามไฟฟ้าจะถูกทำลายเช่นกันเนื่องจากความแข็งแรงของฉนวนและสูญเสียประสิทธิภาพของฉนวน เนื่องจากจะมีปรากฏการณ์การแตกตัวของฉนวน

มาตรฐาน GB4943 และ GB8898 กำหนดระยะห่างทางไฟฟ้า ระยะตามฉนวน และระยะเจาะฉนวนตามผลการวิจัยที่มีอยู่ แต่สื่อเหล่านี้ได้รับผลกระทบจากสภาพแวดล้อม เช่น อุณหภูมิ ความชื้น ความกดอากาศ ระดับมลพิษ ฯลฯ จะลดความแข็งแรงของฉนวนหรือ ความล้มเหลวซึ่งความกดอากาศมีผลชัดเจนที่สุดต่อการกวาดล้างทางไฟฟ้า

แก๊สสร้างอนุภาคที่มีประจุได้สองวิธี วิธีแรกคือการชนกันของไอออนไนซ์ ซึ่งอะตอมในแก๊สจะชนกับอนุภาคของแก๊สเพื่อให้ได้พลังงานและกระโดดจากระดับพลังงานต่ำไปสูงเมื่อพลังงานนี้เกินค่าที่กำหนด อะตอมจะแตกตัวเป็นไอออนเป็นอิเลคตรอนอิสระและอิออนบวก。 ส่วนอีกแบบคืออิออไนเซชันที่พื้นผิว ซึ่งอิเลคตรอนหรืออิออนทำหน้าที่บนพื้นผิวแข็งเพื่อถ่ายโอนพลังงานที่เพียงพอไปยังอิเลคตรอนบนพื้นผิวของแข็ง เพื่อให้อิเลคตรอนเหล่านี้ ได้รับพลังงานเพียงพอเพื่อให้เกินอุปสรรคพลังงานศักย์พื้นผิวและออกจากพื้นผิว

ภายใต้แรงกระทำของสนามไฟฟ้า อิเล็กตรอนจะบินจากแคโทดไปยังแอโนด และจะเกิดการชนกันของไอออนไนซ์ตลอดทางหลังจากการชนกันครั้งแรกกับอิเล็กตรอนของแก๊สทำให้เกิดการแตกตัวเป็นไอออน คุณมีอิเล็กตรอนอิสระเพิ่มขึ้นมาอิเล็กตรอนสองตัวแตกตัวเป็นไอออนโดยการชนกันขณะที่พวกมันบินเข้าหาขั้วบวก ดังนั้นเราจึงมีอิเล็กตรอนอิสระสี่ตัวหลังจากการชนกันครั้งที่สองอิเล็กตรอนทั้งสี่นี้เกิดการชนกันซ้ำๆ ซึ่งจะสร้างอิเล็กตรอนมากขึ้น ทำให้เกิดการถล่มของอิเล็กตรอน

ตามทฤษฎีความดันอากาศ เมื่ออุณหภูมิคงที่ ความดันอากาศจะแปรผกผันกับจังหวะอิสระเฉลี่ยของอิเล็กตรอนและปริมาตรของแก๊สเมื่อความสูงเพิ่มขึ้นและความกดอากาศลดลง จังหวะอิสระโดยเฉลี่ยของอนุภาคที่มีประจุจะเพิ่มขึ้น ซึ่งจะเร่งการแตกตัวเป็นไอออนของแก๊ส ดังนั้นแรงดันพังทลายของแก๊สจึงลดลง

ความสัมพันธ์ระหว่างแรงดันและแรงดันคือ:

ในที่นี้: P—ความดันอากาศที่จุดทำงาน

พี0— ความดันบรรยากาศมาตรฐาน

ยูp— แรงดันการปลดปล่อยฉนวนภายนอกที่จุดปฏิบัติการ

ยู0—แรงดันไฟตกของฉนวนชั้นนอกที่บรรยากาศมาตรฐาน

n — ดัชนีลักษณะของแรงดันการปลดปล่อยฉนวนภายนอกลดลงเมื่อแรงดันลดลง

สำหรับขนาดของค่าดัชนีคุณลักษณะ n ของแรงดันการปลดปล่อยฉนวนภายนอกที่ลดลงนั้น ยังไม่มีข้อมูลที่ชัดเจนในปัจจุบัน และจำเป็นต้องมีข้อมูลและการทดสอบจำนวนมากสำหรับการตรวจสอบ เนื่องจากความแตกต่างในวิธีการทดสอบ รวมถึงความสม่ำเสมอ ของสนามไฟฟ้า ความสม่ำเสมอของสภาพแวดล้อม การควบคุมระยะการคายประจุ และความแม่นยำในการตัดเฉือนของเครื่องมือทดสอบจะส่งผลต่อความแม่นยำของการทดสอบและข้อมูล

ที่ความกดอากาศต่ำกว่า แรงดันพังทลายจะลดลงนี่เป็นเพราะความหนาแน่นของอากาศลดลงเมื่อความดันลดลง ดังนั้นแรงดันพังทลายจึงลดลงจนกระทั่งความหนาแน่นของอิเล็กตรอนลดลงเมื่อก๊าซทำงานบางลง。หลังจากนั้นแรงดันพังทลายจะเพิ่มขึ้นจนกระทั่งไม่สามารถเกิดสุญญากาศจากการนำก๊าซได้ ชำรุด.โดยทั่วไปแล้ว ความสัมพันธ์ระหว่างแรงดันพังทลายของแรงดันและก๊าซจะอธิบายไว้ในกฎของ Bashen

ด้วยความช่วยเหลือจากกฎของ Baschen และการทดสอบจำนวนมาก ค่าการแก้ไขของแรงดันพังทลายและช่องว่างทางไฟฟ้าภายใต้สภาวะความกดอากาศที่แตกต่างกันจะได้มาหลังจากการเก็บรวบรวมและประมวลผลข้อมูล

ดูตารางที่ 1 และตารางที่ 2

ความดันอากาศ (kPa)

79.5

75

70

67

61.5

58.7

55

ค่าการปรับเปลี่ยน (n)

0.90

0.89

0.93

0.95

0.89

0.89

0.85

ตารางที่ 1 การแก้ไขแรงดันพังทลายที่ความกดอากาศต่างกัน

ระดับความสูง (ม.) ความกดอากาศ (kPa) ปัจจัยการแก้ไข (n)

2543

80.0

1.00 น

3000

70.0

1.14

4000

62.0

1.29

5,000

54.0

1.48

6000

47.0

1.70

ตารางที่ 2 ค่าการแก้ไขระยะห่างทางไฟฟ้าภายใต้สภาวะความกดอากาศที่แตกต่างกัน

2, ผลของความดันต่ำต่อการเพิ่มอุณหภูมิของผลิตภัณฑ์

ผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ในการทำงานปกติจะผลิตความร้อนจำนวนหนึ่ง ความร้อนที่เกิดขึ้นและความแตกต่างระหว่างอุณหภูมิโดยรอบเรียกว่าอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นมากเกินไปอาจทำให้เกิดการไหม้ ไฟ และความเสี่ยงอื่น ๆ ดังนั้น ค่าขีดจำกัดที่เกี่ยวข้องจึงกำหนดไว้ใน GB4943, GB8898 และมาตรฐานความปลอดภัยอื่น ๆ โดยมีเป้าหมายเพื่อป้องกันอันตรายที่อาจเกิดขึ้นจากอุณหภูมิที่สูงขึ้น

อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นของผลิตภัณฑ์ทำความร้อนจะขึ้นอยู่กับระดับความสูงอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นจะแปรผันเป็นเส้นตรงโดยประมาณกับระดับความสูง และความชันของการเปลี่ยนแปลงจะขึ้นอยู่กับโครงสร้างของผลิตภัณฑ์ การกระจายความร้อน อุณหภูมิโดยรอบ และปัจจัยอื่นๆ

การกระจายความร้อนของผลิตภัณฑ์ระบายความร้อนสามารถแบ่งออกเป็นสามรูปแบบ: การนำความร้อน การกระจายความร้อนแบบพาความร้อน และการแผ่รังสีความร้อนการกระจายความร้อนของผลิตภัณฑ์ทำความร้อนจำนวนมากส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับการแลกเปลี่ยนความร้อนแบบพาความร้อน กล่าวคือ ความร้อนของผลิตภัณฑ์ทำความร้อนขึ้นอยู่กับฟิลด์อุณหภูมิที่สร้างขึ้นโดยผลิตภัณฑ์เองเพื่อเคลื่อนที่ไปตามการไล่ระดับอุณหภูมิของอากาศรอบๆ ผลิตภัณฑ์ที่ความสูง 5,000 เมตร ค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนต่ำกว่าค่าที่ระดับน้ำทะเล 21% และความร้อนที่ถ่ายโอนโดยการพาความร้อนจะต่ำกว่า 21% เช่นกันมันจะถึง 40% ที่ 10,000 เมตรการลดลงของการถ่ายเทความร้อนโดยการพาความร้อนจะนำไปสู่การเพิ่มอุณหภูมิของผลิตภัณฑ์

เมื่อความสูงเพิ่มขึ้น ความกดอากาศจะลดลง ส่งผลให้ค่าสัมประสิทธิ์ความหนืดของอากาศเพิ่มขึ้นและการถ่ายเทความร้อนลดลงทั้งนี้เนื่องจากการถ่ายเทความร้อนแบบพาความร้อนเป็นการถ่ายโอนพลังงานผ่านการชนกันของโมเลกุล เมื่อความสูงเพิ่มขึ้น ความดันบรรยากาศจะลดลง และความหนาแน่นของอากาศลดลง ส่งผลให้จำนวนโมเลกุลของอากาศลดลง และทำให้การถ่ายเทความร้อนลดลง

นอกจากนี้ยังมีอีกปัจจัยหนึ่งที่ส่งผลต่อการกระจายความร้อนแบบพาความร้อนของการไหลแบบบังคับ นั่นคือ การลดลงของความหนาแน่นของอากาศจะมาพร้อมกับการลดลงของความดันบรรยากาศ การลดลงของความหนาแน่นของอากาศส่งผลโดยตรงต่อการกระจายความร้อนของการกระจายความร้อนแบบพาความร้อนแบบบังคับไหล .การกระจายความร้อนด้วยการพาความร้อนแบบบังคับไหลอาศัยการไหลของอากาศเพื่อระบายความร้อนโดยทั่วไป พัดลมระบายความร้อนที่ใช้โดยมอเตอร์จะรักษาปริมาณการไหลของอากาศที่ไหลผ่านมอเตอร์ไม่เปลี่ยนแปลง เมื่อความสูงเพิ่มขึ้น อัตราการไหลของมวลของกระแสอากาศจะลดลง แม้ว่าปริมาตรของกระแสอากาศจะยังคงเท่าเดิม เนื่องจาก ความหนาแน่นของอากาศลดลงเนื่องจากความร้อนจำเพาะของอากาศสามารถพิจารณาได้ว่าเป็นค่าคงที่ตลอดช่วงอุณหภูมิที่เกี่ยวข้องกับปัญหาในทางปฏิบัติทั่วไป หากการไหลของอากาศเพิ่มอุณหภูมิเท่ากัน ความร้อนที่ดูดซับโดยการไหลของมวลจะลดลงน้อยลง ผลิตภัณฑ์ทำความร้อนจะได้รับผลกระทบในทางลบ โดยการสะสมและอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นของผลิตภัณฑ์จะเพิ่มขึ้นตามการลดความดันบรรยากาศ

อิทธิพลของความดันอากาศต่ออุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นของตัวอย่าง โดยเฉพาะอย่างยิ่งบนองค์ประกอบความร้อน ถูกกำหนดโดยการเปรียบเทียบจอแสดงผลและอะแดปเตอร์ภายใต้สภาวะอุณหภูมิและความดันที่แตกต่างกัน ตามทฤษฎีของอิทธิพลของความดันอากาศต่ออุณหภูมิที่อธิบายไว้ข้างต้น, ภายใต้สภาวะความดันต่ำ อุณหภูมิขององค์ประกอบความร้อนไม่สามารถกระจายตัวได้ง่าย เนื่องจากจำนวนโมเลกุลในพื้นที่ควบคุมลดลง ส่งผลให้อุณหภูมิในพื้นที่สูงขึ้นมากเกินไป สถานการณ์นี้มีผลเพียงเล็กน้อยต่อความไม่เป็นตัวของตัวเอง องค์ประกอบความร้อน เนื่องจากความร้อนขององค์ประกอบที่ไม่ทำความร้อนเองถูกถ่ายโอนจากองค์ประกอบความร้อน ดังนั้นอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นที่ความดันต่ำจะต่ำกว่าที่อุณหภูมิห้อง

3.บทสรุป

จากการวิจัยและการทดลองได้ข้อสรุปดังต่อไปนี้ประการแรก โดยอาศัยกฎของ Baschen ค่าการแก้ไขของแรงดันพังทลายและช่องว่างทางไฟฟ้าภายใต้สภาวะความกดอากาศที่แตกต่างกันจะถูกสรุปผ่านการทดลองทั้งสองมีพื้นฐานร่วมกันและค่อนข้างเป็นหนึ่ง สอง ตามการวัดการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิของอะแดปเตอร์และการแสดงผลภายใต้สภาวะความดันอากาศที่แตกต่างกัน อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นและความดันอากาศมีความสัมพันธ์เชิงเส้น และผ่านการคำนวณทางสถิติ สมการเชิงเส้น ของอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นและความกดอากาศในส่วนต่าง ๆ ได้ใช้อะแดปเตอร์เป็นตัวอย่าง, ค่าสัมประสิทธิ์สหสัมพันธ์ระหว่างอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นและความกดอากาศคือ -0.97 ตามวิธีการทางสถิติ ซึ่งเป็นความสัมพันธ์เชิงลบสูงอัตราการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นคืออุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นจะเพิ่มขึ้น 5-8% สำหรับความสูงที่เพิ่มขึ้นทุกๆ 1,000 เมตรดังนั้น ข้อมูลการทดสอบนี้ใช้สำหรับการอ้างอิงเท่านั้นและเป็นของการวิเคราะห์เชิงคุณภาพจำเป็นต้องมีการวัดจริงเพื่อตรวจสอบลักษณะของผลิตภัณฑ์ระหว่างการตรวจจับเฉพาะ


เวลาโพสต์: เมษายน-27-2023