試驗案例:高濕對電子產品安全性能(néng)的影響
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發布日期: 2020.06.16
高濕條件(jiàn)下,由於水汽吸附吸(xī)收和擴散作用,許多材料在吸濕後膨脹、性能變(biàn)差強度降低,引起(qǐ)機械性能和電性能下降。高濕對設備安全(quán)性能的(de)影響主要表現(xiàn)在:
(1)對(duì)絕緣性能的(de)影(yǐng)響
由於絕緣材料的吸(xī)濕及表麵凝露等作用,使得材料的抗電強度降(jiàng)低,其主(zhǔ)要表現為絕緣漏電流(liú)增加。IEC的相關(guān)安全標準中考慮到自然氣候條(tiáo)件的特殊情況,明確規定對於熱帶(dài)地區銷售使(shǐ)用的設備,進行(háng)濕熱預處理(lǐ)的時間從普通氣候條件下的48小時延長(zhǎng)到120小時。這就是考慮到濕熱環境對設備絕緣(yuán)材料的影響,以(yǐ)及影(yǐng)響時間的累計效應。
(2)對安全電壓限值及允(yǔn)許的接觸電流限值的(de)影(yǐng)響在15~100 Hz正弦(xián)交流電流條件下,通過對人體(tǐ)的測試得到,感知電流和反應電(diàn)流的閾(yù)值為0.5mA(有(yǒu)效值);擺脫電(diàn)流的閾值為10 mA(有效值)。而流經人體的電流的大小取決於接觸的電壓和(hé)人體阻抗。人體(tǐ)阻抗由皮膚阻(zǔ)抗和人(rén)體內阻抗(kàng)組成,人(rén)體阻.抗主要(yào)是皮膚阻抗。在接觸電壓約50V以下(xià)時,皮膚的阻(zǔ)抗值受接(jiē)觸表(biǎo)麵積、濕度、呼吸等的影響(xiǎng)而變化很大。在潤濕的接(jiē)觸麵所測得的阻抗值比幹燥狀態(tài)下降(jiàng)低10%~25%;而導電溶液潤濕的接觸麵的阻抗為幹燥狀態下的50%。
在潮濕條件(jiàn)下,物體表麵會形成導(dǎo)電溶液潤濕的接(jiē)觸麵(miàn)。由上述可知,在這種條件下,人體阻(zǔ)抗會降低為幹燥條件下的一半。人體(tǐ)阻抗的降低意味著允許接觸的電壓(安全(quán)電壓)限值降低,隻有這樣,才(cái)能使在人體(tǐ)產生的按(àn)觸電流不(bú)超過感知/反應閾值。對於設備來說,在高濕(shī)氣候(hòu)條件下所受的影響更為嚴酷,在濕熱條件(jiàn)下使用的設備在絕緣材(cái)料的選用和安全電壓的設計時,應有更高的要求。比如在IEC 60065標準中(zhōng)就建議,在熱(rè)帶氣(qì)候條件下使用的產品,其接觸電流的限值應減半。
2.1試驗樣品和試驗條件
上述高濕條件對絕緣性能的影響,主要是使絕緣漏電流增加(jiā),這可通過試驗來(lái)驗證。選擇I類或II類設備作為(wéi)試驗樣品(pǐn),在不同(tóng)的高濕處理時間(jiān)累計條件(jiàn)下,通過對試驗樣品的絕緣體施(shī)加一定的試驗電壓(yā),測試絕緣漏電流,驗證高濕度條件對設(shè)備絕(jué)緣性能的影響。本文所述的試驗是以I類和II類交(jiāo)流適(shì)配器(qì)為(wéi)樣品,試驗(yàn)條件是:高低溫濕熱試驗箱溫度為25℃;相對濕度為93%±2%。
2.2試驗方(fāng)案
試驗樣品分別在室溫條件(米經過潮濕處(chù)理)下和.在高低溫濕熱試驗(yàn)箱內放置2天後、3天(tiān)後、4天後和(hé)5天後的條件下,對I類設備的(de)初級-地基本絕緣施加1500V交流的試驗電壓,初級-次級加(jiā)強(qiáng)絕緣施加3000V交流的試驗電壓;對II類設備初級-次級加強絕緣施加3000V交流的試驗電壓(yā),測試(shì)並記錄(lù)施加試驗電壓時絕緣漏電流(liú)值。
2.3試驗結果分析
對上述3個樣品在不同條件下的(de)測(cè)試結果見表1。根據表1中的試驗結果(guǒ)可得到圖2。’
由表1和圖2可(kě)知,樣品的絕緣漏電流在高濕條件下比正常濕度條件下大,而(ér)且隨著在高濕條件下放置天數的增加呈上升趨(qū)勢,個別樣品甚至發生(shēng)絕緣擊穿。試驗充分說明(míng),高濕環境(jìng)條件會影響設(shè)備的絕緣性(xìng)能,使絕緣漏電流增(zēng)加,絕緣抗電(diàn)強度降低。
上述試驗是在室溫(wēn)下進行的,在高溫的情況下,由於高溫和(hé)高濕的共同作用,對設備絕緣性能的影響往往更加嚴(yán)酷。因此在高溫(wēn)高濕條件下(xià)使用的(de)設備在絕緣材料的選用(yòng)和(hé)安全電壓的設計(jì)時(shí),應有更高的要(yào)求。在各種電氣安全標準中也確實提出(chū)了更高的要求。比如在IEC
60065標(biāo)準要求:在熱帶氣候條件下(xià)使(shǐ)用的產品(pǐn),要在高溫高濕條件下進行濕熱預處理5天後(正常溫濕度預處(chù)理的時間為2天)再進行(háng)相(xiàng)關測試;另外標準中建議對在熱(rè)帶氣候條件(jiàn)下使用的產品,其接觸電流的限值應減半。