試驗案例：高濕對電子產品安全性能的影響
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編輯：
瑞(rui)凱儀器(qi)
來源：
bibil.cn
發布日期： 2020.06.16
; 高濕(shi)條件下，由于水汽吸(xi)附吸(xi)收和擴散作用，許(xu)多(duo)材料在(zai)吸(xi)濕(shi)后膨(peng)脹、性(xing)能(neng)變差強度降低，引起機械性(xing)能(neng)和電性(xing)能(neng)下降。高濕(shi)對設備安(an)全(quan)性(xing)能(neng)的影(ying)響主(zhu)要(yao)表現(xian)在(zai):
(1)對(dui)絕緣性(xing)能的影響
由于絕(jue)緣(yuan)(yuan)材(cai)料的(de)吸濕及(ji)表面(mian)凝(ning)露(lu)等作用，使得材(cai)料的(de)抗電強度降低(di)，其主要表現為絕(jue)緣(yuan)(yuan)漏(lou)電流增加。IEC的(de)相關安全標準中考(kao)慮到(dao)(dao)自然氣(qi)候條件(jian)的(de)特(te)殊情況(kuang)，明(ming)確規定(ding)對(dui)于熱帶(dai)地區銷售(shou)使用的(de)設備，進(jin)行濕熱預處理的(de)時(shi)(shi)間從普通(tong)氣(qi)候條件(jian)下的(de)48小時(shi)(shi)延長到(dao)(dao)120小時(shi)(shi)。這就是考(kao)慮到(dao)(dao)濕熱環境對(dui)設備絕(jue)緣(yuan)(yuan)材(cai)料的(de)影響，以及(ji)影響時(shi)(shi)間的(de)累計效應(ying)。
(2)對安全電(dian)壓限值(zhi)及允許(xu)的(de)接觸(chu)電(dian)流(liu)(liu)限值(zhi)的(de)影(ying)響(xiang)在15~100 Hz正弦交(jiao)流(liu)(liu)電(dian)流(liu)(liu)條件(jian)下，通過(guo)對人(ren)(ren)體(ti)(ti)的(de)測(ce)試(shi)得到，感知電(dian)流(liu)(liu)和反應(ying)電(dian)流(liu)(liu)的(de)閾值(zhi)為(wei)0.5mA(有效(xiao)值(zhi))；擺脫(tuo)電(dian)流(liu)(liu)的(de)閾值(zhi)為(wei)10 mA(有效(xiao)值(zhi))。而(er)流(liu)(liu)經(jing)人(ren)(ren)體(ti)(ti)的(de)電(dian)流(liu)(liu)的(de)大小(xiao)取決于(yu)接觸(chu)的(de)電(dian)壓和人(ren)(ren)體(ti)(ti)阻(zu)抗。人(ren)(ren)體(ti)(ti)阻(zu)抗由(you)皮膚阻(zu)抗和人(ren)(ren)體(ti)(ti)內阻(zu)抗組成，人(ren)(ren)體(ti)(ti)阻(zu).抗主要是皮膚阻(zu)抗。在接觸(chu)電(dian)壓約50V以下時(shi)，皮膚的(de)阻(zu)抗值(zhi)受接觸(chu)表面(mian)積(ji)、濕(shi)度、呼吸等的(de)影(ying)響(xiang)而(er)變化很(hen)大。在潤濕(shi)的(de)接觸(chu)面(mian)所測(ce)得的(de)阻(zu)抗值(zhi)比干燥(zao)狀態下降低10%~25%；而(er)導(dao)電(dian)溶液潤濕(shi)的(de)接觸(chu)面(mian)的(de)阻(zu)抗為(wei)干燥(zao)狀態下的(de)50%。
在潮濕(shi)條(tiao)件下，物體(ti)表面會形成導電溶液潤濕(shi)的(de)(de)(de)(de)接(jie)觸(chu)(chu)面。由(you)上述(shu)可(ke)知(zhi)(zhi)，在這(zhe)種條(tiao)件下，人(ren)體(ti)阻(zu)抗會降低(di)為(wei)(wei)干燥條(tiao)件下的(de)(de)(de)(de)一半。人(ren)體(ti)阻(zu)抗的(de)(de)(de)(de)降低(di)意味著(zhu)允許接(jie)觸(chu)(chu)的(de)(de)(de)(de)電壓(ya)(ya)(安全電壓(ya)(ya))限值(zhi)降低(di)，只有(you)這(zhe)樣，才能使在人(ren)體(ti)產生的(de)(de)(de)(de)按觸(chu)(chu)電流不超過感(gan)知(zhi)(zhi)/反應(ying)閾值(zhi)。對于設(she)備(bei)來說，在高濕(shi)氣候條(tiao)件下所受(shou)的(de)(de)(de)(de)影(ying)響更為(wei)(wei)嚴酷，在濕(shi)熱條(tiao)件下使用的(de)(de)(de)(de)設(she)備(bei)在絕緣(yuan)材(cai)料的(de)(de)(de)(de)選用和安全電壓(ya)(ya)的(de)(de)(de)(de)設(she)計時，應(ying)有(you)更高的(de)(de)(de)(de)要求。比如在IEC 60065標準中(zhong)就建議，在熱帶氣候條(tiao)件下使用的(de)(de)(de)(de)產品，其接(jie)觸(chu)(chu)電流的(de)(de)(de)(de)限值(zhi)應(ying)減(jian)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，這可通過試驗來驗證。選擇I類或II類設備作為試驗樣品，在不同的高濕處理時間累計條件下，通過對試驗樣品的絕緣體施加一定的試驗電壓，測試絕緣漏電流，驗證高濕度條件對設備絕緣性能的影響。本文所述的試驗是以I類和II類交流適配器為樣品，試驗條件是:高低溫濕熱試驗箱溫度為25℃；相對濕度為93%±2%。
2.2試驗方(fang)案
試驗(yan)樣品分別在(zai)室(shi)溫條(tiao)件(jian)(米經過潮濕(shi)處理)下和(he).在(zai)高低(di)溫濕(shi)熱試驗(yan)箱內放置2天(tian)(tian)(tian)后(hou)、3天(tian)(tian)(tian)后(hou)、4天(tian)(tian)(tian)后(hou)和(he)5天(tian)(tian)(tian)后(hou)的(de)條(tiao)件(jian)下，對I類設(she)備的(de)初(chu)級-地基本絕(jue)緣施加(jia)1500V交流的(de)試驗(yan)電壓(ya)，初(chu)級-次級加(jia)強(qiang)絕(jue)緣施加(jia)3000V交流的(de)試驗(yan)電壓(ya)；對II類設(she)備初(chu)級-次級加(jia)強(qiang)絕(jue)緣施加(jia)3000V交流的(de)試驗(yan)電壓(ya)，測試并記錄施加(jia)試驗(yan)電壓(ya)時(shi)絕(jue)緣漏(lou)電流值。
2.3試驗(yan)結果(guo)分(fen)析
對上述3個樣品在不同條件下(xia)的測試(shi)結(jie)果見表1。根(gen)據表1中的試(shi)驗結(jie)果可(ke)得到(dao)圖2。’
由表1和圖2可知，樣品的(de)絕(jue)(jue)緣(yuan)漏電(dian)(dian)流在(zai)高濕條件(jian)下(xia)(xia)比(bi)正常(chang)濕度(du)條件(jian)下(xia)(xia)大，而且隨著(zhu)在(zai)高濕條件(jian)下(xia)(xia)放置天數的(de)增加(jia)呈上升趨勢，個別樣品甚至發生絕(jue)(jue)緣(yuan)擊穿。試驗充(chong)分說明，高濕環境條件(jian)會影響設備的(de)絕(jue)(jue)緣(yuan)性能(neng)，使(shi)絕(jue)(jue)緣(yuan)漏電(dian)(dian)流增加(jia)，絕(jue)(jue)緣(yuan)抗電(dian)(dian)強度(du)降低。
上述試(shi)驗是(shi)在(zai)室溫(wen)(wen)(wen)下(xia)(xia)進(jin)行(xing)的(de)(de)(de)，在(zai)高(gao)(gao)溫(wen)(wen)(wen)的(de)(de)(de)情況(kuang)下(xia)(xia)，由(you)于高(gao)(gao)溫(wen)(wen)(wen)和(he)高(gao)(gao)濕(shi)的(de)(de)(de)共同作用(yong)，對設(she)備絕(jue)緣(yuan)性能的(de)(de)(de)影響往(wang)往(wang)更(geng)加嚴酷。因此在(zai)高(gao)(gao)溫(wen)(wen)(wen)高(gao)(gao)濕(shi)條(tiao)(tiao)件(jian)(jian)下(xia)(xia)使用(yong)的(de)(de)(de)設(she)備在(zai)絕(jue)緣(yuan)材料的(de)(de)(de)選用(yong)和(he)安全電(dian)壓(ya)的(de)(de)(de)設(she)計時(shi)，應有更(geng)高(gao)(gao)的(de)(de)(de)要求(qiu)(qiu)。在(zai)各種(zhong)電(dian)氣安全標準中(zhong)也(ye)確實提出(chu)了(le)更(geng)高(gao)(gao)的(de)(de)(de)要求(qiu)(qiu)。比如在(zai)IEC
60065標準要求(qiu)(qiu):在(zai)熱帶氣候條(tiao)(tiao)件(jian)(jian)下(xia)(xia)使用(yong)的(de)(de)(de)產(chan)品(pin)，要在(zai)高(gao)(gao)溫(wen)(wen)(wen)高(gao)(gao)濕(shi)條(tiao)(tiao)件(jian)(jian)下(xia)(xia)進(jin)行(xing)濕(shi)熱預(yu)處理5天后(正常溫(wen)(wen)(wen)濕(shi)度預(yu)處理的(de)(de)(de)時(shi)間(jian)為2天)再進(jin)行(xing)相關測試(shi)；另(ling)外標準中(zhong)建(jian)議對在(zai)熱帶氣候條(tiao)(tiao)件(jian)(jian)下(xia)(xia)使用(yong)的(de)(de)(de)產(chan)品(pin)，其接觸電(dian)流的(de)(de)(de)限值應減(jian)半。
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