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试验案例:高湿对电子产品安全性能的影响

更新时间  2020-07-04 22:22:54 深圳市宇泰试验设备有限公司 阅读
    高湿条件下,由于水汽吸附吸收和扩散作用,许多材料在吸湿后膨胀、性能变差强度降低,引起机械性能和电性能下降。高湿对设备安全性能的影响主要表现在:

    (1)对绝缘性能的影响

    由于绝缘材料的吸湿及表面凝露等作用,使得材料的抗电强度降低,其主要表现为绝缘漏电流增加。IEC的相关安全标准中考虑到自然气候条件的特殊情况,明确规定对于热带地区销售使用的设备,进行湿热预处理的时间从普通气候条件下的48小时延长到120小时。这就是考虑到湿热环境对设备绝缘材料的影响,以及影响时间的累计效应。
    (2)对安全电压限值及允许的接触电流限值的影响在15~100 Hz正弦交流电流条件下,通过对人体的测试得到,感知电流和反应电流的阈值为0.5mA(有效值);摆脱电流的阈值为10 mA(有效值)。而流经人体的电流的大小取决于接触的电压和人体阻抗。人体阻抗由皮肤阻抗和人体内阻抗组成,人体阻.抗主要是皮肤阻抗。在接触电压约50V以下时,皮肤的阻抗值受接触表面积、湿度、呼吸等的影响而变化很大。在润湿的接触面所测得的阻抗值比干燥状态下降低10%~25%;而导电溶液润湿的接触面的阻抗为干燥状态下的50%。
    在潮湿条件下,物体表面会形成导电溶液润湿的接触面。由上述可知,在这种条件下,人体阻抗会降低为干燥条件下的一半。人体阻抗的降低意味着允许接触的电压(安全电压)限值降低,只有这样,才能使在人体产生的按触电流不超过感知/反应阈值。对于设备来说,在高湿气候条件下所受的影响更为严酷,在湿热条件下使用的设备在绝缘材料的选用和安全电压的设计时,应有更高的要求。比如在IEC 60065标准中就建议,在热带气候条件下使用的产品,其接触电流的限值应减半。
    2.1试验样品和试验条件
    上述高湿条件对绝缘性能的影响,主要是使绝缘漏电流增加,这可通过试验来验证。选择I类或II类设备作为试验样品,在不同的高湿处理时间累计条件下,通过对试验样品的绝缘体施加一定的试验电压,测试绝缘漏电流,验证高湿度条件对设备绝缘性能的影响。本文所述的试验是以I类和II类交流适配器为样品,试验条件是:高低温湿热试验箱温度为25℃;相对湿度为93%±2%。
    2.2试验方案
    试验样品分别在室温条件(米经过潮湿处理)下和.在高低温湿热试验箱内放置2天后、3天后、4天后和5天后的条件下,对I类设备的初级-地基本绝缘施加1500V交流的试验电压,初级-次级加强绝缘施加3000V交流的试验电压;对II类设备初级-次级加强绝缘施加3000V交流的试验电压,测试并记录施加试验电压时绝缘漏电流值。
    2.3试验结果分析

    对上述3个样品在不同条件下的测试结果见表1。根据表1中的试验结果可得到图2。’

    由表1和图2可知,样品的绝缘漏电流在高湿条件下比正常湿度条件下大,而且随着在高湿条件下放置天数的增加呈上升趋势,个别样品甚至发生绝缘击穿。试验充分说明,高湿环境条件会影响设备的绝缘性能,使绝缘漏电流增加,绝缘抗电强度降低。
    上述试验是在室温下进行的,在高温的情况下,由于高温和高湿的共同作用,对设备绝缘性能的影响往往更加严酷。因此在高温高湿条件下使用的设备在绝缘材料的选用和安全电压的设计时,应有更高的要求。在各种电气安全标准中也确实提出了更高的要求。比如在IEC 60065标准要求:在热带气候条件下使用的产品,要在高温高湿条件下进行湿热预处理5天后(正常温湿度预处理的时间为2天)再进行相关测试;另外标准中建议对在热带气候条件下使用的产品,其接触电流的限值应减半。