高海拔的电特性
时间:2021-11-01 14:25来源:
摘要:许多根据IEC标准认证的被动无源元件,其应用的海拔高度上限都是2000米。为什么会有这样的限制?这便要让我们了解一下物理学里的帕邢定律了
许多根据IEC标准认证的被动无源元件,其应用的海拔高度上限都是2000米。为
什么会有这样的限制?这便要让我们了解一下物理学里的帕邢定律了。
在拉丁美洲和亚洲,许多大城市甚至国家首都都坐落在远高于海拔����米的位置。
要制定标准,清晰定义的环境条件例如温度和气压是不可或缺的﹔这个规范对于制定电器连接器 (IEC
60302)或滤波器组件(IEC 60909)IEC的标准也不例外,其中一条明确的定义是,要测试的元件必须符合从海平面至海拔2000米的工作规格,从而允许取得必要的认证。然而,这也意味着安装了这些元件或
组件的设备只能在2000米的海拔高度内使用,超越这定义的, 所有使用的元件或组件都需要取得额外的适
用性证明。
物理概念
众所周知,随着海拔升高,气压降低,氧气便减少,呼吸变得越来越困难﹔原来,除此之外,变得稀薄
的空气也会对电气应用中的介电强度产生影响。
物理学家帕邢的实验19世纪末,德国物理学家弗里德里
物理学家帕邢的实验19世纪末,德国物理学家弗里德里
希·帕邢 (Friedrich paschen),为了确定当环境压力变化时的电弧特性而进行了实验。他放置了两个相距1厘米恒定距离的球形电极,然后,他逐步将环境气压模拟从海平面的760毫米汞柱1013百帕降至海拔 80.000米 的0.01毫米汞柱以下﹔在每个选定的气压水平下,他增加电极上的电压,直到低能量电弧的产生。图表1的曲线显示了实验的结果﹕在海平面上,需要大约30'000VDC(称为击穿电压或短路电压)来产生电极间隙上的电弧﹔在海拔15000米处,产生电弧所需的击穿电压下降至约5.000VDC﹔最不理想的位置是处于海拔45000米处,其中只需约300DVC,电弧便在电极间隙中产生。
这种效应被称为「帕邢定律」,它将击穿电压描述为气体压力和电极
间距乘积的函数,这显示在帕邢曲线中。
范例﹕
距离为1公分的两个电极之间的短
路电压为:
- 海平面30KDVC
- 海拔15000米(15)公里5.0kDvc
- 海拔45000米(450公里0.3KDVC
图表1-1公分电极间隙的帕邢曲线
修正系数
总括而言,符合标准的应用,是可以从图表2中获取的高度相关修正系数来找出最小爬电距离。如果从
表中读取的最小爬电距离小于适用的最小气隙,则该最小气隙值就适用为最小爬电距离。
市场需求
当今很多拉丁美洲和亚洲的大城市都建于远远高于海拔2000米之上,那些地方都可以是最现代化电气和电子设备的市场。欧洲已经是一个例子,例如,很多电信基站在欧洲都被放置在尽可能高的位置,以实现最大范围和覆盖。但在这领域,中国更快一步,例如,标准 GB4943.1-2011 要求医疗设备适用于海拔5000米的应用。
自我要求
SCHURTER硕特集团实行了自我考验,并让VDE对一些带滤波
器的电源输入模块进行了用于海拔5000米应用的测试,一些选定产品型号(DC12 / DD12/KFC)的测试报告已存储在认证数据库中。根据这些DVE测试报告作为蓝本,我们可以继而为众多带滤波器和不带滤波器的组合元件出具我们的测试报告,我们是非常乐意按客户要求提供这些报告的。
根据,IEC 60664-1计算电气间隙和爬电距离的修正系数,是适用于海拔2000米以上的应用。但根据不同应用标准,这些值可能略有不同。
结论
根据IEC标准,尽管电器连接器、滤波器元件和许多其他无源元件只需承受海拔2000米的应用,但可以克服更高障碍的。一方面,是采用了符合IEC 60664-1的修正系数措施,另一方面,特别是高质量的产品通常已经设计了必
要的安全余量。
关于SCHURTER(硕特集团)
关于SCHURTER(硕特集团)
硕特集团是一家在全球获得成功的瑞士家族企业。有赖于我们能够确保清洁和安全电源供应的组件、易于使用的输入系统和完善的整体解决方案,我们能够以灵敏性和卓越的产品与服务质量来打动客户。
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