試驗案例：高濕對電子產(chǎn)品安全性能的影響
作者：
網(wǎng)絡(luò)
編輯：
瑞凱儀器
來源：
m.hlgsj12.cn
發(fā)布日期： 2020.06.16
高濕條件下，由于水汽吸附吸收和擴(kuò)散作用，許多材料在吸濕后膨脹、性能變差強度降低，引起機(jī)械性能和電性能下降。高濕對設(shè)備安全性能的影響主要表現(xiàn)在:
(1)對絕緣性能的影響
由于絕緣材料的吸濕及表面凝露等作用，使得材料的抗電強度降低，其主要表現(xiàn)為絕緣漏電流增加。IEC的相關(guān)安全標(biāo)準(zhǔn)中考慮到自然氣候條件的特殊情況，明確規(guī)定對于熱帶地區(qū)銷售使用的設(shè)備，進(jìn)行濕熱預(yù)處理的時間從普通氣候條件下的48小時延長到120小時。這就是考慮到濕熱環(huán)境對設(shè)備絕緣材料的影響，以及影響時間的累計效應(yīng)。
(2)對安全電壓限值及允許的接觸電流限值的影響在15~100 Hz正弦交流電流條件下，通過對人體的測試得到，感知電流和反應(yīng)電流的閾值為0.5mA(有效值)；擺脫電流的閾值為10 mA(有效值)。而流經(jīng)人體的電流的大小取決于接觸的電壓和人體阻抗。人體阻抗由皮膚阻抗和人體內(nèi)阻抗組成，人體阻.抗主要是皮膚阻抗。在接觸電壓約50V以下時，皮膚的阻抗值受接觸表面積、濕度、呼吸等的影響而變化很大。在潤濕的接觸面所測得的阻抗值比干燥狀態(tài)下降低10%~25%；而導(dǎo)電溶液潤濕的接觸面的阻抗為干燥狀態(tài)下的50%。
在潮濕條件下，物體表面會形成導(dǎo)電溶液潤濕的接觸面。由上述可知，在這種條件下，人體阻抗會降低為干燥條件下的一半。人體阻抗的降低意味著允許接觸的電壓(安全電壓)限值降低，只有這樣，才能使在人體產(chǎn)生的按觸電流不超過感知/反應(yīng)閾值。對于設(shè)備來說，在高濕氣候條件下所受的影響更為嚴(yán)酷，在濕熱條件下使用的設(shè)備在絕緣材料的選用和安全電壓的設(shè)計時，應(yīng)有更高的要求。比如在IEC 60065標(biāo)準(zhǔn)中就建議，在熱帶氣候條件下使用的產(chǎn)品，其接觸電流的限值應(yīng)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，這可通過試驗來驗證。選擇I類或II類設(shè)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(shè)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試驗方案
試驗樣品分別在室溫條件(米經(jīng)過潮濕處理)下和.在高低溫濕熱試驗箱內(nèi)放置2天后、3天后、4天后和5天后的條件下，對I類設(shè)備的初級-地基本絕緣施加1500V交流的試驗電壓，初級-次級加強絕緣施加3000V交流的試驗電壓；對II類設(shè)備初級-次級加強絕緣施加3000V交流的試驗電壓，測試并記錄施加試驗電壓時絕緣漏電流值。
2.3試驗結(jié)果分析
對上述3個樣品在不同條件下的測試結(jié)果見表1。根據(jù)表1中的試驗結(jié)果可得到圖2。’
由表1和圖2可知，樣品的絕緣漏電流在高濕條件下比正常濕度條件下大，而且隨著在高濕條件下放置天數(shù)的增加呈上升趨勢，個別樣品甚至發(fā)生絕緣擊穿。試驗充分說明，高濕環(huán)境條件會影響設(shè)備的絕緣性能，使絕緣漏電流增加，絕緣抗電強度降低。
上述試驗是在室溫下進(jìn)行的，在高溫的情況下，由于高溫和高濕的共同作用，對設(shè)備絕緣性能的影響往往更加嚴(yán)酷。因此在高溫高濕條件下使用的設(shè)備在絕緣材料的選用和安全電壓的設(shè)計時，應(yīng)有更高的要求。在各種電氣安全標(biāo)準(zhǔn)中也確實提出了更高的要求。比如在IEC
60065標(biāo)準(zhǔn)要求:在熱帶氣候條件下使用的產(chǎn)品，要在高溫高濕條件下進(jìn)行濕熱預(yù)處理5天后(正常溫濕度預(yù)處理的時間為2天)再進(jìn)行相關(guān)測試；另外標(biāo)準(zhǔn)中建議對在熱帶氣候條件下使用的產(chǎn)品，其接觸電流的限值應(yīng)減半。
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