高海拔的電特性

作者 : SCHURTER

許多根據lEC標準認證的被動元件,其應用的海拔高度上限都是2,000公尺。為什麼會有這樣的限制?

要制定標準,清晰定義的環境條件例如溫度和氣壓是不可或缺的﹔這個規範對於制定電器連接器(lEC 60320)或濾波器元件(lEC 60939)的lEC標準也不例外,其中一條明確的定義是,要測試的元件必須符合從海平面至海拔2,000公尺的工作規格,從而允許取得必要的認證。然而,這也意味著安裝了這些元件或元件的設備只能在2,000公尺的海拔高度內使用,超越這定義的, 所有使用的元件或元件都需要取得額外的適用性證明。

眾所周知,隨著海拔升高,氣壓降低,氧氣便減少,呼吸變得越來越困難;原來,除此之外,變得稀薄的空氣也會對電氣應用中的介電強度產生影響。

19世紀末,德國物理學家弗里德里希·帕邢(Friedrich Paschen), 為了確定當環境壓力變化時的電弧特性而進行了實驗。他放置了兩個相距1釐公尺恆定距離的球形電極,然後,他逐步將環境氣壓模擬從海平面的760毫公尺汞柱(1,013百帕)降至海拔 80,000公尺的0.01毫公尺汞柱以下;在每個選定的氣壓水準下,他增加電極上的電壓,直到低能量電弧的產生。在海平面上,需要大約30,000VDC(稱為擊穿電壓或短路電壓)來產生電極間隙上的電弧﹔在海拔15,000公尺處,產生電弧所需的擊穿電壓下降至約5,000VDC;最不理想的位置是處於海拔45,000公尺處,其中只需約300VDC,電弧便在電極間隙中產生。

這種效應被稱為「帕邢定律」,它將擊穿電壓描述為氣體壓力和電極間距乘積的函數,這顯示在帕邢曲線中。

當今很多拉丁美洲和亞洲的大城市都建於遠遠高於海拔2,000公尺之上, 那些地方都可以是最現代化電氣和電子設備的市場。歐洲已經是一個例子,例如,很多電信基站在歐洲都被放置在盡可能高的位置,以實現最大範圍和覆蓋。但在這領域,中國更快一步,例如,標準GB 4943.1-2011要求醫療設備適用於海拔5,000公尺的應用。

SCHURTER實行了自我考驗,並讓VDE對一些帶濾波器的電源輸入模組進行了用於海拔5,000公尺應用的測試,一些選定產品型號(DC12、DD12、KFA) 的測試報告已存儲在認證資料庫中。根據這些VDE測試報告作為藍本,可以繼而為眾多帶濾波器和不帶濾波器的組合元件出具我們的測試報告,SCHURTER非常樂意依客戶要求提供這些報告。

 

 

 

 

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