Гелль П.П., Иванов-Есипович Н.К. Конструирование и микроминиатюризация радиоэлектронной аппаратуры (1984) (1092053), страница 80
Текст из файла (страница 80)
Если принять, что скорость химических реакций остается постоянной, то срок службы изоляции будет при тецлрвом старении тт Л"ахим (7-33) где я„,„,, — величина, характеризующая скорость химичес- ких реакций; А — коэффициент пропорциональности. Для простейших реакций эта величина определяется законом Аррениуса (7-34) где )т', — энергия активации; )гг — универсальная газовая ,'- постоянная; Т вЂ” термодинамическая температура. Применение закона Аррениуса к сложным химическим реакциям, строго говоря, неправомерно, однако опыт показывает, что происходит корон~ее совпадение с эксперимен- Ф':: том. На основании формул (7-33) и (7-34) можно записать в~г т, =Ате В узком интервале температур зависимость т,=)(Т) может быть представлена с хорошим приближением зави.
симостью вида -т,=А,е ' Из этого выражения следует, что отношение сроков службы при разных температурах Т, и Т, тгт — <г;гн — =е 'ггт (7-35) или 'ггт 2 — 'гг~гг'гаг тгт 4ЗЗ где ЛТ= (1п 2)/а — повышение температуры, вызывающее сокращение срока службы изоляции при тепловом старении в 2 раза; КТ таких материалов, как фенольные, полиамидные и кремпийорганические смолы, в среднем состав- 4 ляет примерно 10 С. Вла~а, проникая в изоляцию, может образовывать с другими загрязнениями слабые электролиты. В электролитах будут присутствовать ионы, что приводит к росту про'г' водимости, диэлектрических потерь и к появлению частичных разрядов. Термическое разрушение изоляции с потерей диэлектрических свойств называют тепловым пробоем. Если принять, что температура во всех точках изоляции одинакова при любых изменяющихся условиях, то при воздействии на неидеальную изоляцию переменного напряжения и в каждую единицу времени в ней будет выделяться количество тепло ты т ..
За счет разности температур изоляции и окружаю— щего воздуха с внешней поверхности изоляции будет отво- диться количество теплоты Я.„. Эти величины можно представить выражениями Я, == юСиз(нб; Я = 5м(г — е,), (7-37) (7-36) где го — температура, при которой (ц 6=(аба. Из приведенных выражений видна, что количество теплоты, отводимое от изоляции, и количество выделяемой в ней теплоты зависит от температуры изоляции. На рис. 7-55 представлены зависимости количества выделяемой и отводимой теплоты от температуры изоляции при различном питающем напряжении.
В точках г, и гт наступает динамическое равновесие между количеством выделяемой в изоляции теплоты и количеством теплоты, отводимой в окружающее пространство. Прн небольших изменениях внешних условий, т.е. в окрестностях этих точек, устойчивое динамическое равновесие сохраняется. Границей устойчи- тс б тт Ряс. 7-55. Зааясямость количества аыделнемой я отаодямой теплоты ат температуры изоляции и от питающего напряженна 436 где ю — круговая частота питающего напряжения; $дб— тангенс угла диэлектрических потерь; 8 — площадь поверхности изоляции; Й вЂ” коэффициент теплоотдачн; й (с— температура изоляции и окружающей среды. С ростом температуры у большинства изоляционных материалов возрастают диэлектрические потери. Приблизительно эту зависимость можно представить выражением (яб = )йбаемс-пз (7-39) ности динамического равновесия системы является точка А.
При незначительном увеличении напряжения [/з система выйдет из динамического равновесия, количество выделяемой теплоты будет больше количества отводимой, а это приведет к непрерывному росту температуры диэлектрика вплоть до наступления теплового пробоя. Из рис. 7-55 вид- но, что этот процесс наступает при я»)Яо»» и дЯе/дГ) ~ >дзот»/д1 Используя эти условия, можно получить [7,р= ЧГ ехр[ — 0,ба((,— [,)). $' аСа М б« Для плоской изоляции С=а,е5/г[, где д — толщина, а 5 — площадь диэлектрика; при этом (/„» аа ехр [ — О,ба ((, — (,)[.
» м«««а1кб, (7-40) (7-41) азт Это выражение относится к идеальному случаю, но оно дает качественно правильную зависимость [/,а от [и б, ы, г,. На пробивном напряжении сильно сказываются размеры конструкции. Проектируя элементы конструкции РЭЛ, предназначенные для работы под высоким напряжением, необходимо проверить электрическую прочность воздушных промежутков между элементами, находящимися под высоким потенциалом. Кроме того, следует проверить отдельные элементы в отношении опаснос1и коронного разряда, особо обращая внимание на элементы конструкции, поверхность которых имеет большую кривизну. Выбор диэлектриков в качестве изоляторов илн конструкционных элементов должен осуществляться с учетом длительности эксплуатации аппаратуры н старения диэлектрика. Расчет допустимого напряжения между частями конструкции.
ОСТ Г0.070.000 «Некоронирующие воздушные промежутки. Выбор и расчет» позволяет ориентировочно рассчитать допустимое напряжение между отдельными частями конструкции либо по известному напряжению выбрать необходимое расстояние между токонесущими деталями.
На напряжение возникновения короны влияет давление воздуха, температура, влажность воздуха и геометрия электродов. Для учета этих воздействий вводят коэффициенты: влияние пониженного давления воздуха учитывают коэффициентом й„влияние температуры — коэффициентом й„влияние росы — коэффициентом я„з запас по напряжению — коэффициентом /г,; изменение напряженности поля вследствие изменения кривизны электродов — коэффициентом Аа1 Гта =-)IIР— г' г1п + ', (7-42) где А — расстояние между электродами; г — радиус поверхности электрода наибольшей кривизны.
Если яа получается меньше 5, то изменение напряженности поля в расчете не учитывается. Приводим значения коэффициента йд прн разном давЛЕНИИ1 р, кПа 101,3 63,33 39,96 26.66 1,О 0,61 0,49 0,% Коэффициент, учитывающий изменение температуры, имеет следующие значения: Т, К........ 213 233 263 293 323 363 403 Ах ° .
° . . . . . . 1,28 1,22 1,11 1,О 0,92 0,86 0.78 Напряжение возникновения коронного разряда при напряжении эксплуатации (1з рассчитывают по формуле (' вд йг ~'о (йд йт) (7-43) Как видим, приведенные соотношения не учитывают изменений, происходящих в диэлектрике. Для аппаратуры длительной эксплуатации при использовании диэлектриков в электрических полях необходимо проверить их стойкость ко всем воздействующим факторам.
Глава 8 ВНЕШНЯЯ ЗАЩИТА РЭА аии ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ ПРОРАБОТКА КОНСТРУКЦИИ РЭА ПО ВИБРОЗАЩИТЕ Понятие внброустойчнвостн н вибропрочности. Все виды РЭА подвергаются воздействию внешних механических нагрузок, которые передаются к каждой летали, входящей в конструкцию. Механнчсские воздействия имеют место в работаю1цей РЭА, если она установлена на подвижном объекте, нли только при транспортировке ее в нерабочэм состоянии, как в случае стационарной и некоторых видов возимой РЭА.
438 Различают два понятия: вибрационная устойчивость и ,;:: вибрационная прочность. Вибрационная устойчивость— свойство объекта при заданной вибрации выполнять заданные функции и сохранять значения своих параметров в пределах нормы. Вибрационная прочность — прочность при заданной вибрации и после прекращения ее.
Воздействие транспортной тряски складывается из уда- ,~~- ' ров и вибраций. Введение амортизаторов между РЭА и объектом в качестве среды, уменьшающей амплитуду передаваемых колебаний и ударов, снижает действующие на РЭА механические силы, но пе уничтожают их полностью. В некоторых случаях образованная с введением амортизаторов резонансная система влечет за собой возникновение низкочастотного механического резонанса, который приводит к увеличению амплитуды колебаний РЭА. При: этом значительно усиливаются нагрузки, передаваемые на . конструкцию РЭА. Элементы конструкций РЭА обладают своими механическими резонансными частотами. В зависимости от массы и жесткости закрепления элементов может в широких пределах меняться их механическая резонансная частота. Колебания элементов конструкции могут эз вызвать чрезмерное механическое напряжение, влекущее за собой недопустимые деформации либо разрушение.
При разработке конструкции РЭА необходимо обеспечить требуемую жесткость и механическую прочность ее элементов. Жесткость конструкции есть отношение действующей силы к деформации конструкции, вызванной этой силой. Под прочностью конструкции понимают нагрузку, которую может выдержать конструкция без остаточной деформации или разрушения.
Повышение прочности конструкции РЭА связано с усилением ее конструктивной основы, применением ребер жесткости, контровки болтовых соеди- ::У-': нений и т.д. Особое значение имеет повышение прочности Ф несущих конструкций и входящих в них узлов методами заливки и обволакивания. Заливка пеноматериалом позволяет сделать узел монолитным при незначительном увеличении массы. ФВо всех случаях нельзя допускать образования механической колебательной системы.
Это касается крепления монтажных проводов, микросхем, экранов и других частей, входящих в РЭА. Любой блок радиоаппаратуры, с точки зрения механических колебаний, может быть представлен в виде совокупности масс, соединенных с несущими конструкциями блока механическими упругими связями. В этом случае каждая масса при определенных условиях способна 439 совершать колебательные движения. Эти колебания будут характеризоваться амплитудой и частотой. По характеру эти колебания могут быть свободными или вынужденными.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
