王代遠(yuǎn),張郁,耿亮,李云玲,吳立平
(1.國(guó)網(wǎng)河北省電力有限公司石家莊供電分公司,石家莊 050000; 2.廈門華電開關(guān)有限公司,廈門 361006)
在信息技術(shù)設(shè)備溫度測(cè)量條件下,我國(guó)對(duì)電氣元件溫度限制的調(diào)整和控制提出了更高的要求,要求非溫度依賴型設(shè)備最高溫度必須低于所設(shè)定的溫度限值,同時(shí),還要將試驗(yàn)所要求的最高溫度、試驗(yàn)期間環(huán)境溫度、所允許使用的最高環(huán)境溫度分別設(shè)置為Tmax、Tamb、Tma,而這些值的計(jì)算離不開開關(guān)電源適配器試驗(yàn)方案的運(yùn)用。所以,在該方案的運(yùn)用背景下,如何科學(xué)地研究環(huán)境溫度對(duì)開關(guān)電源適配器溫升影響程度是技術(shù)人員必須思考和解決的問題。
為了更好地找出環(huán)境溫度對(duì)開關(guān)電源適配器溫升的影響規(guī)律,技術(shù)人員需要采用溫度試驗(yàn)的方式,針對(duì)開關(guān)電源適配器的特點(diǎn),進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn),規(guī)律探究流程如圖1所示。
圖1 規(guī)律探究流程
通過采用隨機(jī)抽取的方式,對(duì)若干個(gè)開關(guān)電源適配器進(jìn)行抽取,并科學(xué)地設(shè)計(jì)所抽取的開關(guān)電源適配器編號(hào)和輸出規(guī)格[1]。
測(cè)試環(huán)境如圖2所示,從圖2中可以看出,通過使用不透風(fēng)布,完成對(duì)試驗(yàn)箱的設(shè)計(jì),該試驗(yàn)箱的長(zhǎng)度、寬度、高度分別為4.5 m、2.1 m、2.7 m,并將該試驗(yàn)箱進(jìn)行分割,使其被分割為兩個(gè)獨(dú)立的空間[2],與室內(nèi)風(fēng)速相比,開關(guān)電源所處空間風(fēng)速相差較小,僅僅達(dá)到了0.2 m/s。
圖2 測(cè)試環(huán)境
在本次試驗(yàn)中,首先,需要設(shè)置以下兩種試驗(yàn)電壓,分別是90 V/50 Hz,264 V/50 Hz。其次,在設(shè)定試驗(yàn)箱溫度期間,要將初始試驗(yàn)溫度設(shè)置為15 ℃,然后,平均每隔5 ℃,進(jìn)行一次試驗(yàn),并參照樣品預(yù)期所設(shè)置的最高環(huán)境溫度,對(duì)試驗(yàn)箱內(nèi)的實(shí)際最高溫度進(jìn)行科學(xué)化設(shè)定。另外,還要結(jié)合試驗(yàn)箱濕度設(shè)定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求[3],將試驗(yàn)濕度統(tǒng)一設(shè)置為55 %,在此基礎(chǔ)上,還要選用可靠性較高的精密電阻設(shè)置為負(fù)載模式,并嚴(yán)格按照額度輸出相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求,將不同電阻負(fù)載進(jìn)行有效地連接。接著,試驗(yàn)箱內(nèi)溫度控制時(shí)間超過1 h后,需要對(duì)試驗(yàn)電源進(jìn)行有效地接通處理,當(dāng)整個(gè)電源適配器處于穩(wěn)定發(fā)熱狀態(tài)時(shí),需要進(jìn)入到下一輪試驗(yàn)環(huán)節(jié),并將該適配器溫度恢復(fù)到原始狀態(tài)[4]。最后,還要重視對(duì)溫度監(jiān)測(cè)點(diǎn)的控制,為了避免內(nèi)部元件散熱不良而燒毀元件,同時(shí),還要選用具有代表性的三個(gè)元器件,這三個(gè)元器件分別是初級(jí)電解電容、印制板、變壓器繞組,然后,全面化監(jiān)這些元器件的溫度。
本次試驗(yàn)中,所設(shè)置的樣品主要包含三個(gè),分別是1#樣品、2#樣品、3#樣品,每個(gè)樣品含有六組數(shù)據(jù),這六組數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的環(huán)境溫度值分別為20 ℃、25 ℃、30 ℃、35 ℃、40 ℃、45 ℃。所獲得的各樣品溫度實(shí)測(cè)值如表1所示。
結(jié)合如表1所示的各樣品溫度實(shí)測(cè)值,對(duì)環(huán)境溫度差、溫度監(jiān)測(cè)點(diǎn)溫度差進(jìn)行精確化計(jì)算,所獲得的計(jì)算結(jié)果如表2所示,從表2中的數(shù)據(jù)可以看出,所設(shè)置的樣品主要包含三個(gè),分別是1#樣品、2#樣品、3#樣品,每個(gè)樣品含有五組數(shù)據(jù),這五組數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的環(huán)境溫度差分別為5 ℃、10 ℃、15 ℃、20 ℃、25 ℃。
表1 各樣品溫度實(shí)測(cè)值
結(jié)合如表2所示的環(huán)境溫度差及溫度監(jiān)測(cè)點(diǎn)溫度差計(jì)算結(jié)果,精確地計(jì)算△T/△Tamb之間的比值,并采用四舍五入的方式[5],對(duì)所獲得的比值進(jìn)行三位有效數(shù)字保留。
表2 環(huán)境溫度差及溫度監(jiān)測(cè)點(diǎn)溫度差計(jì)算結(jié)果
從如表3所示的環(huán)境溫度差與溫度監(jiān)測(cè)點(diǎn)溫度差之間比值計(jì)算結(jié)果中,可以看出,γ值最小值為0.6,最大值為1,同時(shí),試驗(yàn)電壓大小并不會(huì)對(duì)γ值產(chǎn)生明顯的影響。另外,初級(jí)電解電容、印制板、變壓器繞組三種不同元件所對(duì)應(yīng)的γ值最小值為0.75,最大值為0.90,另外,通過對(duì)以上三個(gè)元器件γ值多組數(shù)據(jù)進(jìn)行全面化、綜合化統(tǒng)計(jì)[6],處于[0.75,0.90]的γ值占比達(dá)到了85.87 %??傊?,根據(jù)最終統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)[7,8],所獲得的環(huán)境溫度差與溫度監(jiān)測(cè)點(diǎn)溫度差之間比值最小值為0.75,最大值為0.90。
表3 環(huán)境溫度差與溫度監(jiān)測(cè)點(diǎn)溫度差之間比值計(jì)算結(jié)果
綜上所述,經(jīng)過多組試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)分析和研究,當(dāng)溫度監(jiān)測(cè)點(diǎn)溫度差不斷升高時(shí),一旦初級(jí)電解電容、印制板、變壓器繞組三種不同元件發(fā)熱一段時(shí)間后,元件最高溫度并沒有超過△Tamb,同時(shí),環(huán)境溫度差與溫度監(jiān)測(cè)點(diǎn)溫度差之間的比值最小值為0.75,最大值為0.90。
本次試驗(yàn)中,所得出以下幾個(gè)結(jié)論:①當(dāng)△T/△Tamb的比值為0.75時(shí),經(jīng)過計(jì)算后的元件最高溫度仍然高于所設(shè)定的溫度限值,需要企業(yè)進(jìn)行合理整改[7]。②當(dāng)△T/△Tamb的比值為0.9,經(jīng)過計(jì)算發(fā)現(xiàn)所獲得元件最高溫度低于所設(shè)定的溫度限值,同時(shí),低于2℃,由于受到多種不確定因素的影響,需要企業(yè)進(jìn)行合理整改。③當(dāng)△T/△Tamb的比值為0.9時(shí),經(jīng)過計(jì)算發(fā)現(xiàn),所獲得的元件最高溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于所設(shè)定的溫度限值,同時(shí),高于2 ℃,這表明這些參數(shù)完全符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求。在進(jìn)行開關(guān)電源適配器溫升試驗(yàn)期間,如果在常溫環(huán)境下,當(dāng)過試驗(yàn)所獲得的元器件最高溫度滿足溫度限值設(shè)置范圍時(shí),需要采用規(guī)律推算的方式,確保所獲得試驗(yàn)結(jié)果具有較高的準(zhǔn)確性,這為后期精確地判定△T/△Tamb的比值提供重要的依據(jù)和參考[8]。最后,本次試驗(yàn),所設(shè)置的試驗(yàn)條件具有一定的局限性,導(dǎo)致所獲得試驗(yàn)結(jié)論也存在一定的局限性,當(dāng)檢測(cè)任務(wù)相對(duì)類似時(shí),技術(shù)人員要嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求,結(jié)合所設(shè)置好的試驗(yàn)條件,需要進(jìn)入深入的試驗(yàn),確保所獲得的試驗(yàn)結(jié)果具有較高的說服力,為后期相關(guān)開關(guān)電源適配器溫升試驗(yàn)分析提供重要的依據(jù)和參考。