2.3. Характеристика условий эксплуатации элементов эла
Элементы ЭЛА могут предназначаться для аппаратуры следующих видов: стационарной, наземной, автомобильной, судовой, авиационной, ракетной и.т.п.
Основные факторы, воздействующие на устройства при эксплуатации, хранении и транспортировке приведены на рис. 2. 1.
Из факторов окружающей среды значительное влияния на элементы ЭЛА оказывают климатические факторы.
Температура. Следует различать рабочие диапазоны температур, то есть диапазон изменения температуры окружающей среды, температуру при эксплуатации и диапазон температур, при котором производиться хранения и транспортировка.
Если в рабочем диапазоне температур аппаратура должна сохранить работоспособность, то температуры хранения и транспортировки не должна вызывать остаточные явления (деформации) и не обратимых процессов.
Следует иметь в виду, что температурные условия ЭЛА жесткие, поскольку к внешним температурным воздействиям добавляются перегревы, неизбежные в устройствах. Стараются расширить диапазон рабочей температуры от – 600 до + 1200 при сохранении требований к точности, надежности, долговечности.
Высокая температура вызывает размягчение материалов (изоляции), ускоряет химическое разложение и старение, выход из строя комплектующих изменение параметров R, D, C, L и т.д. приводит к изменению статических и динамических характеристик.
Рис 2.1. Факторы, воздействующие на ЭЛА
В электромагнитных устройствах различные температурные деформации металлических деталей, а также уменьшение вязкости смазок приводят к заеданию подвижных частей. Низкая температура повышает хрупкость конструктивных материалов, нарушает герметизацию, приводит к увеличению вязкости смазок, что может привести к не переключению контактов.
Не меньшее влияние на ЭЛА оказывает влажность воздуха.
Ответственная аппаратура рассчитывается на влажность воздуха до 95 – 98%
Давление – уменьшение давления снижает величину диэлектрической проницаемости воздуха и уменьшает напряжение пробоя. Понижение давления ведет к повышению рабочей температуры, вследствие ухудшения отвода тепла возникают механические напряжения в герметизированных ЭЛА.
Солнечная радиация вызывает нагрев ЭЛА, приводит к химическим изменениям материалов (самоокисление лаков, красок).Механические воздействия могут носить характер ускорений, вибраций, ударов, дорожной тряски.
Частота колебаний f, амплитуда А и ускорение j связаны зависимостью:
При транспортировке эти величины достигают значений:
шоссейная дорога f – 0 до 15 Гц А – несколько десятков мм;
железная дорога f – 2-3 Гц А – до 38 мм;
грузовые суда f – 0-15 Гц А – 1,2 мм;
транспортная авиация f – 5-150 Гц А – ±0,05 до 0,075 мм;
толчки при взлете и посадке достигают 6g.
2.4.. Методы защиты от внешних воздействий
1.Влияние окружающей температуры может быть снижено путем:
термостатирование всего ЭЛА или наиболее чувствительным к температуре составляющим;
использование термокомпенсации;
повышение тепловой инерции ЭЛА за счет введения теплоизоляции.
В качестве защитных материалов используют материалы, обладающие низкой теплопроводностью и малой удельным весом, эффективность может быть повышена фольгированием наружной поверхности.
Термическая прочность. Требования к термической прочности предусматривают возможность перегрузок отдельных элементов оборудования и устанавливают допустимые превышения перегревов над температурой окружающей среды при нормальном атмосферном давлении и температурой 50 градусов по Цельсию. Значения перегрузок устанавливаются в зависимости от рода, назначения и характера работы оборудования.
Провода и коммутационная аппаратура, длительно (2ч) работающие, должны выдерживать двукратные перегрузки в течение 5 мин; электродвигатели и аппаратура, работающая в повторно-кратковременном режиме, - 100% нагрузку при удлиненном вдвое рабочем периоде; генераторы – 150%-ную нагрузку в течение 5 мин, 200%-ную нагрузку – 5 с; лампы, фары – напряжение 115% от номинального в течение 5 мин (лампы) и 1 мин (фары).
Все испытания на нагрев производятся вначале на номинальной нагрузке в номинальном режиме до установившегося теплового состояния, после чего дается перегрузочный режим.