振動試驗是一種主要的力學環境試驗。力學環境主要包括振動、碰撞、跌落、沖擊等機械運動環境,其中碰撞、跌落、沖擊等機械運動形式屬于非穩態的振動形式。振動試驗設備是對機械系統施加可控制并可再現的機械振動,并對試驗數據進行采集和分析的裝置。
1、振動的存在與危害
振動在人類生活的世界中無處不在,從自然界中的風雨雷電,到飛機車船及房屋橋梁,甚至人體內的心臟跳動,振動以各種形式對人類的生活產生影響。而機械振動是指物體在平衡位置附近的往復運動,在機械振動的過程中,振動物體的一些物理參數,如位移、速度等,將發生反復變化,由此對日常生活和工程項目帶來一定的危害。例如,振動會引起噪聲污染,從而對人體產生損害;會加劇構件的疲勞和磨損,縮短機器使用壽命等。近年來,隨著機械設備向大功率、高速度、高精度、輕型化、大型化和微型化等方向發展,振動問題對提升產品性能和行業制造水平,以及人們的日常生活安全的影響日益重要。
正因為振動對于產品性能會產生重要影響,隨著現代工業的發展,人們對產品運行中的各種振動問題提出了解決辦法,并逐漸形成振動試驗(力學環境試驗)的理論與技術。而振動試驗儀器設備對于分析振動理論、評估試驗結果進而改進產品性能至關重要。隨著工業技術水平的不斷發展,產品的結構越來越復雜、精密程度越來越高,在對相關產品的振動問題進行分析、動態設計、動態控制。
2、振動試驗設備的作用
具體來說,振動現象對產品性能產生的破壞性影響主要包括:
無論上述哪種破壞,都將導致產品性能和工作狀態的不穩定,甚至產品的損壞。這些性能破壞既影響用戶體驗滿意度和產品使用壽命,從而降低產品競爭力,亦會在航空航天、高鐵、橋梁、建筑等領域給國民經濟平穩發展帶來重大影響。因此,為了提高產品性能可靠性,通過力學環境試驗設備在產品的研發、試制、規?;a和質檢階段進行振動試驗,暴露產品的薄弱環節,進而改進產品設計、提升產品性能,降低或避免產品在使用及運輸過程中的故障率便具有重要意義。
鹽霧腐蝕試驗對光伏組件的重要性:
鹽霧腐蝕主要是指含有氯化物鹽的微小液滴所構成的彌散系統,通過其含有的氯離子穿透金屬表面的氧化層和防護層與內部金屬發生電化學反應引起的破壞作用。
鹽霧環境多見于沿海、鹽堿地、重工業污染區等具有強腐蝕性潮濕環境的地區,自然界中的鹽霧腐蝕會破壞金屬保護層,使其失去裝飾性,降低機械強度,一些電子元器件和電器線路,由于鹽霧腐蝕而造成電源線路中斷,特別是在有振動的環境中,影響尤為嚴重;此外,當鹽霧降落在絕緣體表面時,將會使表面電阻降低,增加漏電風險,對電氣設備和人員安全都會產生巨大隱患。
鹽霧腐蝕試驗采用人工模擬鹽霧環境,對相關產品的抗鹽霧腐蝕能力進行客觀評價。根據最新版標準IEC60068-2-52中要求,將鹽霧腐蝕試驗分為8個等級,其中等級1-7為中性鹽霧,等級8為酸性鹽霧,可通過相關產品具體使用地點的環境腐蝕條件來選擇進行不同等級的測試。
光伏組件作為戶外使用的電氣設備,如果被安裝于具有鹽霧腐蝕性的氣候環境中,長時間的暴露可能會對其金屬邊框、接線端子和背板涂層等部件造成不可逆的損傷,造成其輸出功率和安全可靠性降低。光伏組件的鹽霧腐蝕測試標準為IEC61701,在2020年最新發布的版本中,已經要求參考最新版IEC60068-2-52中測試條件進行,并且在附錄A中給出了不同應用場景下測試等級的選擇建議。