7 nejznámějších metod izolace vysokého napětí, které byste měli znát

Homogenní charakteristiky

Předtím, než se dostaneme ke specifikům každého materiálu, existuje několik otázek, které se vztahují na všechny materiály. Za prvé je důležité, aby izolační materiál byl homogenní. To má zajistit, že dielektrická konstanta je stejná v celém rozsahu, takže gradient intenzity elektrického pole je stejně konstantní jako praktický.

7 nejznámější vysokonapěťové izolační metody (zapfoto: Rozváděč vysokého napětí 400 kV na rozvodně v Abu Dhabi City. Nová trafostanice, kterou Siemens dodává do Dubaje, včetně prvního rozvaděče pro napětí 400 kV, bude podobná. Díky 24 rozváděčům s napětím 400 kV a 28 zástrčkám pro 132 kV bude tato rozvodna také největší, kterou Siemens dodnes dodal na celém světě; zápočet: SIEMENS)

Také pokud jsou nějaké vzduchové kapsy, mohlo by dojít k koroně nebo lokalizovanému oblouku. Dopady sahají od rychlé selhání izolacek postupné, dlouhodobé degradaci. Je tedy vhodné zahrnout způsob odstraňování vzduchu z jakéhokoliv zapouzdřovacího prostředku.

Za druhé, je to důležité dielektrickou pevnost izolace, často vyjádřený ve voltech na mil. Množství odlehčení závisí na tvarech vodičů (problém „ostrých bodů“), tloušťce izolátoru a homogenitě izolátoru.

Izolační materiály

Zde je 7 nejběžnějších a známých materiálů používaných v elektronice jako vysokonapěťová izolace a popisy problémů, které vyžadují zvláštní pozornost.

1. Vzduch

Vypínače izolované vzduchem (foto kredit: ABB) \ t

Je to zdarma a cena je jistě velkou výhodou vzduchu. Vzduch má však nejhorší dielektrickou pevnost všech izolátorů v tomto seznamu vzdálenosti musí být největší pro danou geometrii.

Druhou úvahou je, že povrchy musí zůstat čisté a bez prachu po dlouhou dobu, takže na povrchu není žádný oblouk.

2. Hexafluorid síry (SF6)

Jističe SF6 ve vysokonapěťové rozvodně (foto kredit: jcmiras.net)

Jedná se o velký izolátor v tom, že díly zůstávají čisté a sestavy se snadno otevírají, jakmile je skříň otevřena a plyn je nahrazen vzduchem. Jeden problém s použitím SF6 je to pouzdro musí být hermeticky uzavřeno. Existují dvě bezpečnostní otázky. Jedovaté plyny jsou vytvořeny, kdykoliv jsou oblouky.

Zajímavé čtení: Jsou vaše jističe zdravé?

3. Epoxid

Příklady epoxidových komponent (foto kredit: inmr.com)

Zatímco epoxid má dobré tepelné vlastnosti a vynikající přilnavostPokud se nepoužije správně během výrobního procesu, může zničit komponenty ve vysokonapěťové sestavě. Napětí během procesu zalévání může poškodit komponenty.

Tepelné namáhání během provozu zařízení můžetaké poškození součástí v důsledku nerovnoměrné tepelné roztažnosti a kontrakce. Kromě toho může být proces vytvrzování epoxidem vysoce exotermický a části mohou být poškozeny teplem vznikajícím během vytvrzování.

Dalším důsledkem je, že analýzy selhání jsou velmi omezené, takže je obtížné se poučit z jakýchkoli problémů, které se objevují.

4. Dvousložkový silikon (dvoudílný)

Jako epoxid, silikonové zapouzdření je široce používán v průmyslu vysokého napětí. Špatná přilnavost je možná největším nedostatkem silikonů. Správná příprava povrchu však toto může zmírnit. Některé silikony jsou nepříznivě ovlivněny určitými materiály. V přítomnosti těchto materiálů je proces vytvrzování inhibován a silikon nikdy nevytvrdne.

5. Jednosložkový silikon

Jeden díl silikonu je k dispozici v „Samonivelační“ a tixotropní forma. Tixotropní materiály netékají a nezůstávají v nichjakýkoliv tvar, kterým se vynoří z trubky. V tomto ohledu je to poněkud jako krém na holení. Před vytvrzením může být tixotropní silikon vytvarován do požadovaného tvaru. Vzduchové bubliny mohou být zachyceny ve vytvrzených tixotropních silikonech, a proto je jejich použití omezené.

Ještě jedna věc, na kterou je třeba se dívat, je, že některé jednodílné silikony budou korodovat elektronické sestavy.

6. Olej

Ropa je široce rozšířena z části kvůli jeho relativně nízká cena a tepelných charakteristik.

Prior k 1977, některé oleje byly nebezpečné kvůlizahrnutí toxických PCB (polychlorovaných bifenylů), ale to je naštěstí otázka vzdálené minulosti. Úvahy zahrnují potřebu mít uzavřené pouzdro s rezervou pro expanzi a kontrakci.

Olej se snadno kontaminuje obloukem a hromaděním cizích materiálů. Kromě toho to může být chaotický pracovat s olejem.

Řezný model jističe s vysokým napětím naplněným olejem. Interiér je během normálního provozu zcela naplněn izolačním olejem.

7. Perfluorované kapaliny

Jeden obchodní název perfluorovaných kapalin je FluorinertTM. Jsou čiré, bezbarvé, bez zápachu a majíviskozitu podobnou vodě. Obavy zahrnují potřebu mít uzavřené pouzdro s rezervou pro expanzi a kontrakci. Je to drahé a vypařování je problém.

Odkaz: Metody izolace vysokého napětí - Evan Mayerhoff; Application Engineering ve společnosti High Voltage Connection, Inc.