نحوه انتخاب عایق های سرامیکی Al2O3 برای تجهیزات الکتریکی با ولتاژ بالا

یک طراحی ولتاژ بالا بر روی مسیر عایق آن زنده می‌ماند یا می‌میرد. عایق‌های آلی پیر می‌شوند، کربن‌دار می‌شوند و می‌خزند، اما یک عایق سرامیکی Al2O3 که به درستی مشخص شده است، استحکام دی‌الکتریک خود را برای دهه‌ها حفظ می‌کند. چالش این نیست که آیا سرامیک به خوبی عایق است یا خیر - اینطور است - بلکه انتخاب درجه، ضخامت دیواره و پرداخت سطح مناسب است تا عایق سرامیکی ولتاژ بالا هرگز ضعیف‌ترین حلقه نباشد.

سوال مشتری: "فلش‌اور از کجا می‌آید؟"

خریداران معمولاً با یک علامت خاص مراجعه می‌کنند: یک بوشینگ که در هوای مرطوب ردیابی می‌کند، یک استنداف که تست هیپوت را رد می‌کند، یا یک فیدترو که در دما جریان نشتی دارد. بدنه سرامیک اکسید آلومینیوم به ندرت علت است. اغلب فاصله خزشی خیلی کوتاه است، سطح لعاب‌دار نیست و رطوبت را به دام می‌اندازد، یا مقاومت حجمی درجه در دمای عملیاتی کاهش می‌یابد.

چرا آلومینا به خوبی عایق است

آلومینا یک اکسید کووالانسی با شکاف باند وسیع است، بنابراین در دمای اتاق تقریباً هیچ حامل آزادی ندارد. مقاومت حجمی آن از 10^14 اهم بر سانتی‌متر تجاوز می‌کند و برخلاف پلیمرها در اثر تخلیه کربن‌دار نمی‌شود. این ترکیب، استحکام دی‌الکتریک بالا در هر میلی‌متر و مسیرهای خزشی طولانی را در یک قطعه فشرده فراهم می‌کند. تنها نکته این است که با افزایش دما، مقاومت کاهش می‌یابد، بنابراین طرح‌های با دمای بالا نیاز به درجه و مقطع انتخاب شده برای شرایط افزایش یافته دارند.

نحوه انتخاب

1. از ولتاژ سیستم شروع کنید و حاشیه ایمنی و آلودگی مورد نیاز را اضافه کنید.
2. استحکام دی‌الکتریک و مقاومت حجمی را در دمای عملیاتی واقعی، نه در دمای 20 درجه سانتی‌گراد، تنظیم کنید.
3. فاصله‌های خزشی و ضربه‌ای را برای بدترین کلاس آلودگی اندازه‌گیری کنید.
4. برای اکثر وظایف الکتریکی از آلومینا 96% و برای فیدتروهای با خلوص بالا یا خلاء از آلومینا 99% استفاده کنید.
5. سطح لعاب‌دار یا سنگ‌زده شده را برای مقاومت در برابر ردیابی رطوبت مشخص کنید و در صورت نیاز به لحیم‌کاری، گزینه متالیزاسیون را تأیید کنید.

کاربردها

این عایق‌ها برای تابلوهای برق، بوشینگ‌های ترانسفورماتور، درزگیرهای انتهایی خازن، عایق‌های احتراق و فیدتروهای خلاء مشخص می‌شوند. نمونه‌های معمول عبارتند از عایق‌های استنداف 96% و بوشینگ‌های ولتاژ بالا، عایق‌های اکسید آلومینیوم 20 کیلو ولت بر میلی‌متر و عایق‌های فیدتروی فوق خالص سفارشی برای تجهیزات خلاء.

مشخصات الکتریکی مرجع

کلید مبنا: (P) مشخصات صفحه محصول؛ (T) مقدار معمول در دما؛ (C) تأیید توسط تست دی‌الکتریک روی قطعه تأمین شده.

سوالات متداول

آیا آلومینای 96% یا 99% برای عایق‌بندی ولتاژ بالا بهتر است؟

هر دو عالی هستند. 96% درجه الکتریکی مقرون به صرفه برای تابلوهای برق و بوشینگ‌ها است؛ 99% برای فیدتروهای خلاء و نیمه‌هادی‌ها که خلوص بر نشتی و گازدهی تأثیر می‌گذارد، ترجیح داده می‌شود.

چرا یک عایق فقط در هوای مرطوب خراب می‌شود؟

رطوبت به علاوه آلودگی سطح یک فیلم رسانا تشکیل می‌دهد. سطح لعاب‌دار و فاصله خزشی کافی این فیلم را می‌شکنند و ردیابی را متوقف می‌کنند.

آیا به شکل سفارشی نیاز دارم؟

معمولاً بله. رزوه، فلنج، شیار و سوراخ‌های نصب روی قطعه سبز یا پخته شده ماشین‌کاری می‌شوند، بنابراین بیشتر عایق‌های ولتاژ بالا به جای خرید از کاتالوگ، طبق نقشه ساخته می‌شوند.

دو عدد که خریداران نادیده می‌گیرند

دو نکته عملی اکثر قیمت‌گذاری‌های عایق ولتاژ بالا را تعیین می‌کنند. اول، فاصله خزشی - مسیر در امتداد سطح - باید با کلاس آلودگی رشد کند، نه فقط با ولتاژ؛ یک عایق با خزشی کوتاه حتی در ولتاژ متوسط در یک کارخانه مرطوب و کثیف ردیابی خواهد کرد. دوم، درجه و مقطع باید در شرایط داغ بررسی شوند، زیرا مقاومت حجمی می‌تواند در دمای 500 درجه سانتی‌گراد چندین مرتبه کاهش یابد. طراحی یک عایق سرامیکی Al2O3 فقط بر اساس داده‌های دمای اتاق، رایج‌ترین علت تست هیپوت ناموفق است.

مطالعه مرتبط

برای اینکه چگونه سرامیک‌های فنی از خرابی عایق در دمای بالا در کاربردهای مرتبط جلوگیری می‌کنند، به جلوگیری از خرابی عایق در دماهای بالا مراجعه کنید.