Yüksek Gerilim Elektrikli Ekipmanlar için Al2O3 Seramik İzolatörler Nasıl Seçilir

Yüksek voltajlı bir tasarım, yalıtım yoluna bağlıdır veya ölür. Organik yalıtkanlar yaşlanır, karbonlaşır ve sürünür, ancak doğru şekilde belirtilmiş Al2O3 seramik yalıtkanı on yıllarca dielektrik dayanımını korur. Zorluk, seramiğin iyi yalıtıp yalıtmadığı değil — yalıtır — doğru sınıfı, duvar kesitini ve yüzey kaplamasını seçmektir, böylece yüksek voltajlı seramik yalıtkan asla en zayıf halka olmaz.

Müşteri Sorusu: "Alevlenme Nereden Geliyor?"

Alıcılar genellikle belirli bir belirtiyle gelirler: nemli havada iz bırakan bir burç, bir hipot testini geçemeyen bir stand-off veya sıcaklıkta akım sızdıran bir besleme. Alüminyum oksit seramik gövdesi nadiren nedendir. Daha sık olarak sürünme mesafesi çok kısadır, yüzey sırsızdır ve nemi hapseder veya sınıfın hacim özdirenci çalışma sıcaklığında düşer.

Alümina Neden Bu Kadar İyi Yalıtır

Alümina, geniş bir bant aralığına sahip kovalent bir oksittir, bu nedenle oda sıcaklığında neredeyse hiç serbest taşıyıcısı yoktur. Hacim özdirenci 10^14 Ω·cm'yi aşar ve polimerlerin yaptığı gibi deşarj altında karbonlaşmaz. Bu kombinasyon, milimetre başına yüksek dielektrik dayanımı ve kompakt bir parçada uzun sürünme yolları sağlar. Tek uyarı, özdirencinin sıcaklık yükseldikçe düşmesidir, bu nedenle sıcak çalışan tasarımlar yükseltilmiş koşul için seçilmiş bir sınıf ve kesit gerektirir.

Nasıl Seçilir

1. Sistem voltajından başlayın ve gerekli güvenlik ve kirlilik marjını ekleyin.
2. Dielektrik dayanımını ve hacim özdirenciyi 20 °C'de değil, gerçek çalışma sıcaklığında ayarlayın.
3. Sürünme ve atlama mesafelerini en kötü kirlilik sınıfı için boyutlandırın.
4. Çoğu elektrik görevi için %96 Al2O3 ve yüksek saflıkta veya vakum beslemeleri için %99 kullanın.
5. Nem izini önlemek için sırlı veya taşlanmış bir yüzey belirtin ve lehimleme gerekiyorsa metalizasyon seçeneğini onaylayın.

Uygulamalar

Bu yalıtkanlar şalt, transformatör burçları, kapasitör uç contaları, ateşleme yalıtkanları ve vakum beslemeleri için belirtilmiştir. Tipik örnekler 96% stand-off yalıtkanları ve yüksek voltajlı burçları, 20 kV/mm alüminyum oksit yalıtkanları ve vakum ekipmanları için özel ultra-saf besleme yalıtkanlarıdır.

Referans Elektrik Spesifikasyonu

Temel anahtarı: (P) ürün sayfası spesifikasyonu; (T) sıcaklıkta tipik değer; (C) tedarik edilen parça üzerinde dielektrik test ile teyit edilecek.

SSS

HV yalıtımı için %96 mı yoksa %99 alümina mı daha iyidir?

Her ikisi de mükemmeldir. %96, şalt ve burçlar için uygun maliyetli elektrik sınıfıdır; %99, saflığın sızıntıyı ve gaz çıkışını yönettiği vakum ve yarı iletken beslemeleri için tercih edilir.

Bir yalıtkan neden sadece nemli havada arızalanır?

Nem artı yüzey kirliliği iletken bir film oluşturur. Sırlı bir yüzey ve yeterli sürünme mesafesi bu filmi kırar ve izlemeyi durdurur.

Özel bir şekle ihtiyacım var mı?

Genellikle evet. Dişler, flanşlar, oluklar ve montaj delikleri yeşil veya pişmiş parçaya işlenir, bu nedenle çoğu HV yalıtkanı katalogdan satın alınmak yerine çizime göre yapılır.

Alıcıların Gözden Kaçırdığı İki Sayı

Çoğu yüksek voltajlı yalıtkan teklifini iki pratik nokta belirler. Birincisi, sürünme mesafesi — yüzey boyunca yol — yalnızca voltajla değil, kirlilik sınıfıyla da artmalıdır; kısa sürünme mesafeli bir yalıtkan, ıslak, kirli bir tesiste orta voltajda bile iz bırakacaktır. İkincisi, hacim özdirenci 500 °C'de birkaç büyüklük mertebesi düşebileceği için, sınıf ve kesit sıcak durumda kontrol edilmelidir. Bir Al2O3 Seramik yalıtkanını yalnızca oda sıcaklığı verilerine dayanarak tasarlamak, başarısız bir hipot testinin en yaygın nedenidir.

İlgili Okuma

Teknik seramiklerin ilgili uygulamalarda yüksek sıcaklıklarda yalıtım arızasını nasıl önlediği hakkında bilgi için yüksek sıcaklıklarda yalıtım arızasını önleme bölümüne bakın.