Kuidas madalpinge isolaator kaitseb elektriseadmeid

Dielektriline tugevus ja materjali jäikus: madalpinge isolaatori aluspõhimõttelised kaitsemehhanismid

Kuidas dielektriline tugevus takistab elektrilist läbitabumist nimetatud madalpingetingimustes

Materiaali dielektriline tugevus, mida mõõdetakse kilovoltites millimetri kohta (kV/mm), näitab, kui palju elektrit voolab isolatori ees, enne kui see täielikult laguneb. Alapingeid alla 1 kV-ga töötavate vooluringute puhul sobivad kõige paremini materjalid, millel on kõrged dielektrilised omadused. Keramiik on tavaliselt tugevuses 12-20 kV/mm, klaasist tugevdatud plast on 10-15 kV/mm. Need materjalid loovad hea puhvri elektrivoolude vastu isegi siis, kui on järsku pingesügavus, mis IEC 60664-1 standardite kohaselt ulatub umbes 150% normaalsest tasemest. Niiskus tekitab tõelise probleemi. Niiskus võib vähendada nende isolatorite tõhusust 15-30% võrra, eriti materjalide puhul, millel on väikesed poorid. Seepärast soovivad insenerid sageli pindala-lõhestatud kompoositeid, et tagada pikaajaline tõhusus. Kui isolatsioon ebaõnnestub ebapiisava vastupanu tõttu, tekib ohtlik jälgimine. See tekitab materjali pinnal süsiniku jälgi, mis ei kaovad kunagi, hävitades järk-järgult isolatsiooni kaitseomadused aja jooksul.

Miks mehaaniline jäikus tagab pikaajalise stabiilsuse soojus- ja vibratsioonitsüklite ajal

Komponentide mehaaniline jäikus mängib olulist rolli soojuspinge ja vibratsioonide põhjustatud järkjärgulise kulumise vältimisel, mis on isolatori rikke peamised põhjused. Kui materjalide temperatuur muutub üle 50 kraadi Celsiuse, laienevad ja kokku kukuvad need korduvalt, tekitades väikseid pragu, mis aeglaselt hävitavad nende elektrilisi omadusi. Kõvad kompoositiivsed materjalid nagu mineraalidega täidetud epoksiid, mille soojuslaastumise koefitsient on alla 30 osa miljoni kohta kraadi Celsiuse järgi, püsivad mõõdupõhiselt stabiilsed ja takistavad pragude laienemist. Vibratsioonikindlus on sama oluline, eriti seadmete puhul, mis on testitud vastavalt standarditele nagu IEC 60068-2-6. Tööstuskeskkonnas on sageli vibratsioonid 5-200 Hertzi vahel, kuid jäik konstruktsioon suudab taluda kiirendusi kuni 10 G jõudude ulatuses ilma painutamiseta või kõverutamiseta, säilitades ohutute libisemise kaugused ja üldise struktuurilise tugevuse. Selliselt ehitatud komponendid kestavad tavaliselt kauem kui 100 000 töötsüklit isegi raskeid tingimusi, mis esinevad tootmise rajatiste mootorijuhtimiskeskustes.

Elektriline isoleerimiskonstruktsioon: pinnakauguste, õhukauguste ja lekkekontroll madalpingelises isolaatoris

Pinnakauguste optimeerimine pinnatrackingu vastu humiidses või saastunud keskkonnas

Pindliku läbipõkemise kaugus viitab lühimale teele isolaatori pinnal, mida mööda elekter võib liikuda. See mõõtmine on väga oluline pindliku läbipõkemise probleemide ennetamisel niisketes või mustades kohtades. Kui rannikualade sool seguneb toluga ja keemiliste ainetega, moodustavad need ained pinnale juhtivaid kileid. Äärmiselt niisketes tingimustes võib see tugevdada lekkevoolusid märkimisväärselt, mõnikord kuni 60% võrra. Seetõttu sätestavad tööstusjuhised teatud minimaalsed pindliku läbipõkemise kaugused. Tavalistes keskkondades on soovituslikud väärtused tavaliselt umbes 20–25 mm kilovolti kohta. Kui aga piirkonnas esineb tugevat saastumist, tõusevad need väärtused umbes 31–40 mm kilovolti kohta. Tootjad projekteerivad sageli komponendid ribitud või lainjas pinnaga, et pikendada seda teed ja takistada saasteainete sildade moodustamist. Mõned materjalid, näiteks silikoonkumm, omavad omadusi, mis tegelikult tõukavad niiskust eemale, mistõttu on nad eriti sobivad valikuks madala pinge seadmete jaoks, mida kasutatakse välistingimustes või tööstuslikes keskkondades, kus kokkupuude harsh elementidega on vältimatu.

Kaugus isolatsioonipinna üle ja pindade vahel: kuidas mõlemad parameetrid koos takistavad läbikäigu ja lekkevoolu teket

Mõiste "valgus" ja "rööbimisjoon" kirjeldavad elektrisüsteemides kahte erinevat, kuid seotud ohutusmeetmet. Kvaliteetne vahemik on minimaalne kaugus läbi õhu läbi läbijuhtivate osade vahel, samas kui roomavus on kõige lühem kaugus isolatsioonimajanduse pinna mööda. Need vahemaad on olulised, sest vabasus takistab sädeid hüppamast läbi lõhkepaikade, kui pingeid tõuseb, ning roniv vool takistab voolu liikumist saastunud pinna kaudu, näiteks tolmu või niiskusega kaetud pinna kaudu. Võtame näiteks süsteemi, mis töötab 600 volti juures. Kui luba ei piisa, siis saame kohe ohtlikke välkjuurdlusi. Kui ei ole piisavalt ronivat, siis aja jooksul läheb midagi halvemaks, kuigi süsiniku jäljed kasvavad aeglaselt, kuni nad moodustavad läbiviva rada. Enamik tööstusstandardeid nõuavad 5-8 mm vaba ruumi ja 15 mm libisemist iga kilovoltiteks. Praktiline kogemus näitab, et mõlema mõõtmise õigesti tegemine vähendab niiskuses lühiühenduste esinemist ligikaudu kolm neljandikku. See kahekordne kaitse muudab kõik oluliseks, kui tegemist on madala pingega isolatsiooni usaldusväärsusega reaalsetes tingimustes.

Taotlusspetsiifilised madala pingega isolatori tüübid ja nende kaitsemüük

Madalpinge isolatoreid on projekteeritud täpse töökeskkonna jaoks, et vältida elektrikatkestusi. Erinevate isolatori tüüpide puhul on kasutusalade puhul ainulaadsed probleemid, tagades spetsiaalsete projekteeringute abil usaldusväärse seadmete kaitse.

Sõltumisisolatsioonid: lülitusseadmete ja juhtimispaneelide aktiivsete osade isoleerimine

Sõltumisisolatsioonid on füüsilised tõkked elektrijuhtmete ja lülitusseadmete ja juhtimispaneelide maapealsete osade vahel. Need pikad keraamilised või polümeerkomponendid loovad vajalikud ruumivaiked, mis peatavad ohtlikud kaared, kui pingeid ootamatult tõuseb. Enamik takistusseadmeid suudab taluda temperatuurit 120 kraadi Celsius, ilma et see laguneks. Samuti takistavad nad soovimatuid voolulekke ja jäävad tugevaks isegi siis, kui neid mõjutab tugev lühiühendus. See tugevus on väga oluline, sest see hoiab juhtmeid paigal, hoolimata vibratsioonidest või tugevatest magnetimpulsidest, mis muidu võivad neid paigast välja lülitada. Lisatud stabiilsus tähendab, et nende ülekoormatud juhtpaneelide seadistustes, kus ruumi on vähe, on vähem võimalust tahtmatutest kontaktidest.

Päikeseenergiakombinerite kastides kasutatavad busbar-isolatsioonid: osalise väljalaske ja saastumise tõttu tekkivate rikete vältimine

Päikeseenergiakombinerite kastides kasutatavad isolatsioonid peavad vastama fotovoltaatiliste süsteemidega seotud teatud probleemidele. Mõtle näiteks pidevale UV-kiirgusele, dramaatilistele temperatuurimuutustele päevast öönädalale ja niiskuse kogunemisele, kui tekib kaste. Sellepärast me näeme kohandatud busbar isolatoreid, millel on erilised hüdropoobsed silikonkatte. Need kaetud kiuded takistavad vee ja tolmu kinnipidamist, mis aitab säilitada hea elektriseisundit isegi pärast kuid väljas. Ka disain ise on huvitav - need ribid pinnale luuavad tegelikult umbes 40% rohkem libisemise kaugust kui tavalised sile disainid. See lisavahemik läbilaskeosade vahel muudab osaliseid voolulahutusi palju raskemaks käivitada, mis võib viia suurematesse probleemidesse. Kui alaliinijuhid on korralikult kapseldatud, väldivad nad vihma põhjustatud tüütuid lekke. Väljastudimused näitavad, et umbes 23% kombineerikuutiste rikke põhjustatakse täpselt sellisest probleemist. Kui rääkida tulemuslikkuse mõõdetavatest, siis need erisolatsioonid hoiavad oma isolatsioonivastuse üle 1000 megaohmi isegi korduvate kuumutamis- ja jahutustsüklite ajal.

Puudulikkuse režiimid ja nende mõju seadmete usaldusväärsusele

Elektri süsteemi usaldusväärsuse säilitamiseks on oluline mõista madala pingega isolatorite rikkevorme. Üldised probleemid on järgmised:

• Pinna jälgimine , mis tekitab niiskuse või saastete tõttu läbilaskevad süsinatud liinid, mis võimaldavad püsivaid lekkevoogude ja isolatsiooni järkjärgulist lagunemist
• Mehhaanilised luumurded , mis on põhjustatud soojustsüklist või vibratsioonist, ohustab struktuuri järjepidevust ja kiirendab dielektrilise lagunemist
• Osaline eelarve täitmisele heakskiit , mis esinevad tühjuses või liidesel, õõnestavad materjali mikroskoopilisel tasandil korduvate paiknevate kaare abil

Kui need mehhanismid lähevad katki, siis on kogu järgnevas asuv varustus ohus: see võib põhjustada näiteks lühiseid, ohtlikku kaareteketi ja isegi tulekahjusid, mis ohustavad töötajaid ning täielikult katkestavad tootmisprotsessi. Kui isolaatorid hakkavad lagunema ja seda keegi ei märka, levivad probleemid tavaliselt kogu süsteemi, mis viib ootamatutele seiskumistele ja tulevikus kallitele remontidele. Tööstusaruannete kohaselt põhjustab umbes 35% või rohkem tehastes esinevatest lülitusseadmete probleemidest isolatsiooniga seotud rikked. Seetõttu on õige isolaatorite valik nii oluline. Valige isolaatorid, mis sobivad konkreetse keskkonna tingimustesse – näiteks saastatuse tase, temperatuuri äärmused, vibratsiooni tugevus jne. Õige valik aitab varustust pikemaks ajaks töödelda ning tagada usaldusväärse elektoenergiavaru erinevates tööstuskeskkondades.