Жаңалықтар

Басты бет >  Жаңалықтар

Төмен кернеу изоляторы электр жабдықтарын қалай қорғайды

Jan 08, 2026

Диэлектрлік беріктік пен материалдың қаттылығы: төмен кернеу изоляторының негізгі қорғаныс механизмдері

Диэлектрлік беріктік қалай жобаланған төмен кернеу шарттарында электрлік тесілуін болдырмайды

Материалдың диэлектрлік беріктігі — киловольт миллиметріне (кВ/мм) өлшенетін шама, ол изолятордың толықтай бұзылуына дейін қанша электр өрісін көтере алатынын көрсетеді. 1 кВ-тан төмен кернеулерде жұмыс істейтін тізбектер үшін жоғары диэлектрлік қасиеттерге ие материалдар ең жақсы жұмыс істейді. Керамикалық материалдардың диэлектрлік беріктігі әдетте 12–20 кВ/мм аралығында, ал шынымен күшейтілген пластиктердің көрсеткіші шамамен 10–15 кВ/мм құрайды. Бұл материалдар электр тогына қарсы жақсы буфер құрады, соның ішінде IEC 60664-1 стандартына сәйкес қалыпты деңгейден шамамен 150% асатын кенеттен болатын кернеу шыңдары кезінде де. Алайда ылғалдылық нағыз мәселеге айналады. Немесе ылғалдылық бұл изоляторлардың тиімділігін 15%-дан 30%-ға дейін төмендетеді, әсіресе микроскопиялық көптеген поралары бар материалдарда. Сондықтан инженерлер көбінесе ұзақ мерзімді сенімді жұмыс істеу үшін беткі қабаты герметиктелген композиттерді көрсетеді. Төмен кедергі себебінен изоляция сәтсіз аяқталған кезде қауіпті трекинг пайда болады. Бұл материал бетінде көміртекті жолдарды тудырады, олар ешқашан жойылмайды және уақыт өте келе изоляцияның қорғаныш қасиеттерін постепенді түрде бұзады.

Неге механикалық қаттылық жылу циклдауы мен тербеліс кезінде ұзақ мерзімді тұрақтылықты қамтамасыз етеді

Компоненттердің механикалық қаттылығы термалық кернеу мен тербелістерге байланысты бавырлардың біртіндеп тозуын болдырмауда маңызды рөл атқарады, бұл изоляторлардың зақымдануына әкелетін негізгі факторлардың бірі. Материалдар температураның 50 градус Цельсийден асатын өзгерістері кезінде термалық циклдан өткенде қайталанып ұлғаяды және сығылады, ол нәтижесінде электрлік қасиеттерін біртіндеп нашарлататын микроскопиялық трещиналар пайда болады. Термалық кеңею коэффициенті 1 °C-та миллионнан 30 бөлікке дейін болатын минералмен толтырылған эпоксидтер сияқты қатты композиттік материалдар өлшемдік тұрақтылығын сақтайды және осы трещиналардың одан әрі таралуын тоқтатады. Тербеліске төзімділік те соншама маңызды, әсіресе IEC 60068-2-6 стандарттары бойынша сынақтан өтетін жабдықтар үшін. Өнеркәсіптік орталарда жиі 5–200 Гц аралығындағы тербелістер кездеседі, бірақ қатты конструкциялар 10 G күшіне дейінгі үдеулерге итермеленбей немесе бұрылмай шыдауға қабілетті, осылайша қауіпсіз аралықтарды (creepage distances) және жалпы құрылымдық беріктікті сақтайды. Осындай тәсілмен жасалған компоненттер өндірістік кәсіпорындардағы қозғалтқыштарды басқару орталарындағы қиын жағдайларда да әдетте 100 000-нан астам жұмыс циклінен кейін де ұзақ уақыт қызмет етеді.

Қасиет Қаттылықсыз болғандағы ақаулық қаупі Қатты материалдың өнімділігі
Жылу циклы (Δ80 °C) Микротрещиналардың пайда болуы (– 70% ақаулық жиілігі) <0,1% өлшемдік өзгеріс
Тербеліс (15 G-күші) Резонанстық сынғыштар (– 50% қызмет ету мерзімі) 10 есе артық циклдық төзімділік
Комбинирленген кернеу Қабаттардың бөлінуі мен трассалану Диэлектриктік бүтіндікті сақтайды

Электрлық изоляциялық дизайн: төмен кернеуі бар изолятордағы сырғанау арақашықтығы, ауалық арақашықтық және ағып кету бақылауы

Ылғалды немесе ластанған орталарда беттік іздеудің әсеріне қарсы сырғанау арақашықтығын оптимизациялау

Криппиж қашықтығы электр энергиясы өтуі мүмкін оқшаулағыштың бетінен ең қысқа жолды білдіреді. Бұл өлшем ылғал немесе лас жерлерде бетін іздеу мәселесін болдырмау үшін өте маңызды. Жағалаудағы тұз шаң мен химиялық заттармен араласқанда, бұл заттар жер бетінде өткізгіш пленкалар пайда болады. Шын мәнінде ылғалды жағдайда, бұл ағып кету токтарын айтарлықтай арттырады, кейде 60% -ға дейін. Сондықтан да өнеркәсіптік нұсқаулықтар шегу үшін белгілі бір ең аз қашықтықтарды белгілейді. Әдеттегі ортада 20-25 мм/киловольт шамасында ұсынылады. Бірақ егер аймақта қатты ластану проблемасы болса, бұл көрсеткіш 31-40 мм/киловольтқа дейін көтеріледі. Өндірушілер көбінесе бұл жолды ұзарту және ластаушы заттардың көпірлерді құруын болдырмау үшін қабыршақты немесе толқымалы беттермен компоненттерді жасайды. Силикон резеңкесіндей кейбір материалдар ылғалды шығарып тастайтын қасиеттерге ие, сондықтан олар сыртқы немесе өнеркәсіптік жерлерде қолданылатын төмен кернеулі жабдықтар үшін өте жақсы таңдау болып табылады.

Аралық пен жанасу аралығы: Екі параметрдің қалай бірлесіп жұмыс істеп, тесілу мен құйылу токтарын болдырмауы

Темір жолы мен беттік аралық деген ұғымдар электрлік жүйелердегі екі әртүрлі, бірақ бір-бірімен байланысты қауіпсіздік шараларын сипаттайды. Темір жолы — бұл өткізгіш бөліктер арасындағы ауада өлшенетін ең аз қашықтық, ал беттік аралық — бұл изоляциялық материалдың беті бойынша өлшенетін ең қысқа қашықтық. Бұл қашықтықтар маңызды, өйткені темір жолы кернеу секірісі кезінде искралардың саңылаулар арқылы секіруін тоқтатады, ал беттік аралық тозаң немесе ылғал сияқты ластанған беттер бойынша токтың өтуін болдырмауға көмектеседі. Мысалы, 600 вольтта жұмыс істейтін жүйені қарастырайық. Егер темір жолы жеткілікті болмаса, қауіпті искралар бірден пайда болады. Ал жеткілікті беттік аралық болмаған жағдайда уақыт өте келе тағы да қауіптірек нәрсе орын алады: көміртегі іздері баяу қалыптасып, соңында өткізгіш жол құрады. Көптеген салалық стандарттар әрбір киловольт үшін шамамен 5–8 миллиметр темір жолы мен шамамен 15 миллиметр беттік аралықты қажет етеді. Тәжірибе көрсеткендей, бұл екі өлшемді дұрыс орындау ылғалды ортада қысқа тұйықталу оқиғаларын шамамен үш төрттен біріне дейін азайтады. Бұл екі деңгейлі қорғану тәсілі төмен кернеудегі изоляцияның нақты өмірлік жағдайларда сенімділігін қамтамасыз етуге шынымен айтарлықтай ықпал етеді.

Қолданбаға тән төмен кернеулік оқшаулағыштардың түрлері және олардың қорғау функциялары

Төмен кернеулік оқшаулағыштар электрлік ақауларды болдырмау үшін нақты жұмыс ортасына арналған. Әр түрлі оқшаулағыш түрлері арнайы жобалау арқылы жабдықтарды сенімді қорғауды қамтамасыз етіп, барлық қолданбаларда ерекше қиындықтарға жауап береді.

Тік қалмаушы оқшаулаушы: коммутаторлар мен басқару панельдеріндегі қозғалатын бөлшектерді оқшаулау

Оқшаулағыштар электр сымдары мен коммутаторлар мен басқару панельдерінің жерленген бөлшектері арасындағы физикалық кедергі ретінде қызмет етеді. Бұл ұзақ керамикалық немесе полимерлік компоненттер кернеу күтпеген жерден көтерілгенде қауіпті доғаларды тоқтататын қажетті кеңістікті пайда етеді. Көптеген тұрақсыздық құрылғылары 120 градус температураға дейін жетеді. Сонымен қатар, олар қашықтықтан ағып кетуді тоқтатады және қатты қысқа тұтастық күштері кезінде де берік болады. Бұл күш өте маңызды, өйткені электр өткізгіштерді қозғалыс немесе магниттік импульстерге қарамастан, оларды орнынан шығарып тастауы мүмкін. Қосымша тұрақтылық - бұл орынның арзан болатын, көпшілікпен толы басқару панеліне беймәлім байланыстар пайда болу мүмкіндігін азайту.

Күн комбинаторлары қораптарының шиналы оқшаулағыштары: ішінара төгілуді және ластанудан туындаған істен шығуды болдырмау

Күн энергиясын пайдалану қораптарында қолданылатын изоляторлар фотоэлектр жүйелеріне қатысты кейбір ерекше қиындықтарды жеңулері керек. Ультрафиолет сәулелеріне үнемі ұшырауы, күн мен түннің арасындағы температураның күрт өзгеруі, шөлдің пайда болуымен ылғалдың жинақталуы сияқты нәрселер туралы ойлаңыз. Сондықтан біз арнайы гидрофобты силиконды қаптамасы бар арнайы жасалған штангалық изоляторларды көреміз. Бұл қабаттар суды кері қайтарады және шаңның жабысуын тоқтатады, бұл бірнеше ай бойы сыртта болғаннан кейін де жақсы электрлік кедергілерді сақтауға көмектеседі. Оның дизайны да қызықты - бұл қабырғалар үстіңгі беткейде әдеттегі тегіс дизайндарға қарағанда 40% көбірек жыртылыс қашықтығын жасайды. Өткiзушi бөлшектер арасындағы бұл қосымша кеңiстiк жартылай төгулердiң басталуын қиындатады, бұл болашақта үлкен проблемаларға әкелуі мүмкін. DC өткізгіштер дұрыс қапталғанда, олар шөлден пайда болатын тесікті жолдарды жасаудан аулақ болады. Далалық зерттеулер көрсеткендей, комбайндық қораптардың 23% -ы дәл осыған байланысты. Әдеттілік туралы айтатын болсақ, бұл арнайы изоляторлар өздерінің изоляциялық кедергісін 1000 мегаомнан жоғары ұстайды, тіпті қайта-қайта қыздыру және салқындату циклдері арқылы.

Ақаулық режімдері және олардың жабдықтың сенімділігіне әсері

Электр жүйесінің сенімділігін сақтау үшін төменгі кернеудегі изоляторлардың ақаулық режимдерін түсіну өте маңызды. Ортақ мәселелерге мыналар жатады:

  • Жер бетін бақылау ылғал немесе ластаушы заттар туғызады, бұл тұрақты ағып кету токтарын және оқшаулаудың прогресивті бұзылуын қамтамасыз ететін өткізгіш көмірленген жолдарды жасайды
  • Механикалық сынықтар , жылу циклін немесе дірілден туындаған, құрылымдық үздіксіздігіне қауіп төндіреді және диэлектрлік бұзылуды жеделдетеді
  • Бөлшектеп разрядтау , қуыстарда немесе интерфейстерде пайда болып, қайталанатын жергілікті доға арқылы микроскопиялық деңгейде материалды эрозиялайды

Бұл механизмдер бұзылса, олар су ағысының төменгі ағысындағы барлық жабдықтарды қысқа тұйық, қауіпті доға және тіпті өрттерге ұшыратады. Егер оқшаулағыштар бұзыла бастаса, бірақ ешкім байқамаса, проблемалар бүкіл жүйеге таралады, бұл күтпегеннен кейін тоқтап қалуға және қымбат жөндеулерге әкеледі. Өнеркәсіптік есептерге сәйкес, фабрикалардағы коммутаторлардың 35% немесе одан көп проблемалары оқшаулау проблемаларынан туындайды. Сондықтан дұрыс оқшаулағышты таңдау маңызды. Олар қандай ортада жұмыс істейтінін, ластану деңгейін, температураның төтенше деңгейін, дірілдің мөлшерін және т.б. іздеңіз.

20240109110822.png