راهحلهای تخلیه جزئی در سیستمهای دونده داغ عبارتند از: بهینهسازی توزیع میدان الکتریکی برای حذف «اثر نوک»، افزایش کیفیت و یکپارچگی آببندی مواد عایق، تقویت کنترلها بر فرآیندهای تولید و مونتاژ، اجرای سیستمهای نظارت آنلاین و هشدار اولیه، و جایگزینی یا تعمیر قطعات در جایی که تخلیه قبلاً رخ داده است. در میان این اقدامات، طراحی پیشگیرانه و استفاده از مواد با کیفیت بالا، راهحلهای اساسی و بلندمدت- را تشکیل میدهند.
1. بهینه سازی توزیع میدان الکتریکی برای از بین بردن "اثر نوک"
غلظت میدان الکتریکی محرک اولیه تخلیه جزئی است و باید از طریق طراحی سازه کنترل شود.
پخ زدن لبه های هادی: برای جلوگیری از ایجاد تخلیه تاج از لبه های تیز، پخ های صاف (با شعاع R بزرگتر یا مساوی 0.5 میلی متر) را روی اجزای فلزی{1}}مانند هسته های الکترود میله های گرمایش و پایانه های سیم کشی اعمال کنید.
طراحی یکسان سازی ولتاژ: برای اطمینان از توزیع یکنواخت میدان الکتریکی، حلقه های محافظ یا هودهای یکسان سازی ولتاژ را در مناطقی با قدرت میدان الکتریکی بالا نصب کنید.
افزایش فاصله خزشی: طول مسیرهای عایق را به گونه ای مناسب طراحی کنید تا با الزامات استاندارد IEC 60664 مطابقت داشته باشد و در نتیجه خطر تخلیه سطحی را کاهش دهید.
توصیه عملی: شبیهسازی میدان الکتریکی (مثلاً با استفاده از ANSYS Maxwell) را در مرحله طراحی اولیه قالبهای جدید بگنجانید تا مناطق با قدرت-میدان بالا را در اوایل شناسایی کنید و طراحی را متناسب با آن بهینه کنید.
2. افزایش کیفیت مواد عایق و یکپارچگی آب بندی سیستم
انتخاب مواد عایق با کارایی بالا و حصول اطمینان از آب بندی کلی سیستم، گام های مهمی برای از بین بردن شرایط تخلیه در منبع است.
استفاده از مواد با استحکام دی الکتریک بالا:
برای میلههای گرمایش، عایقهای سرامیکی (هسته اکسید منیزیم) یا ساختار محصورکننده سیلیکونی دولایهای که قادر به تحمل ولتاژهای بزرگتر یا مساوی 3000 ولت هستند را در اولویت قرار دهید.
برای کابلها، از لایههای عایق پلی اتیلن متقاطع (XLPE) یا لاستیک سیلیکونی- استفاده کنید که مقاومت عالی در برابر پیری و دماهای بالا دارند.
افزایش مقاومت در برابر رطوبت سیستم:
کانکتورهایی با درجه حفاظت IP67 یا بالاتر انتخاب کنید.
برای جعبههای اتصال، از یک ساختار آببندی دارای حلقههای O- همراه با مکانیسمهای قفل رزوهای استفاده کنید. در صورت لزوم، کپسولاسیون لاستیکی سیلیکونی RTV را اعمال کنید.
روند صنعت: سیستمهای راندر داغ{0}بالا به طور فزایندهای از طرحهای کاملاً مهر و موم شده و بدون تعمیر{1}} استفاده میکنند که بهطور قابلتوجهی بروز تخلیه جزئی را کاهش میدهد.
3. تقویت کنترل های فرآیند تولید و مونتاژ
نقص های دقیقه ای در فرآیند تولید می تواند به عنوان نقطه شروع تخلیه جزئی باشد. بنابراین، آنها باید به شدت کنترل شوند.
محیط کار تمیز: برای جلوگیری از ورود گرد و غبار و زبالههای فلزی، محیطی بدون گرد و غبار و رطوبت کم (RH <60%) در محل مونتاژ نگه دارید.
فرآیند استاندارد گلدان: هنگام انجام گلدان سیلیکونی، ترکیبی از گاز زدایی خلاء و تزریق آهسته برای جلوگیری از باقیمانده حباب های هوا استفاده کنید.
کنترل گشتاور بست: هنگام نصب کانکتورها از آچار گشتاور استفاده کنید تا از ترک خوردن زیرلایه سرامیکی به دلیل سفت شدن بیش از حد، یا تماس ضعیف الکتریکی ناشی از سفت شدن کم استفاده کنید.
تأیید کیفیت: آزمایش تخلیه جزئی (PD) را قبل از حمل و نقل انجام دهید تا مطمئن شوید که سطوح تخلیه زیر 5 pC در 1.2 برابر ولتاژ نامی باقی میماند.
4. پیاده سازی سیستم های نظارت آنلاین و هشدار اولیه برای تخلیه جزئی
استقرار سیستمهای نظارت بر{0}زمان واقعی در خطوط تولید حیاتی برای شناسایی زودهنگام و رفع سریع خطاها.
استقرار سنسور:
ترانسفورماتورهای جریان فرکانس بالا (HFCT) را روی خطوط اصلی برق نصب کنید تا سیگنالهای تخلیه را به طور مداوم ضبط کنید.
حسگرهای فرکانس فوقالعاده- (UHF) را در شکافهای جعبههای اتصال قرار دهید تا تشعشعات الکترومغناطیسی را جذب کنند.
تجزیه و تحلیل داده ها و هشدار دهنده:
از محاسبات لبه برای فیلتر کردن نویز استفاده کنید و از الگوریتم های هوش مصنوعی برای شناسایی انواع خاصی از تخلیه جزئی استفاده کنید.
Set a threshold of >10 pC برای راه اندازی آلارم های بصری و شنیداری، در حالی که به طور همزمان منبع تخلیه را مشخص می کند.
مورد کاربرد: پس از استقرار یک سیستم نظارت بر تخلیه جزئی در خط قالبگیری تزریقی خود، یک سازنده قطعات خودرو کاهش 60 درصدی را در نرخ جایگزینی عناصر گرمایشی برنامهریزی نشده مشاهده کرد.
5. تعمیر و تعویض اجزای دارای تخلیه جزئی
برای اجزایی که علائم تخلیه نسبی را نشان می دهند، مداخله فوری برای جلوگیری از وخامت بیشتر لازم است.
تخلیه جزئی (سطح تخلیه: 5-10 pC):
محل تخلیه را جدا کرده و بررسی کنید و لبه های تیز را صاف کنید.
پس از تمیز کردن، هر شکاف هوا را با استفاده از رزین اپوکسی-دی الکتریک{1} با استحکام بالا یا درزگیر سیلیکونی RTV پر کنید. تخلیه شدید (میزان تخلیه > 10 pC یا کربن شدن رخ داده است):
فورا المنت گرمایشی، کابل یا کانکتور را تعویض کنید.
پس از تعویض، مجدداً-مقاومت عایق و آزمایش تخلیه جزئی را انجام دهید تا مطمئن شوید که سیستم به حالت سالم بازیابی شده است.
هشدار ایمنی: «تعمیر و استفاده مجدد» از اجزای عایق کربنیزه اکیداً ممنوع است، زیرا انجام این کار خطر ایمنی قابل توجهی دارد.
