در سیستم های برقی با ولتاژ بالا ، حفظ یکپارچگی الکتریکی عایق برای اطمینان از عملکرد ایمن و کارآمد شبکه بسیار مهم است. یکی از مهمترین عوامل مؤثر بر عملکرد عایق ها ، تخلیه سطح است. این پدیده می تواند منجر به نارسایی عایق شود و باعث نقص سیستم یا حتی خرابی های فاجعه بار شود. درک تخلیه سطح و چگونگی تأثیر آن بر عملکرد عایق های کامپوزیت برای جلوگیری از این مسائل و افزایش قابلیت اطمینان سیستم های الکتریکی ضروری است. در این مقاله ، ما اصل در مورد تخلیه سطح ، تأثیرات آن بر عایق الکتریکی و چگونگی کاهش آن را بررسی خواهیم کرد.
تخلیه سطح به جریان جریان الکتریکی در امتداد سطح یک ماده عایق ، و نه از طریق فضای داخلی آن است. این زمانی اتفاق می افتد که یک اختلاف پتانسیل الکتریکی بر روی سطح مواد اعمال شود و تجزیه دی الکتریک سطح توسط آلاینده ها ، رطوبت یا سایر عوامل محیطی آغاز می شود. به جای سفر از طریق عایق ، جریان در امتداد سطح حرکت می کند ، به طور بالقوه باعث آسیب یا تخریب به مواد می شود.
تخلیه سطح به طور معمول هنگامی اتفاق می افتد که سطح یک عایق به اندازه کافی از تأثیرات محیطی مانند آلودگی ، خاک ، رطوبت یا شرایط آب و هوایی شدید محافظت نمی شود. این فاکتورها مقاومت الکتریکی سطح را کاهش می دهند و اجازه می دهند جریان در امتداد سطح عایق جریان یابد. در سیستم های ولتاژ بالا ، این می تواند منجر به عواقب شدید ، از جمله تجزیه عایق ، منجر به قطع سیستم ، آسیب تجهیزات یا حتی خطرات ایمنی شود.
تخلیه سطح از طریق چندین رفتار قابل مشاهده در سیستم های ولتاژ بالا تجلی می یابد. به طور معمول ، این فرایند از زمانی شروع می شود که ولتاژ اعمال شده بیش از استحکام عایق لایه سطح مواد باشد. با افزایش استرس الکتریکی ، آلاینده های روی سطح یا رطوبت موجود در هوا می توانند باعث یونیزاسیون لایه سطح شوند و منجر به مسیر تخلیه شوند.
رفتار معمولی تخلیه سطح شامل موارد زیر است:
ردیابی سطح : این رایج ترین شکل تخلیه سطح است. هنگامی اتفاق می افتد که جریان الکتریکی از سطح عایق پیروی می کند و آهنگ های قابل مشاهده را در امتداد سطح ایجاد می کند. با گذشت زمان ، این آهنگ ها می توانند به عایق آسیب برساند و توانایی آن در ارائه عایق کافی را تخریب می کنند.
تخلیه های جزئی : این موارد زمانی اتفاق می افتد که استرس الکتریکی روی سطح عایق به اندازه کافی زیاد باشد تا باعث یونیزاسیون موضعی شود. تخلیه های جزئی می توانند با گذشت زمان مواد را تضعیف کرده و در نهایت منجر به نارسایی عایق شود.
تخلیه Corona : در بعضی موارد ، تخلیه سطح می تواند یک اثر تاج ایجاد کند ، جایی که هوای یونیزه شده در اطراف عایق ، یک درخشش قابل مشاهده یا صدای تند و تیز ایجاد می کند. در حالی که بلافاصله مضر نیست ، تخلیه کرونا نشان می دهد که عایق تحت استرس است و می تواند منجر به تخریب بیشتر شود.
تخلیه سطح می تواند به طور قابل توجهی بر خصوصیات ماده عایق تأثیر بگذارد و باعث آسیب طولانی مدت شود. متداول ترین تأثیرات شامل موارد زیر است:
تخریب : جریان مداوم جریان الکتریکی در امتداد سطح می تواند منجر به تجزیه تدریجی مواد عایق شود و باعث کاهش اثربخشی آن شود. با گذشت زمان ، این تخریب عایق را تضعیف می کند و باعث می شود توانایی خود در مقاومت در برابر استرس الکتریکی از دست بدهد.
خوردگی : تخلیه سطح اغلب در مناطقی که در معرض شرایط سخت محیطی قرار دارند رخ می دهد. تخلیه می تواند خوردگی را تسریع کند ، به ویژه در مناطقی که عایق از فلز ساخته شده است یا دارای اجزای فلزی است. این خوردگی بیشتر یکپارچگی ساختاری عایق را بدتر می کند.
کاهش طول عمر : آسیب مداوم ناشی از تخلیه سطح ، طول عمر کلی عایق را کاهش می دهد. هرچه ماده ضعیف تر شود ، توانایی عایق در تحمل استرس ولتاژ بالا کاهش می یابد و خطر نارسایی عایق را افزایش می دهد.
جلوگیری از تخلیه سطح در عایق های ولتاژ بالا نیاز به ترکیبی از انتخاب مواد ، پیشرفت های طراحی و پوشش های محافظ دارد. از روشهای مختلفی می توان برای کاهش بروز تخلیه سطح و تقویت عملکرد و ماندگاری عایق ها استفاده کرد.
یکی از مؤثرترین راه ها برای جلوگیری از تخلیه سطح ، انتخاب موادی است که نسبت به تخریب از عوامل محیطی کمتر مستعد هستند. به عنوان مثال ، لاستیک سیلیکون به دلیل خاصیت عالی آبگریز ، در عایق های کامپوزیت مدرن مورد استفاده قرار می گیرد. لاستیک سیلیکون آب را دفع می کند و از تشکیل فیلم های رطوبت روی سطح جلوگیری می کند و جریان الکتریکی را در امتداد سطح سخت تر می کند. در نتیجه ، لاستیک سیلیکون خطر تخلیه سطح را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد و عملکرد عایق را افزایش می دهد.
روش دیگر برای جلوگیری از تخلیه سطح ، استفاده از پوشش های آبگریز است. این پوشش ها به خشک نگه داشتن سطح عایق و مقاومت در برابر تجمع آلاینده ها کمک می کنند. پوشش های آبگریز از ایجاد یک لایه رسانا روی سطح جلوگیری می کند و از این طریق احتمال تخلیه الکتریکی در امتداد سطح عایق را کاهش می دهد.
این روکش ها مانعی را ایجاد می کنند که مانع از نفوذ آب و آلاینده ها به داخل مواد می شود. برخی از روکش های پیشرفته همچنین خصوصیات خود تمیز کردن عایق ها را تقویت می کنند و به آنها امکان می دهد تا خاک و آلودگی را که در غیر این صورت ممکن است منجر به تخلیه سطح شود ، ریخته شوند. در مناطقی که آلودگی سنگین یا رطوبت زیاد دارند ، پوشش های آبگریز به ویژه در حفظ یکپارچگی عایق مفید هستند.
طراحی عایق های ولتاژ بالا همچنین می تواند در جلوگیری از تخلیه سطح نقش داشته باشد. به عنوان مثال ، سطوح محصور شده امکان رواناب بهتر آب را فراهم می کند و از تجمع رطوبت روی سطح عایق جلوگیری می کند. علاوه بر این ، با استفاده از طرح هایی که گردش خون بهتر در اطراف عایق را ارتقا می بخشد می تواند به جلوگیری از ایجاد رطوبت کمک کند ، که می تواند احتمال تخلیه سطح را کاهش دهد.
علاوه بر این ، شامل حلقه های درجه بندی در سیستم های ولتاژ بالا می تواند به توزیع ولتاژ به طور مساوی در سطح عایق کمک کند. این کار استرس الکتریکی را در هر نقطه کاهش می دهد و می تواند به جلوگیری از بروز تخلیه سطح کمک کند.
درک و جلوگیری از تخلیه سطح برای ایمنی ، قابلیت اطمینان و ماندگاری سیستم های برقی با ولتاژ بالا بسیار مهم است. ترشحات سطح می تواند آسیب قابل توجهی به عایق های کامپوزیت ایجاد کند و منجر به تخریب ، خوردگی و کاهش طول عمر شود. با انتخاب مواد با خصوصیات آبگریز ، استفاده از پوشش های محافظ و استفاده از استراتژی های طراحی مؤثر ، می توان خطر تخلیه سطح را به میزان قابل توجهی کاهش داد.
برای اینکه عایق های کامپوزیت به بهترین شکل خود و حفظ یکپارچگی خود را انجام دهند ، تمرکز روی این اقدامات پیشگیرانه ضروری است. با ترکیبی مناسب از انتخاب مواد و نوآوری های طراحی ، دوام و کارآیی سیستم های ولتاژ بالا می تواند تا حد زیادی افزایش یابد و از عملکرد قابل اعتماد در محیط های خواستار اطمینان حاصل شود. تعمیر و نگهداری مناسب و بازرسی دوره ای نیز نقش اساسی در شناسایی هرگونه علائم تخلیه سطح زودهنگام دارد و امکان مداخله به موقع و اطمینان از ادامه قابلیت اطمینان سیستم را فراهم می کند.
اگر علاقه مند به کسب اطلاعات بیشتر در مورد فن آوری های عایق هستید یا به راهنمایی در مورد جلوگیری از تخلیه سطح در سیستم های ولتاژ بالا نیاز دارید ، امروز با ما تماس نگیرید.
بگیرید .
برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد عایق های کامپوزیت با کیفیت بالا ، که برای جلوگیری از تخلیه سطح و اطمینان از طول عمر سیستم های برقی شما طراحی شده اند ، با ما تماس کارشناسان ما آماده هستند تا در راه حل های متناسب که مطالبات منحصر به فرد زیرساخت های ولتاژ بالا را برآورده می کنند ، به شما کمک کنند.
