Come l’impregnazione sotto vuoto migliora l’isolamento dei condensatori di potenza
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A cura di: HAOQI
Perché gli interstizi interni influenzano l’isolamento?
Nei condensatori a film, una pellicola isolante separa due gruppi di elettrodi. Gli elettrodi possono essere fogli metallici separati oppure strati metallici depositati sul film, come nella figura 1.
Anche tra materiali ben compattati possono rimanere piccoli interstizi contenenti gas. In determinate condizioni di tensione e struttura, questi possono diventare punti di innesco delle scariche parziali. La scarica interessa solo una parte dell’isolamento e non attraversa l’intera distanza isolante tra gli elettrodi. È diversa dalla perforazione completa dell’isolamento, ma la sua ripetizione può danneggiare il film vicino.[1]
Come si integrano essiccazione e impregnazione sotto vuoto?
L’essiccazione sotto vuoto riduce la pressione aspirando il gas e si accompagna normalmente a un riscaldamento controllato, per favorire l’eliminazione di umidità residua e gas dagli interstizi e prepararli all’impregnazione. Anche il liquido isolante deve essere preventivamente depurato da umidità, particelle e gas, per limitarne la reintroduzione.[2]
Durante l’impregnazione, il liquido isolante trattato percorre i piccoli passaggi tra gli strati, riempiendo gli spazi prima occupati dal gas. Il film mantiene la sua funzione isolante; il riempimento con liquido contribuisce a migliorare le condizioni locali d’isolamento.[3]
Il risultato dipende da materiali e condizioni di processo
Il risultato dipende dalla capacità del liquido di bagnare le superfici e penetrare nei piccoli passaggi, oltre che dalla compatibilità con film, elettrodi e materiali di tenuta. Anche temperatura, pressione e tempo di mantenimento devono essere adeguati al progetto; il solo valore di vuoto non descrive l’esito.
Il valore dell’impregnazione sotto vuoto consiste nel migliorare l’ambiente isolante interno del condensatore. L’affidabilità complessiva dipende anche da materiali, struttura, tenuta e condizioni d’uso e richiede verifiche sul prodotto specifico.
Riferimenti accademici e ufficiali
Queste pubblicazioni spiegano meccanismi generali. Materiali, campioni e parametri di processo studiati non costituiscono specifiche dei modelli forniti tramite questo sito.
- R. Ozaki et al. (2024): Partial Discharge Characteristics when Applying Ramp Up and Down Voltage Waveform to an Oil-Gap Electrode Simulating Oil-Immersed Film Capacitors, IEEE ICPADM. Studio delle scariche parziali in un modello di interstizio in olio.
- J. A. Zelik e R. D. Parker (1977): Technological development of cylindrical and flat shaped high energy density capacitors, NASA-CR-135286, p. 69 dell’edizione stampata. Riferimento per distinguere l’essiccazione dell’elemento dal trattamento del liquido, non per adottarne materiali o parametri di processo.
- O. G. Gnonhoue et al. (2021): Review of Technologies and Materials Used in High-Voltage Film Capacitors, Polymers 13(5), 766, sezioni 2 e 4. Rassegna delle strutture a film e dei mezzi impregnanti.