Vakumla emprenye güç kondansatörlerinin yalıtımını nasıl destekler?

Seçim ve kalite · 3 dakikalık okuma

İçeriği hazırlayan:

Vakumla emprenye, sıvı emprenyeli film güç kondansatörlerinde önemli bir yalıtım işlemidir. Uygun bir yalıtım sıvısının ince iç boşluklara girmesini sağlayarak artık gazla ilişkili zayıf noktaları azaltır. İşlevini anlamak için kondansatörün içindeki filme, elektrotlara ve boşluklara bakmak yeterlidir.

İç boşluklar neden önemlidir?

Film kondansatörleri iki elektrot grubunu yalıtkan filmle ayırır. Elektrotlar, Şekil 1’de gösterildiği gibi bağımsız metal folyolar veya film üzerine biriktirilmiş metal katmanlar olabilir.

İki film kondansatörü yapısı: solda bağımsız metal folyolar ile yalıtkan film dönüşümlü yer alır; sağda film üzerine metalize elektrotlar biriktirilmiştir.
Film/folyoMetalize film
Şekil 1 | Gri: elektrotlar; sarı: yalıtkan film. Ölçekli değildir. Kaynak: Elcap / Zerodamage, Wikimedia Commons, CC0.

Sıkı yerleştirilmiş malzemeler arasında bile küçük gaz dolu boşluklar kalabilir. Belirli gerilim ve yapı koşullarında bu boşluklarda kısmi boşalma başlayabilir. Bu boşalma yalıtımın yalnızca bir bölümünde gerçekleşir; elektrotlar arasındaki yalıtım aralığının tamamını köprülemez. Yalıtım aralığının tamamını geçen delinmeden farklıdır, ancak tekrarlanması yakındaki filme zarar verebilir.[1]

Vakumla kurutma ve emprenye nasıl birlikte çalışır?

İçinde borulara bağlı kondansatörler bulunan, kapısı açık vakum işlem haznesinin önündeki çalışanlar.
Şekil 2 | Hazne kapısı açık durumdaki vakumlu kurutma ve emprenye ekipmanı.
Yükleme arabasına dizilmiş ve birden fazla boruyla ekipmana bağlanmış kondansatörler.
Şekil 3 | İşlem borularına bağlanan kondansatörlerin bağlantı ayrıntısı.

Vakumla kurutmada gaz dışarı pompalanarak basınç düşürülür. Genellikle kontrollü ısıtma da kullanılarak artık nemin ve boşluklardaki gazın uzaklaştırılması kolaylaştırılır; böylece iç yapı emprenyeye hazırlanır. Yeniden içeri taşınmalarını sınırlamak için yalıtım sıvısındaki nem, parçacıklar ve gaz da önceden giderilmelidir.[2]

Emprenye sırasında hazırlanmış yalıtım sıvısı ince kanallar boyunca katmanların arasına girer ve daha önce gazın bulunduğu boşlukları doldurur. Film yalıtım görevini sürdürür; boşlukların sıvıyla doldurulması yerel yalıtım koşullarının iyileştirilmesine yardımcı olur.[3]

Katmanlar arası boşlukların kavramsal karşılaştırması: A'da filmler arasında gaz dolu boşluklar vardır; B'de erişilebilir boşluklar yalıtım sıvısıyla doludur. Her ikisinde de katı film ve metal elektrotlar bulunur.
A · Gaz dolu boşluklarB · Sıvı dolu boşluklar
Şekil 4 | Gri: elektrotlar; koyu mavi: film; açık mavi: emprenye sıvısı. Boşluklar büyütülmüştür. Bu şema ölçülmüş bir kesit veya emprenye sonrasında kabarcık ve kısmi boşalma olmayacağının garantisi değildir.

Malzemeler ve proses koşulları birbiriyle uyumlu olmalıdır

Sıvının yüzeylere yayılması ve ince kanallara nüfuz etmesi kadar film, elektrotlar ve sızdırmazlık malzemeleriyle uyumu da sonucu etkiler. Sıcaklık, basınç ve bekletme süresi de tasarıma uygun olmalıdır; tek bir vakum değeri sonucu açıklamaz.

Vakumla emprenyenin değeri, kondansatörün iç yalıtım ortamını iyileştirmesidir. Genel güvenilirlik ayrıca malzeme seçimine, yapıya, sızdırmazlığa ve çalışma koşullarına bağlıdır; belirli ürün için doğrulanması gerekir.

Farklı tasarımlar farklı çözümler kullanır: Kuru tip metalize film kondansatörleri farklı yalıtım ve kapsülleme sistemleri kullanır. Sıvı emprenye uygulanmaması tek başına daha düşük kalite anlamına gelmez.

İlgili ürün ve modeller: endüstriyel kondansatör kataloğu

Akademik ve resmî araştırma kaynakları

Bu yayınlar genel mekanizmaları açıklar. Yayınlardaki malzemeler, numuneler ve proses parametreleri, bu site üzerinden tedarik edilen modellerin özellikleri değildir.

  1. 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. Yağ aralığı modelinde kısmi boşalma araştırması.
  2. J. A. Zelik and R. D. Parker (1977): Technological development of cylindrical and flat shaped high energy density capacitors, NASA-CR-135286, printed p. 69. Malzemeleri veya proses ayarlarını aynen benimsemek için değil, eleman kurutma ile sıvı hazırlamayı ayırmak için kullanılmıştır.
  3. O. G. Gnonhoue et al. (2021): Review of Technologies and Materials Used in High-Voltage Film Capacitors, Polymers 13(5), 766, sections 2 and 4. Film yapıları ve emprenye ortamları üzerine bir derleme.