적층 버스바 부분방전: 원인, 시험, 설계

부분방전 (PD) 은 IEC 60270 클로즈 3.1에서 도체 사이 절연을 부분적으로만 브릿지하는 로컬라이즈드 전기 방전으로 정의됩니다. 실제로는 1 마이크로초보다 짧은 펄스로 나타나며, 절연 내부 또는 서페이스 로컬 전기 스트레스 컨센트레이션에 의해 유발됩니다.

그 자체로, 인터미턴트 방전은 즉시 아무것도 데미지하지 않습니다. 문제는 큐뮬러티브합니다: 약 10 pC 이상 연속 부분방전은 시간에 걸쳐 절연을 이로드하며, 엔드 포인트는 서비스에서 쇼트 서킷으로 턴할 수 있는 유전체 강도의 그래뉴얼 로스입니다. 이것이 PD가 옵셔널 측정이 아니라 설계 타겟이자 프로덕션 시험으로 트리트되는 이유입니다.

3 가지가 PD를 캐치하기 어렵게 만듭니다. 인비저블합니다: 방전 자체가 1 마이크로초 미만 지속하므로 파워드업 부품에서 볼 수도, 들을 수도, 느낄 수도 없습니다. 슬로우합니다: 첫 마이크로방전과 임의 측정가능 디그레이데이션 사이 몇 달 또는 몇 년이 경과합니다. 큐뮬러티브합니다: 각 부분 이벤트가 절연에 더 많은 카본 채널을 에치하여 트래킹 패스가 레이어를 브릿지할 때까지. 유일 프랙티컬 리스폰스는 프로덕션 시험 중 측정 플러스 방전에 스타팅 포켓을 주지 않는 스택 설계입니다.

정의는 오퍼레이셔널하게 중요합니다. PD 펄스가 절연을 풀 브레이크가 아니라 부분 브릿지하므로, hipot 또는 내전압 시험은 그것을 디텍트하지 못합니다: 부품은 2.5 kV 내전압 시험을 클린 패스하면서도 프로브 하 1.2 kV에서 방전할 수 있습니다. PD 측정은 별도 인스트루먼트로, IEC 60270에서 정의된 펄스 밴드에 튜닝되며, 아웃풋은 패스/실패 전압이 아니라 피코쿨롱 (pC) 단위 측정 차지 레벨입니다. 파워일렉트로닉스 엔지니어에 대해, 프랙티컬 질문은 버스바가 방전할 수 있는지 여부가 아니라 스택 어디에서 방전이 시작하는가입니다. 적층 컨스트럭션 전체에 처음이면, 당사 적층 버스바 설계 가이드에서 시작하세요.

플렉서블 필름과 리지드 보드 절연은 인터페이스 갭에 매우 센서티브합니다, 두 절연 레이어 사이 또는 절연과 도체 사이 모두. 그 갭은 에어로 필. 에어는 유전체 시스템에서 가장 위크 링크이며, 그 유전 강도는 압력에 의존하고, 압력은 고도에 의존합니다. 모든 트랩드 버블은 후보 방전 사이트입니다.

포켓은 정확히 어디에 사는가? 전형 3 곳: 라미네이션 프레셔가 글루 레이어를 완전 웻하지 않은 2 유전체 필름 사이; 필름이 펀치 프로파일 랩해야 하는 필름과 도체 컷 엣지 인터페이스; 지오메트리가 필름을 벤드 스트레인 포스하는 스루홀과 단자 윈도 주변. 프로덕션 컨트롤은 3 모두를 타겟합니다: 클린 머티리얼 프랩, 컨트롤드 라미네이션 온도 압력, 컷 유전체 엣지를 클로즈하는 엣지 실링.

전압 클래스가 이것을 얼마나 진지하게 받는지 세팅하며, 오토모티브 대 인더스트리얼 스플릿이 리지드 인터레이어 보드가 전혀 필요한지 결정합니다:

프로덕션 사이드 컨트롤은 지오메트리만큼 중요합니다. 레이업 전 클린 도체 프랩, 프레셔 하 컨트롤드 글루 액티베이션, 유전체 두께를 공차 내 홀드하는 라미네이션 레시피가 좋은 드로잉을 모두 패스하는 부품으로 만드는 것입니다. 제로 에어 갭 위해 설계된 스택은 제로 에어 갭으로 빌드되어야 합니다; 이것이 당사 버스바 DFM 리뷰 서비스가 버블 트래핑 가장 가능성 높은 지오메트리를 툴링 전 플래그하는 이유입니다. 그 스플릿은 많은 제품 디시전을 드라이브합니다: 당사 고전압 컨버터용 파워일렉트로닉스 적층 버스바는 리지드 인터레이어 절연 + 실링 플렉서블 필름을 사용하며, 저전압 부품은 필름 단독에 의존합니다. 귀사가 어떤 클래스로 설계하든, 룰은 동일합니다: 에어 갭을 엘리미네이트, 왜냐하면 스택에 남은 모든 갭이 PD가 시작할 수 있는 곳이기 때문.

적층 버스바 엔지니어링 프랙티스는 스트레이트포워드합니다: 모든 피니시드 부품에서 부분방전을 검증하고, 노미널 동작 전압보다 높은 시험 전압에서도 10 pC 아래 유지. 저전압 오토모티브 버스바에 대해, 최대 시험 전압은 전형 2.5 kV AC 또는 3.7 kV DC로, 부품이 차량에서 보게 될 모든 것보다 훨씬 위에서 측정되므로, 클린 결과가 전체 라이프사이클에 걸쳐 마진을 줍니다.

프로덕션 PD 시험은 실제로 어떻게 생겼는가? 버스바가 벤치에 앉고, 시험 전압이 어그리드 레벨까지 스무스하게 라이즈하며, 측정 회로가 모든 방전 펄스의 겉보기 차지를 리드합니다. 클린 결과는 한 번의 싱글 숫자가 아닙니다: 인시피언트 트래킹을 인디케이트하는 그로잉 펄스 트레인 없이, 풀 시험 듀레이션 동안 어셉턴스 스레숄드 아래 안정 리딩 유지. 당사는 또한 노미널 위 전압에서 체크를 런하는데, 동작 전압에서 컴포터블해 보이는 마진이 절연이 에이지함에 따라 패스트하게 베니시하기 때문.

왜 10 pC 숫자인가? 스레숄드 아래 인터미턴트 방전은 서비스 수명에 걸쳐 본질적으로 해롭지 않습니다; 그 위 연속 방전은 측정가능 레이트로 이로션을 액셀러레이트합니다. 10 pC 레벨은 인더스트리가 벤인과 데미징 사이에서 컨버지한 바운더리이며, 동작 전압보다 훨씬 위 시험은 부품이 수십 년에 걸쳐 축적하는 디펙트에 대해 마진을 증명하는 방법입니다: 라미네이션 웨어에서 온 마이크로보이드, 습기에서 에이징 씰, 서페이스에 포밍하는 연면 패스.

당사 프로덕션 라인에서, 모든 로트는 인하우스 QC를 패스합니다: hipot, 절연 저항, 치수 체크, 비주얼 인스펙션, 연속성, 고전압 체크의 일부로 부분방전 검증. 배치 시험 기록이 보존되며, 컨포머런스 증명서 플러스 PPAP 스타일 문서는 요청 시 이용 가능. 당사 인하우스 적층 버스바 시험 프로세스에서 프로세스를 더 읽을 수 있습니다.

버스바는 크리티컬 전계에 대항 설계되어야 하며, 이는 전압 나누기 거리입니다. 당사가 워크하는 룰 오브 썸플은 도체 서브어셈블리 사이 kV당 약 1 mm 리지드 절연이며, 전형 리지드 애자 두께는 1-6 mm, 커먼은 글래스 리인포스드 폴리에스터 보드입니다.

워크드 예: 3000 V DC 견인 서플라이는 최대 동작 전압 4800 V 근처이며, 도체 사이 5 mm 리지드 애자를 포인트합니다. 최대 동작 전압이 높을수록, 레이어 사이 리지드 절연이 더 두껍습니다.

• 라미네이션 스택에서 에어 갭을 엘리미네이트; 필름과 도체 사이 트랩드 버블 없음.
• 플렉서블 필름은 도체 엣지와 스루홀을 완전 실링해야 하며, 씰은 귀사가 보게 될 익스트림 대기 조건 하 홀드해야 합니다.
• 연면이 중요하면 스탠다드 PET 같은 굿 CTI 필름을 사용; 푸어 비교트래킹지수 머티리얼은 필요 연면 거리를 약 더블할 수 있습니다.
• 1000 V 이상에서는, 연면과 공극을 PD 타겟과의 코디자인으로 트리트; 독립이 아님.

2 머티리얼 디테일이 조용히 결과를 도미넌트합니다. 첫째, CTI: 필름의 비교트래킹지수가 프리 단자 사이 필요 연면을 디시전합니다. 스탠다드 PET 같은 굿 CTI 머티리얼 대 폴리이미드 같은 푸어 CTI 머티리얼에서, 필요 연면 거리는 전형 더블하며, CTI는 1000 V 넘어 크리티컬 파라미터가 됩니다. 폴리이미드는 하이온도 정격에도 불구하고, 이유로 전체 약 600 V 아래에만 적합. 둘째, 엣지 실링: 고도 또는 습기에서 오픈하는 씰은 인스턴트 에어 포켓.

유전체 초이스 (PET, Nomex, 에폭시 필름) 는 또한 어셈블리의 열등급을 세팅합니다; 당사 가이드 적층 버스바 유전체 초이스 참조. 저인덕턴스 버스바 설계와의 텐션에 주의하세요: 더 씬 인터레이어 절연은 인덕턴스를 임프로브하지만 PD 마진을 워든. 당사가 릴리즈하는 모든 고전압 버스바는 둘 사이 네고시에이티드 밸런스입니다.

에어 포켓은 해수면에서도 충분히 나쁩니다; 고도에서 더 워섬. 가스의 브레이크다운 전압은 Paschen 법칙을 따르며, 이는 압력과 전극 갭의 곱 p·d의 함수입니다. 에어에 대해, 브레이크다운 강도는 해수면 압력에서 약 3.1 kV/mm, 0.5 bar에서 약 2.0 kV/mm로 폴, 약 5500 m 고도, 그리고 더 위로 더 로우.

2 컨시퀀스 팔로우합니다. 첫째, 장비의 트랜지언트 전압이 동작 고도에서 에어 브레이크다운 전압을 초과하면, 연면과 공극 거리가 레스펙티드되지 않는 한 플래시오버가 발생. 이것은 인스톨이 아니라 설계 페이즈에서 컴펜세이트해야 합니다. 둘째, 프로토타입과 프로덕션 부품은 고도를 어카운트하는 코렉티드 시험 전압으로 전기 시험해야 하며, 그렇지 않으면 시험이 펄스 컨피던스를 줍니다.

설계 리스폰스는 3 파트입니다. 귀사가 보게 될 가장 로우 압력에 치수 계산된 연면과 공극 거리를 레스펙트, 쇼룸 고도가 아니라. 감소된 유전 강도를 어카운트하는 코렉티드 시험 전압에서 프로토타입과 프로덕션 부품을 테스트하여, 마운틴에서 타입 시험이 리얼리티와 어그리하게. 그리고 전류를 디레이트, 왜냐하면 씬 에어가 더 워스하게 쿨링하고 더 워스하게 인슐레이트하기 때문; 컴포넌트는 전형 2000 m 넘어 두 카운트 모두 디레이트. 귀사 장비가 마운틴탑 솔라 팜에 살거나 무가압 마운팅 포지션이 있는 견인 컨버터에 있으면, 견적 요청에서 고도를 알려주세요. 1600 VDC로 푸시하는 그리드티드 컨버터에 대해, 당사 솔라 윈드 인버터 버스바 페이지 참조.

PD 컨트롤 버스바는 노미널 전압이 아니라 워스트 케이스에 대항 설계됩니다. 아래를 당사에 보내주시면 당사는 임의 툴링 컷 전에 절연, 씰 설계, 시험 플랜을 귀사와 함께 치수 계산하겠습니다:

• 노미널 및 최대 동작 전압, 플러스 예상 트랜지언트 과전압.
• 동작 고도와 워스트 케이스 압력 조건.
• 필요 PD 어셉턴스 레벨과 시험 전압, 예: 2.5 kV AC에서 10 pC 아래.
• 환경의 오염도와 습기 클래스.
• 필요 디레이팅 마진을 드라이브하는 예상 서비스 수명.

또 하나 프랙티컬 노트: 귀사 시스템이 약 1000 V 이상 런하면, PD 설계를 초기 조인트 익서사이즈로 트리트. 메카니컬 레이아웃이 프로즌된 후 연면 거리를 체인지하거나 리지드 애자를 추가하는 것은 툴링 리컷을 의미합니다; DFM 스테이지에서 라이즈하는 것은 코스트가 들지 않습니다. 결과 디펜스는 3 레이어이며 스택됩니다: 리지드 절연 두께로 크리티컬 필드를 다운 설계; 방전에 스타팅 포켓을 거부하는 머티리얼, 굿 CTI 필름, 실링 엣지를 초이스; 측정 PD가 리밋 아래 머무는 것을 모든 로트에서 증명. 임의 레이어를 스킵하면 다른 것들이 모든 리스크를 단독 캐리합니다.

온도는 여기에 다이렉트 타이: 스트레스드 절연이 핫 런하면 더 패스트 에이지하며, 당사 버스바 열관리 가이드는 고도와 인클로저용 허용 전류 디레이팅을 포함한 수명 매스를 커버합니다. 이것은 풀 아크를 커버합니다: 메커니즘, 기준, 시험, 설계, 고도, 당사가 필요로 하는 인풋. 위 중 아무것이 귀사 스택에 대해 질문을 라이즈하면, 첫 아티클 후가 아니라 DFM에서 라이즈하세요. 레디면, 당사 엔지니어링 컨택 통해 드로잉을 DFM 리뷰용으로 당사에 보내세요; 당사는 영업일 1일 이내 리스폰스합니다.