고-전압 부분방전 및 진동 고장 분석|캡슐화 통찰력

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기계적 진동은 고전압 전자 장치 설계에서 부차적인 문제로 처리되는 경우가 많습니다-. 그러나 자동차, 산업 및 에너지 응용 분야의 현장 오류는 진동이 견고한 캡슐화 시스템과 결합될 때 유전체 열화를 크게 가속화할 수 있음을 보여줍니다.
이 문서에서는 기본 메커니즘과 캡슐화 재료 동작이 장기적인 시스템 안정성에 중요한 역할을 하는 이유를 설명합니다.-

주요 시사점(경영 요약)

기계적 진동은 매우 중요하지만 고전압 전자 장치의 유전체 결함을 유발하는 요인으로 종종 과소평가되기도 합니다-
견고한 캡슐화 시스템은 진동-으로 인한 응력을 증폭시켜 부분 방전 위험을 증가시킬 수 있습니다.
탄성 캡슐화 소재는 기계적 에너지를 재분배하고 -장기 유전체 동작을 안정화하는 데 도움이 됩니다.
캡슐화 재료 선택은 순전히 기계적인 선택이 아닌 시스템{0}}수준의 신뢰성 결정으로 처리되어야 합니다.

고전압 전자 장치에서 진동이 중요한 이유-

전기 자동차, 산업 자동화 시스템, 재생 에너지 변환기, 데이터 센터 전원 공급 장치 등 지속적인 기계적 진동에 노출되는 환경에 고전압 전자 어셈블리가 점점 더 많이 배치되고 있습니다.

단기적인-기계적 충격과 달리장기-진동은 시간이 지남에 따라 단열재 및 구성 요소 인터페이스와 상호 작용하는 주기적 응력을 유발합니다.. 전기 설계 여유가 충분해 보이더라도 진동은 캡슐화된 어셈블리 내의 응력 분포를 점차적으로 변경할 수 있습니다.

진동-유도 유전 파괴란 무엇입니까?

절연 시스템이 더 이상 전체에 가해지는 전기장을 견딜 수 없을 때 유전 장애가 발생합니다. 진동 하에서 이 과정은 종종즉각적이기보다는 점진적으로.

주요 기여 요인은 다음과 같습니다.

부품 및 권선의 미세한-움직임
강성 재료 인터페이스에서의 응력 축적
개시미세한-균열다음으로 이어지는부분방전(PD).
주기적 부하 하에서 유전체 무결성의 점진적인 저하

이러한 메커니즘은 왜 많은 오류가 발생하는지 설명합니다.연장 작업 후, 초기 자격 테스트 중에는 그렇지 않습니다.

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그림 1.c캡슐화 레이어가 고전압 전자 장치의 기계적 진동 및 내부 유전체 동작과 어떻게 상호작용하는지에 대한 개념적 예시입니다.-

진동 스트레스를 부분 방전 위험에 연결

견고한 캡슐화 재료에 진동으로 인해 미세한 균열이 발생하면 이러한 작은 공극이 부분 방전이 발생하는 장소가 됩니다. 시간이 지남에 따라 PD는 주변 물질을 침식하여 결국 완전한 절연 파괴를 초래합니다.

견고한 캡슐화가 진동 응력을 전달할 수 있는 이유

견고한 캡슐화 재료는 기계적 강도와 위치 안정성을 위해 선택되는 경우가 많습니다. 그러나 진동과 열 순환에서는 강성이 단점이 될 수 있습니다.

탄성 대안과 달리 견고한 구조는 진동 에너지를 부품 가장자리에 직접 전달하는 경향이 있어 국부적인 응력 집중을 초래하고 인터페이스 박리 위험을 증가시킵니다.

인터에서의 스트레스 집중에이스

진동 에너지를 흡수할 수 없으면 부품 가장자리와 인터페이스로 직접 전달됩니다. 시간이 지남에 따라 국부적인 응력 집중이 발생하여 미세-균열 발생 및 유전체 열화 위험이 증가합니다.

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그림 2.기계적 진동 하에서 탄성 캡슐화의 응력 재분배와 강성 캡슐화의 응력 집중 비교.

장기간-진동 시 캡슐화 재료의 거동

단순한 강성이나 부드러움을 넘어, 캡슐화 재료는 기계적 에너지가 내부 시스템 동작과 상호 작용하는 방식에 영향을 미칩니다. 탄성 특성을 지닌 재료는 진동 에너지를더 넓은 볼륨으로 재배포, 국부적인 응력 피크를 줄입니다.

기계적 강도를 고려하여 단단한 재료(예: 특정 에폭시)를 선택하는 경우가 많지만 부품 인터페이스에 국부적인 응력 집중이 발생할 수 있습니다. 이와 대조적으로 탄성 시스템은 진동-으로 인한 미세-균열 형성을 완화하여 연장된 서비스 수명 동안 기계적 및 전기적 성능을 모두 안정화하는 데 도움이 됩니다.

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그림 3.응력 재분배 동작 예시: 탄성 캡슐화 층이 기계적 진동을 흡수하고 고전압 어셈블리에서 내부 유전체 성능을 안정화하는 방법-

진동이 발생하기 쉬운-애플리케이션에 대한 설계 고려 사항

고전압 전자 장치의 캡슐화 전략을 평가할 때{0}}글로벌 엔지니어링 팀에서는 다음 사항을 점점 더 고려하고 있습니다.

기계적 진동을 흡수하고 재분배하는 능력
유전체 성능의 장기-안정성
열 순환 및 재료 인터페이스와의 호환성
난연제 및 안전 표준 준수-
따라서 캡슐화 재료 선택은 다음과 같습니다.시스템-수준 안정성 결정, 기계적인 것이 아닙니다.

엔지니어링 자원 및 재료 평가

지속적인 진동에 노출되는 애플리케이션의 경우,탄력 있는 난연성-캡슐 시스템기계적 적합성과 전기 절연 성능의 균형을 맞추기 위해 종종 채택됩니다.

강성에만 의존하는 대신 이러한 시스템은 시간이 지남에 따라 응력 상호 작용을 관리하는 데 중점을 두고 -고전압 환경에서 장기적인 유전 신뢰성을 지원합니다-.

이 문서에서 설명한 응력{0}재분배 원칙에 부합하는 실용적인 재료 솔루션을 탐색하는 엔지니어링 팀의 경우 인증된 탄성 시스템에 대한 기술 문서를 검토할 수 있습니다.

H3: 기술 사례 참조 및 재료 성능

재료 특성이 이러한 실패 모드를 어떻게 완화하는지 이해하기 위해 엔지니어는 종종 다음과 같은 탄성 시스템을 평가합니다.🔗 SFY-161 RTV 실리콘 포팅 컴파운드. 이 재료는 탄성 실리콘 네트워크가 기계적 에너지를 재분배할 수 있는 방법에 대한 기준선 역할을 합니다.

절연 신뢰성: 19KV/mm(표준 조건에서 테스트)의 높은 절연 강도를 유지하여 장기간의 진동에도 절연 성능을 안정화합니다-.
장기-안정성: 낮은-모듈러스 네트워크는 부분 방전의 주요 원인인 미세 균열의 시작을 방지하도록 특별히 설계되었습니다.
규정 준수: UL 94 V-0 난연제 및 IATF 16949 품질 시스템에 따라 제조되었습니다.(참고: 절연 강도는 조립 형상 및 주파수에 따라 달라질 수 있으므로 엔지니어링 경감 요인을 적용해야 합니다.)