Oplossingen voor gedeeltelijke ontlading in hotrunner-systemen zijn onder meer: het optimaliseren van de verdeling van het elektrische veld om het ‘tip-effect’ te elimineren, het verbeteren van de kwaliteit en de afdichtingsintegriteit van isolatiematerialen, het versterken van de controles over productie- en assemblageprocessen, het implementeren van online monitoring- en vroegtijdige waarschuwingssystemen, en het vervangen of repareren van componenten waar al ontlading heeft plaatsgevonden. Onder deze maatregelen vormen preventief ontwerp en het gebruik van hoogwaardige materialen- de fundamentele oplossingen voor de lange- termijn.
1. Optimaliseer de elektrische veldverdeling om het ‘tipeffect’ te elimineren
Concentratie van elektrische velden is de belangrijkste trigger voor gedeeltelijke ontlading en moet worden beheerst door middel van een structureel ontwerp.
Afschuinen van geleiderranden: Breng gladde afschuiningen aan (met een straal R groter dan of gelijk aan 0,5 mm) op metalen onderdelen-zoals de elektrodekernen van verwarmingsstaven en bedradingsterminals-om te voorkomen dat scherpe randen corona-ontlading veroorzaken.
Ontwerp voor spanningsvereffening: Installeer afschermingsringen of spanningsvereffeningskappen in gebieden met een hoge elektrische veldsterkte om een uniforme verdeling van het elektrische veld te garanderen.
Vergroot de kruipafstand: Ontwerp de lengte van isolatiepaden op de juiste manier om te voldoen aan de vereisten van de IEC 60664-norm, waardoor het risico op oppervlakte-ontlading wordt verminderd.
Praktische aanbeveling: Neem elektrische veldsimulatie op (bijvoorbeeld met behulp van ANSYS Maxwell) tijdens de initiële ontwerpfase van nieuwe mallen om regio's met een hoge-veld- vroegtijdig te identificeren en het ontwerp dienovereenkomstig te optimaliseren.
2. Verbeter de kwaliteit van het isolatiemateriaal en de integriteit van de systeemafdichting
Het selecteren van hoogwaardige isolatiematerialen- en het garanderen van de algehele afdichting van het systeem zijn cruciale stappen bij het elimineren van de omstandigheden voor lozing bij de bron.
Gebruik materialen met een hoge diëlektrische sterkte:
Geef bij verwarmingsstaven voorrang aan keramische isolatie (kern van magnesiumoxide) of een dubbel-laagse siliconen inkapselingsstructuur, die spanningen van groter dan of gelijk aan 3000 V kan weerstaan.
Gebruik voor kabels kruis-verbonden polyethyleen (XLPE) of siliconenrubber isolatielagen, die uitstekende weerstand bieden tegen veroudering en hoge temperaturen.
Verbeter de vochtbestendigheid van het systeem:
Selecteer connectoren met beschermingsgraad IP67 of hoger.
Gebruik voor aansluitdozen een afdichtingsstructuur met O--ringen gecombineerd met vergrendelingsmechanismen met schroefdraad; waar nodig RTV-siliconenrubber-inkapseling aanbrengen.
Trend in de branche: Hoog-end hotrunnersystemen hebben steeds vaker volledig afgedichte, onderhoudsvrije- ontwerpen aangenomen, waardoor het aantal gedeeltelijke ontladingen aanzienlijk wordt verminderd.
3. Versterk de controles op het productie- en assemblageproces
Minutieuze defecten binnen het productieproces kunnen dienen als aanzet voor deelontlading; daarom moeten ze strikt worden gecontroleerd.
Schone werkomgeving: zorg voor een stof{0}}vrije omgeving met een lage- luchtvochtigheid (RH < 60%) in de montageruimte om het binnendringen van stof en metaalresten te voorkomen.
Gestandaardiseerd oppotproces: Gebruik bij het oppotten met siliconen een combinatie van vacuümontgassing en langzame injectie om resterende luchtbellen te voorkomen.
Controle van het bevestigingsmoment: Gebruik een momentsleutel bij het installeren van connectoren om scheuren in het keramische substraat als gevolg van te strak aandraaien of slecht elektrisch contact veroorzaakt door te weinig aandraaien te voorkomen.
Kwaliteitscontrole: Voer tests voor gedeeltelijke ontlading (PD) uit vóór verzending om ervoor te zorgen dat de ontladingsniveaus onder 5 pC blijven bij 1,2 maal de nominale spanning.
4. Implementeer online monitoring- en vroegtijdige waarschuwingssystemen voor gedeeltelijke ontslag
Implementeer realtime monitoringsystemen- op kritieke productielijnen om vroegtijdige detectie en snelle oplossing van fouten mogelijk te maken.
Sensorimplementatie:
Installeer hoogfrequente stroomtransformatoren (HFCT's) op hoofdstroomleidingen om continu ontladingssignalen op te vangen.
Plaats Ultra-Hoogfrequente (UHF)-sensoren op openingen in aansluitdozen om elektromagnetische straling op te vangen.
Gegevensanalyse en alarmering:
Maak gebruik van edge computing om ruis weg te filteren en gebruik AI-algoritmen om specifieke soorten gedeeltelijke ontlading te identificeren.
Set a threshold of >10 pC om visuele en hoorbare alarmen te activeren, terwijl tegelijkertijd de bron van de ontlading wordt vastgesteld.
Toepassingsvoorbeeld: Na de implementatie van een monitoringsysteem voor gedeeltelijke ontlading op zijn spuitgietlijn constateerde een fabrikant van auto-onderdelen een vermindering van 60% in het aantal ongeplande vervangingen van verwarmingselementen.
5. Reparatie en vervanging van onderdelen die gedeeltelijke ontlading vertonen
Bij onderdelen die tekenen van gedeeltelijke ontlading vertonen, is onmiddellijk ingrijpen vereist om verdere achteruitgang te voorkomen.
Kleine ontlading (ontladingsniveau: 5–10 pC):
Demonteer en inspecteer de losplaats en strijk eventuele scherpe randen glad.
Vul na het reinigen eventuele luchtspleten op met epoxyhars met hoge-diëlektrische-sterkte of RTV-siliconenkit. Ernstige ontlading (ontladingsgrootte > 10 pC of er heeft carbonisatie plaatsgevonden):
Vervang het verwarmingselement, de kabel of de connector onmiddellijk;
Voer na vervanging opnieuw-de isolatieweerstands- en gedeeltelijke ontladingstests uit om er zeker van te zijn dat het systeem weer in goede staat verkeert.
Veiligheidswaarschuwing: Het is ten strengste verboden om verkoolde isolatiecomponenten te "repareren en opnieuw te gebruiken", aangezien dit een aanzienlijk veiligheidsrisico met zich meebrengt.
