De specifieke effecten van gedeeltelijke ontlading op hotrunnersystemen zijn onder meer: het versnellen van de veroudering van isolatiematerialen; het teweegbrengen van carbonisatie waardoor geleidende routes ontstaan; het genereren van hotspots met hoge- temperaturen die leiden tot doorbranden van componenten; en het uitzenden van elektromagnetische interferentie die de nauwkeurigheid van de temperatuurregeling in gevaar brengt. Uiteindelijk kan dit leiden tot defecten aan het verwarmingselement, uitschakeling van het systeem of zelfs veiligheidsincidenten.
1. Versnelde veroudering en afbraak van isolatiematerialen
De hoog{0}}elektronen, ultraviolette straling en reactieve gassen (zoals ozon en stikstofoxiden) die worden gegenereerd door gedeeltelijke ontlading eroderen voortdurend isolerende media-zoals mica en siliconen-waardoor hun chemische bindingen scheuren en hun moleculaire structuren worden afgebroken.
Verschijnselen: De isolatielaag wordt broos, delamineert en verliest zijn elasticiteit.
Gevolgen: de diëlektrische sterkte neemt af, waardoor omstandigheden ontstaan die bevorderlijk zijn voor daaropvolgende ontladingen op grotere schaal-.
Belangrijk mechanisme: Ozon dat tijdens het ontladingsproces wordt gegenereerd, combineert met vocht om bijtende vloeistoffen op salpeterzuur-basis te vormen, die het oppervlak van de isolator verder eroderen, waardoor een vicieuze cirkel ontstaat.
2. Vorming van verkoolde kanalen, waardoor permanente kortsluiting ontstaat
Continue gedeeltelijke ontlading veroorzaakt microscopisch kleine verkoolde plekken in het isolatiemateriaal; deze plekken breiden zich geleidelijk uit en verbinden zich met elkaar om "elektrische boom-achtige" geleidende paden te vormen.
Verschijnselen: Isolatieweerstandswaarden fluctueren of ondergaan een geleidelijke achteruitgang die zelfs na droging niet kan worden hersteld.
Gevolgen: Uiteindelijk ontstaat er een stabiel lekpad, met als gevolg een kortsluiting tussen het verwarmingselement en de metalen behuizing van de matrijs.
Typisch scenario: Gedeeltelijke ontlading treedt vaak op in de luchtspleet tussen het verwarmingselement en de metalen behuizing van de mal als gevolg van geconcentreerde elektrische velden; daaropvolgende geleidelijke carbonisatie leidt tot permanent falen van de isolatie.
3. Gelokaliseerde oververhitting, waardoor componenten doorbranden
Hoewel de energie die vrijkomt bij een enkele ontlading minieme, hoge- frequentie is, kunnen herhaalde ontladingen warmte accumuleren binnen een microscopisch klein gebied, waardoor plaatselijk hoge temperaturen ontstaan (die mogelijk enkele honderden graden Celsius kunnen bereiken).
Manifestaties: Het verwarmingselement vertoont plaatselijk zwart worden of ablatie, en de interne kerndraad kan zelfs smelten en versmelten.
Gevolgen: Dit beschadigt niet alleen de getroffen verwarmingszone, maar kan ook de temperatuurregelmodule beschadigen als gevolg van de piek van de kortsluitstroom-.
Escalerend risico: De hoge temperaturen versnellen ook de afbraak van omringende plastic materialen, waardoor koolstofstof ontstaat dat de isolatieprestaties verder verslechtert.
4. Elektromagnetische interferentie: compromitterende stabiliteit van het besturingssysteem
Het proces van gedeeltelijke ontlading gaat gepaard met hoogfrequente elektromagnetische pulsen (die frequenties tot enkele honderden MHz kunnen bereiken), die de temperatuursensoren en regelsignalen in het hotrunnersysteem kunnen verstoren.
Manifestaties: onregelmatige temperatuurmetingen op de temperatuurregelaar, falen van de PID-regeling, vals alarm of ongeplande uitschakelingen.
Gevolgen: Gecompromitteerde stabiliteit van het spuitgietproces, wat leidt tot productdefecten zoals korte opnames of flits.
Verraderlijke aard: Dit soort interferentie wordt vaak ten onrechte gediagnosticeerd als een ‘fout in de temperatuurregeling’, terwijl de oorzaak in werkelijkheid ligt in problemen met de elektrische isolatie.
5. Kortere levensduur van apparatuur en hogere onderhoudskosten
Gedeeltelijke ontlading fungeert als een proces van "chronische erosie"; de cumulatieve effecten ervan kunnen de levensduur van verwarmingselementen, kabels en connectoren aanzienlijk verkorten.
Verschijnselen: Componenten die oorspronkelijk zijn ontworpen om 5 tot 8 jaar mee te gaan, kunnen na slechts 2 tot 3 jaar gebruik regelmatig defect raken.
Gevolgen: Een toename van de frequentie van ongeplande shutdowns. Hoewel de kosten voor het vervangen van een enkel verwarmingselement misschien maar een paar honderd yuan bedragen, kunnen de daarmee gepaard gaande verliezen-als gevolg van schimmelveranderingen en systeemfoutopsporing-tienduizenden yuan bedragen.
Consensus van de industrie: Wanneer niveaus van gedeeltelijke lozingen van meer dan 10 pC worden gedetecteerd, wordt dit beschouwd als indicatief voor schadelijke lozingen die onmiddellijke aandacht vereisen.
