Aislador cerámico de alúmina: Diseña el camino antes de la prueba de tensión

A veces, un fallo en el aislamiento no comienza con un destello de rayo.

Puede empezar como una marca de seguimiento apenas perceptible junto a un agujero o polvo atrapado en una ranura, o una arandela metálica rozando un borde cerámico agrietado. Puede parecer bien en ese momento, pero en ese momento la separación eléctrica no será tan fiable.

El diseño de un aislante cerámico de alúmina debería basarse así en la forma en que debe viajar la electricidad, y no simplemente en una hoja de datos del material.

Articula claramente qué debe separar el aislador

El primer paso es determinar los componentes conductores a ambos lados de la cerámica.

Verifica el voltaje correcto, el voltaje transitorio si lo hay, la corriente de CA o DC, la frecuencia, la temperatura y el entorno, y si es necesario que el aislador también soporte carga mecánica. Una pieza que separa dos terminales en una carcasa seca debe realizar una tarea diferente en comparación con un electrodo que sostiene una pieza cerca de calor, humedad o residuos de proceso.

ProuPCERA'sAislante cerámico de alúminaestá disponible para uso eléctrico, de calefacción, sensores e industrial, como estructuras de múltiples orificios. La geometría final debe seguir basándose en la configuración real del conductor y el montaje.

El aislamiento a granel es una de las muchas barreras

El conjunto completo no es necesariamente seguro si el cuerpo cerámico tiene una alta resistencia dieléctrica.

Es posible que la electricidad se conduzca a través del aire entre conductores o a lo largo de una superficie cerámica contaminada. Por tanto, la separación, la distancia de arrastre, las costillas, las ranuras, la humedad, el polvo y la altitud pueden ser importantes, y tan importantes como el grosor de la pared.

La IEC 60664-1 cubre la distancia de espacio libre y fluencia y/o la coordinación de aislamiento sólido para el equipo de baja tensión al que es aplicable. Estas distancias deben calcularse a partir de las condiciones del sistema, y no simplemente copiarse de otro componente cerámico que no esté relacionado con el problema en cuestión.

La superficie aislante se forma con cerámica. Esta longitud superficial y la protección o limpieza dependerán del diseño del equipo.

Si usas Geometría Multi-Orificio, necesitarás un Mapa de Conductores

El aislador multiorificio es un tipo de aislador que puede colocar varios cables o electrodos en un espacio pequeño. También puede utilizarse para colocar conductores demasiado cerca unos de otros si se considera un ejercicio de perforación.

Para cada agujero escribe:

• el diámetro del conductor;
• potencial eléctrico;
• separación obligatoria;
• dirección de inserción;
• movimiento permitido;
• distancia de borde;
• Acceso a la herramienta de montaje.

El contenido de aislantes de alúmina de ProuPCERA tiene unAislador de alúmina multiorificiocentrándose en el enrutamiento y separación de conductores guiados para conjuntos electrónicos compactos. Estos elementos deben considerarse colectivamente: posición de los agujeros, grosor de la red cerámica y caminos superficiales externos.

Dos agujeros no solo pueden estar dimensionalmente desajustados, sino que también pueden proporcionar un aislamiento inadecuado de las paredes.

Mantén los bordes cerca del conjunto libres de daños

Los mangos cerámicos pueden estar sometidos a compresión, pero también pueden sobrecargarse durante el montaje, provocando tensión local, flexión o impacto.

Puede producirse un punto de concentración de fuerzas en un soporte metálico afilado, arandela o tornillo demasiado apretado. El daño puede manifestarse inmediatamente como una astilla, o la pequeña grieta puede propagarse y crecer bajo ciclos de vibración y temperatura.

Diseño y uso de superficies de contacto controladas, radios y arandelas adecuados o interfaces flexibles según sea necesario. No fuerces una pieza cerámica para compensar la alineación de otros trabajos metálicos.

AnSeparador cerámico de alúminatiene la ventaja de ser más sencillo que un aislante delgado y complejo con múltiples "cargas acordeónicas", donde el uso del aislador es para definir una brecha. De hecho, según ProuPCERA, estos separadores ofrecen tanto aislamiento eléctrico como posicionamiento estructural.

Aportación de diseño	Qué confirmar	Riesgo si falta
Servicio eléctrico	Tensión, frecuencia y transitorios CA/DC	Diseño de aislamiento insuficiente
Conductor layout	Posición, tamaño y potencial eléctrico	Separación insuficiente
Desplazamiento y despeje	Trayectorias superficiales y aéreas	Seguimiento o flashover
Geometría de agujeros	Diámetro, posición y grosor de la red cerámica	Muros débiles o mal enrutado de cables
Montaje mecánico	Superficie de sujeto, fijador y fuerza de ensamblaje	Astillas o grietas ocultas
Condiciones térmicas	Rango de temperatura y velocidad de ciclo	Esfuerzo relacionado con la expansión
Medio ambiente	Humedad, polvo, productos químicos y vacío	Filtraciones o contaminación superficial
Grado cerámico	Pureza de la alúmina y rendimiento requerido	Coste innecesario o material inadecuado
Inspección	Dimensiones, apariencia y pruebas dieléctricas	Aceptación incontrolada
Validación de ensamblador	Carcasa final, conductores y fijadores	El componente pasa pero el sistema falla

Deja que la cerámica y el metal fluyan de forma natural

En cuanto al montaje, la temperatura ambiente no se considera un ajuste a altas temperaturas.

El terminal metálico, la carcasa y los sujetadores tienen tasas de expansión que pueden no igualar las de la alúmina. A medida que el equipo se calienta, un componente cerámico muy restringido podría estar sometido a un esfuerzo creciente, seguido de otro patrón de tensión cuando el equipo se enfría.

Confirma la temperatura de funcionamiento, la velocidad de calentamiento, la velocidad de refrigeración y el número de ciclos. Proporciona un control de posición suficiente para mantener la cerámica libre de bloqueo posicional entre componentes metálicos en expansión.

AnTubo cerámico de alúminapuede utilizarse para crear una manga aislante continua en la protección del conductor o sensor en una zona caliente. A pesar de ello, es necesario que el grosor de la pared, la longitud sin soporte y el soporte final se adapten al entorno térmico y mecánico.

Haz clic en Pureza en el cuadro de Aplicación.

No todos los porcentajes de alúmina más altos son la mejor especificación comercial disponible.

La calidad del material puede afectar a las propiedades eléctricas, estabilidad térmica, propiedades mecánicas, acabado superficial y mecanizabilidad, así como en el coste de la máquina. La selección se basa en el voltaje, la temperatura, la atmósfera, la sensibilidad a la suciedad y las restricciones dimensionales.

Evitar usar requisitos de pureza en lugar de requisitos de rendimiento. Indicar la supervivencia del aislador y la verificación a realizar.

Los agujeros, ranuras, escalones o elementos de montaje pueden personalizarse para cumplir con los requisitos de la aplicación y están disponibles para revisión a partir del plano de ProuPCERA. El presupuesto debe distinguir claramente las superficies de aislamiento críticas de aquellas que pueden requerir solo un control normal de fabricación.

Revisa las superficies que la electricidad puede alcanzar

Un informe dimensional podría verificar el diámetro y la ubicación del agujero, y no el más crítico para el aislamiento.

Busca astillas, grietas, bordes afilados, marcas de molienda, contaminación y residuos conductores en las superficies de trabajo. Vigila detenidamente las estrechas redes cerámicas, salidas de agujeros, áreas de sujeción y superficies que estén entre diferentes potenciales eléctricos.

Los métodos de prueba de resistencia eléctrica a corto plazo de materiales sólidos aislantes se indican en la IEC 60243-1, que incluyen métodos asociados a la ruptura superficial. Los resultados de pruebas de materiales no deben equipararse con la aprobación de la geometría terminada del equipo.

Antes de la producción, acorda si es necesario realizar pruebas dieléctricas, dimensionales, de apariencia o muestreo por lotes.

Ensamblaje completo, validar.

No es posible replicar interfaces metálicas, cableado, contaminación y calor en el producto terminado con un aislador cerámico suelto.

Prueba los conjuntos típicos con conductores de producción, fijadores y recubrimientos. Cuando sea relevante, añadir la condición de voltaje necesaria, ciclos de temperatura, exposición a contaminación/humedad y vibraciones mecánicas.

Comprobación posterior de pruebas:

• seguimiento en superficie;
• pruebas de flashover;
• Cualquier grieta o astilla en el borde;
• los conductores aflojados;
• reducción de distancias;
• decoloración o depósitos;
• Modifica la disposición de los puntos.

No se trata solo de demostrar aislamiento por alúmina. De demostrar que el diseño final proporciona suficiente separación entre los componentes conductores durante un ciclo de vida.

Conclusión

Un aislador cerámico de alúmina es eficaz para proporcionar la misma protección eléctrica en los límites por su material, forma e instalación.

Primero, el voltaje y la ubicación de los conductores. Luego observa el fluenciamiento, el espacio, el espaciado de los agujeros, la sujeción y el movimiento térmico y el estado de la superficie. Sin embargo, incluso una pieza cerámica de alta pureza no supera el problema de una fuga descontrolada o un detalle de montaje que daña gradualmente la pieza.

Incluye un plano, mapa de conductores, voltaje de funcionamiento, requisitos de temperatura, carga mecánica, entorno e inspección que se enviarán al proveedor. Esa información proporciona un aislador más fiable que la información de "alúmina de alta calidad" por sí sola.

Preguntas frecuentes

P1. ¿El aislante cerámico de alúmina es qué?

Una pieza de alúmina para separar y soportar partes conductoras. También puede servir como soporte térmico, de posicionamiento y mecánico.

P2. ¿Cuál es la diferencia entre un aislador y un aislador?

Los términos se utilizan de manera similar cuando se trata de obtener componentes cerámicos. En un sistema eléctrico, "aislador" también puede referirse a un dispositivo de desconexión y es importante especificar el dibujo y la aplicación.

P3. ¿Es adecuada la cerámica alúmina para usarse a altas temperaturas?

La alúmina tiene muchas aplicaciones en aplicaciones eléctricas de alta temperatura. Dependerá del ciclo de temperatura, la atmósfera, el esfuerzo de acumulación y la calidad del material.

P4. ¿Por qué ocurre grieta en aisladores cerámicos durante el montaje?

Las causas más comunes son diferentes sujeciones, impactos, sujeciones desalineadas, contacto metálico agudo y desajuste de la expansión térmica. El diseño de montaje no debe tener tensión concentrada.

P5. ¿Qué necesitas saber para averiguar un presupuesto?

Grado del material, dibujo, voltaje, disposición del agujero, tamaño del conductor, temperatura, método de montaje, dimensiones críticas, cantidad y requisitos de inspección.