Visualizzazioni: 0 Autore: Editor del sito Publish Time: 2025-06-26 Origine: Sito
I laminati termoinestri svolgono un ruolo fondamentale nell'isolamento elettrico tra le industrie, da Avionics aerospaziale ai quadri di potenza. Mentre i test di resistenza dielettrica a breve termine convalidano la qualità del materiale, non riescono a prevedere come i laminati si comportano sotto lo stress elettrico continuo. Il test di fatica dielettrica colpa questo divario, rivelando come le tensioni ripetute erodono nel tempo le prestazioni isolanti.
La resistenza dielettrica è il campo elettrico massimo che un materiale può sopportare prima della rottura. Dipende da:
Spessore del materiale: i laminati più spessi generalmente resistono a tensioni più elevate.
Temperatura: le temperature elevate accelerano la rottura.
Durata dell'esposizione alla tensione: lo stress prolungato può innescare affaticamento a tensioni al di sotto dei limiti di breve durata.
Umidità e ambiente: l'ingresso di umidità riduce le prestazioni dielettriche.
Forma d'onda di tensione: AC vs. DC e armoniche di frequenza influenzano il degrado.
Geometria dell'elettrodo: le concentrazioni del campo di superficie dipendono dalla forma e dalla spaziatura dell'elettrodo.
Scopo: controllo di qualità rapida.
Standard: procedura ASTM D149, applicazione di 10 kV/s fino al fallimento.
Risultato: tensione di rottura istantanea.
Scopo: valutare la resistenza sotto stress prolungato.
Metodo: applicare percentuali fisse (85 %, 70 %, 60 %, 55 %, 50 %, 45 %) della tensione di rottura a breve termine e tempo record di rottura.
Insight: identifica soglie di tensione al di sotto delle quali materiali possono durare giorni o settimane.
Preparazione del campione:
Tagliare le placche da 6 ″ × 6 ″, spesso 0,062 ″.
Asciugare a 220 ° F per 1 ora; Raffreddare a 73 ° F in un essiccatore.
Test di rottura a breve termine:
Tre targhe per voto nel bagno di petrolio.
Elettrodi perpendicolari alle laminazioni; rampa di tensione di 10 kV/s.
Protocollo di fatica dielettrica:
Condizione due voti in acqua calda e ad alta umidità.
Applicare tensioni ridotte (45 % -85 % della rottura iniziale) fino al fallimento.
Registra il time-to-failure, rilevando stabilità oltre i 100 minuti.
Fallimento rapido a stress elevato: oltre il 60 % della tensione di rottura, i campioni falliscono in pochi secondi.
Resistenza estesa a stress più basso: tensioni al di sotto del 60 % spesso durano per ore a giorni.
Soglia di stabilità: sopravvivere a 100 minuti senza fallimento prevede fortemente la stabilità a lungo termine.
Queste tendenze si sono svolte tra i gradi ANSI/NEMA X, XX, XXXP, LE e G5 , con lievi variazioni dovute al condizionamento dell'umidità e alla composizione della resina.
I laminati fabbricati come tubi, aste o parti modellate presentano comportamenti a fatica simili, sebbene la geometria e i cicli di cura possano indurre minori cambiamenti di prestazioni. Gli ingegneri dovrebbero:
Convalidare le soglie di fatica sulle forme dei componenti reali.
Tenere conto dei campi Edge e dei raggi interni in aste e tubi.
Regolare i margini di sicurezza per parti stampate con sezioni ricche di resina.
Sistemi aerospaziali:
Gli isolanti degli avionici e gli isolanti sfruttano beneficiano di operare al di sotto delle soglie di fatica per evitare guasti in volo.
Trasmissione di potenza:
Trasformatori e quadri si basano sulla resistenza dielettrica a lungo termine per ridurre al minimo la manutenzione e le interruzioni.
Veicoli elettrici:
Gli isolanti del pacco batteria e i materiali del substrato elettronico di alimentazione richiedono prestazioni affidabili nell'ambito del ciclo continuo.
Progettando i sistemi per operare al di sotto o inferiore al 60 % della rottura a breve termine, la durata del servizio può essere moltiplicata, riducendo i tempi di inattività e le richieste di garanzia.
Effetti di frequenza: studia come le armoniche AC e le tensioni pulsate accelerano la fatica.
Ambienti estremi: test a temperature secondarie o sotto carico meccanico simultaneo.
Ibridi compositi: valutare nuove combinazioni di resina-fibra per laminati di prossima generazione.
I test di fatica dielettrica trasformano la nostra comprensione dell'affidabilità del laminato termoset. Mentre i test di rottura a breve termine garantiscono la qualità di base, i test di resistenza rivelano le tensioni a cui Il materiale isolante rimane stabile per il lungo raggio. Aderendo alle soglie di tensione-idealmente al di sotto del 60 % della rottura istantanea, gli ingegneri possono progettare sistemi elettrici più sicuri e più durature in tutti i settori.
