Pericolele principale asociate cu descărcarea parțială în sistemele cu canal cald includ: accelerarea îmbătrânirii materialelor izolatoare; crearea de canale carbonizate care duc la scurtcircuite; generarea de temperaturi ridicate localizate care ard componente; și provocând interferențe electromagnetice care compromit precizia controlului temperaturii. În cele din urmă, aceste probleme pot duce la incidente de siguranță, cum ar fi defectarea elementului de încălzire, declanșarea sistemului sau chiar incendiu.
1. Îmbătrânirea și degradarea accelerată a materialelor de izolare
Electronii cu energie înaltă-, radiațiile ultraviolete și gazele reactive (cum ar fi ozonul și oxizii de azot) generate de descărcarea parțială degradează continuu structura moleculară a mediilor izolatoare, cum ar fi mica și cauciucul siliconic.
Manifestări: Stratul izolator devine casant, se delaminează și își pierde elasticitatea.
Consecințe: rigiditatea dielectrică scade, creând condiții favorabile evenimentelor ulterioare, la scară mai mare{0}}de descărcare.
Mecanism cheie: ozonul generat de descărcare se combină cu umiditatea pentru a forma lichide corozive pe bază de acid azotic-, care erodează și mai mult suprafața izolatorului, creând astfel un cerc vicios.
2. Formarea canalelor carbonizate, declanșând scurtcircuite permanente
Descărcarea continuă creează pete microscopice carbonizate în materialul izolator, care se extind treptat în structuri „arborele electrice”-căi conductoare care se ramifică ca rădăcinile copacilor.
Manifestări: Valoarea rezistenței de izolație fluctuează sau scade treptat și nu își revine nici după uscare.
Consecințe: în cele din urmă se formează o cale de scurgere stabilă, rezultând un scurtcircuit între elementul de încălzire și carcasa matriței (împământare).
Scenariu tipic: Descărcarea are loc frecvent în spațiul de aer dintre elementul de încălzire și carcasa matriței din cauza câmpurilor electrice concentrate; carbonizarea treptată ulterioară duce la defectarea permanentă a componentelor.
3. Supraîncălzire localizată, care duce la arderea componentelor
Evenimentele repetitive de descărcări de-frecvență înaltă acumulează energie termică în regiuni microscopice, generând potențial temperaturi localizate care ating câteva sute de grade Celsius.
Manifestări: Elementul de încălzire prezintă înnegrire localizată, ablație sau chiar topirea firelor sale centrale.
Consecințe: acest lucru nu numai că deteriorează zona de încălzire afectată, dar poate deteriora și modulul de control al temperaturii din cauza creșterii curentului de scurt{0}}circuit.
Risc în creștere: Temperaturile ridicate favorizează descompunerea termică a materialelor plastice, generând praf de carbon care degradează și mai mult performanța izolației.
4. Interferențe electromagnetice, care afectează stabilitatea sistemului de control
Descărcarea parțială este însoțită de impulsuri electromagnetice de-frecvență înaltă (cu o gamă de frecvență de până la câteva sute de MHz), care pot interfera cu senzorii de temperatură și semnalele de control.
Simptome: Temperatura afișată pe controler fluctuează neregulat; Controlul PID eșuează; apar alarme false; sau au loc opriri neplanificate.
Consecințe: Stabilitatea procesului de turnare prin injecție este compromisă, ceea ce duce la defecte ale produsului, cum ar fi fotografii scurte și bliț.
Natura insidioasă: Acest tip de interferență este adesea diagnosticat greșit ca o „defecțiune de control al temperaturii”, când, în realitate, cauza principală se află în problemele de izolație electrică.
5. Durată de viață redusă a echipamentelor și costuri de întreținere crescute
Descărcarea parțială este un proces de „eroziune cronică”; efectele sale cumulate scurtează semnificativ durata de viață a elementelor de încălzire, cablurilor și conectorilor.
Simptome: Componentele care ar dura de obicei 5 până la 8 ani pot începe să se defecteze frecvent după doar 2 până la 3 ani de funcționare.
Consecințe: Frecvența opririlor neplanificate crește. În timp ce costul înlocuirii unei singure componente poate fi scăzut, pierderile asociate-care decurg din schimbările de matriță și depanarea sistemului-se pot ridica la zeci de mii de yuani.
Consens în industrie: Când sunt detectate niveluri de descărcare parțială care depășesc 10 pC, descărcarea ar trebui să fie considerată dăunătoare și necesită măsuri de remediere imediată.
