Bobin yalıtımı için malzemeleri
İndüksiyon fırın bobininin elektrik yalıtımında kullanılan yalıtım malzemeleri
İndüksiyon fırın bobininin elektrik yalıtımında kullanılan yalıtım malzemeleri, bu şirket tarafından tedarik edilen ve kullanılan yalıtım malzemeleri geniş bir kompozit bileşik ve derece yelpazesini içerir. Bu bölümde, bunların özelliklerine ve kullanım şekline daha detaylı olarak değineceğiz.
Yalıtım kolonu1 (Bobin destekleri)
Yalıtım kolonu, bazen ” yalıtım sütunu2” olarak da adlandırılan, ana rolü halkalar arasındaki mesafeyi sabit tutmak ve bobin çapını zaman içinde korumak olan kompozit yalıtım malzemelerinden yapılmıştır. Bobin sabitleme sisteminde kullanılan kompozit kolonlar, cam elyafı ve epoksi reçinelerin bir kombinasyonundan oluşur. Yapılarındaki cam elyaf ve reçine derecelerine bağlı olarak çeşitli özelliklere sahiptirler. Yüksek elektrik direnci, halkalar arasında yalıtımı garanti etmek, yüksek gerilme ve bükülme dayanımı, elektromanyetik alanın neden olduğu kuvvetlere ve darbelere dayanma, mekanik ve elektriksel özelliklerin stabilitesi için çok düşük nem emilimi, uygun sıcaklık aralığında dayanıklılık, ideal biryalıtım kolonu özelliğidir. Bu şirketin bobin yapısında kullanılan yalıtım malzemelerinin derecelerini karşılaştıran aşağıdaki tablo gösterilmektedir.
Kampozıt türü |
NEMA3 |
Takviye etmekt 4 |
Reçine (Matrix) 5 |
Çöküm Gerilim6 A/D-48.50
|
Elektriksel Dayanım 7 |
|
Bükülme Dayancı 9 |
Çalışma Sıcaklığı10 |
Tutuşabilirlik Sınıfı11 |
Maksimum su emme içeriği12 |
KV | KV/mm | Mpas | Mpas | °C | UL94 | % | ||||
Fiberglas |
|
Dokuma Cam Elyaflar13 | Normal epoksi |
|
|
|
|
|
H-B |
|
G-11 | Yüksek sıcaklık epoksi |
| ||||||||
| Yangına dayanıklı epoksi |
|
V-1 | |||||||
| Yüksek sıcaklık ve yangına dayanıklı epoksi |
180/170 | ||||||||
GPO-3 | Glass Mat14 | polyester | 40/15 | 11.8 | 55/55 | 125/125 | 140/120 | V-0 | 0.60 | |
Kemıklı fıber | CE/LE | Keten lifleri | flonik | 23/2.5 | 19.6/11.8 | 62/48.5 | 96.5/115 | 125/115 | H-B | 2.20 |
Şirketin ürettiği bobin yalıtım kolonların delikleri, CNC makineleri kullanılarak tasarım aşamasında hazırlanan bilgisayarlı çizimlerle hassas bir şekilde delinir. Tartışılan kolon tipleri, Aras Trans şirketi tarafından farklı derecelerde ham ve kesilmiş-delikli olarak temin edilebilir.
Tüm farklı grid tiplerinde tartışılan yalıtım kolon türleri, Arıza Trans şirketi tarafından ham ve kesilmiş delikli olarak temin edilebilir
Epoksi tabanlı özel vernik 15
bu sıvı izolasyon, Elantas İtalya şirketi tarafından üretilmiştir ve kullanım kolaylığı ve püskürtme ile birlikte çok istenen özelliklere sahip olduğu için kullanıcılar arasında oldukça popülerdir. Bu izolasyon sıvı ve tek bileşenlidir ve püskürtme tabancası ve hava basıncı ile kolayca püskürtülür. Bu izolasyonun önemli özelliklerinden biri hava kurutmalı olmasıdır, bu da ortam sıcaklığında veya açık havada yarım saat içinde tamamen kuruyup işletmeye hazır hale gelmesi demektir. Bu izolasyon, baz ve sertleştirici içeren iki bileşenli benzer sıvı izolasyonlardan farklı olarak kolayca kullanılır ve püskürtülür, tek bileşenli olmasından dolayı, sadece dikkat edilmesi gereken nokta, uygun çözücü ile en fazla %3 oranında16 karıştırılması gerektiğidir. Aşağıdaki tablo, bu şirketin kullandığı özel epoksi bazlı verniğin çeşitli özelliklerini göstermektedir:
Nicelik | Ölçüm standardı | Birim | Miktar | |
Yoğunluk (23°C derecede) | DIN 51757 | gr/lit | 960-1000 | |
Su Emme Miktarı | 23°C’de | IEC 62 | Mg (miligram)) | ≤ 5 |
23°C derecede, 30 dk’ dan sonra | ≤ 10 | |||
Elektriksel Dayanım | Suya batırıldıktan sonra | IEC 60464-2 | KV/mm (Kilovolt / milimetre) | ≥ 140 |
23°C üzerindeki sıcaklıklarda | ≥ 100 | |||
23°C derecede kuruma süresi | Dokunabilecek derecede kurumuş | —- | min & h (dakika / saat) | 15-20 min |
Kaymaz mod | 2 h | |||
Tamamen kurutulmuş | 24 h | |||
80°C derecede kuruma süresi | Dokunabilecek derecede kurumuş | —- | min & h (dakika / saat) | 3-5 min |
Kaymaz mod | 15 min | |||
Tamamen kurutulmuş | 2 h | |||
Elektrostatik Toz İzolasyon
Daha önce bobin bölümünde de belirtildiği gibi, bu şirketin kullandığı elektrostatik toz izolasyon, Inductotherm şirketinin Inductoflex2M ticari adıyla geliştirdiği özel bir izolasyondur. Bu özel epoksi bazlı izolasyonun en önemli özelliği, bobin halkalarının genişlemesi ve büzülmesi sırasında bobin yüzeyinden çatlamaması ve kopmamasıdır. Yüksek sıcaklık dayanımı, yüksek izolasyon gücü ve püskürtme sırasında bobin yüzeyine homojen yapışma özelliği, bu özel izolasyonun diğer özelliklerindendir. Bu toz izolasyon, sadece tek başına kullanılarak bobin izolasyonu için yeterlidir ve standart koşullarda bobin kullanımı için Inducto-Flex2M dışında sıvı izolasyonlar ve izolasyon bantları gibi diğer izolasyon malzemelerine ihtiyaç duyulmaz. Bu ürünü kullanmada bazı kullanıcıların karşılaştığı tek sorun, izolasyon işleminin gerçekleştirilmesi için gerekli ekipmanlara sahip olmamalarıdır. Elektrostatik toz boya püskürtme makinesi ve bobin boyutlarında toz boya fırını, bu toz izolasyonun kullanımı için temel gereksinimlerdir. Aşağıdaki tablo, elektrostatik toz izolasyon Inductoflex2M‘nin çeşitli özelliklerini göstermektedir:
Miktar | Ölçüm standardı | Birim | Miktar |
Renk | —– | —– | koyu mavi |
Katman kalınlığı | —– | mm | 0.25-0.30 |
Yoğunluk (23°C’de) | ISO 8130-2 | gr/cm3 | 1.25-1.30 |
Elektriksel Dayanım | IEC 60243-1 | KV/mm | ≥ 30 |
Ön ısıtma sıcaklığı nesnesi | —– | °C | 200-220 |
|
|
| 200 °C 3-8 dakika |
Bobin yalıtımı için kullanılan bant izolatörler
Araz trans şirketi, müşteri talepleri ve işletme koşullarına bağlı olarak bobin izolasyonu için geniş bir bant yalıtımı yelpazesi sunmaktadır. Kullanılan bant türlerine dair kısa bir açıklama aşağıda verilmiştir:
- Fiberglas Bant 17 – Halk arasında “ipek bant” olarak bilinen bu bant, bobin izolasyonu için en yaygın yalıtım bantlarından biridir. Fiberglas bant, reçine içermeyen ince cam elyaf ipliklerinden oluşur ve reçine kullanılmaması nedeniyle bu bantın yüksek sıcaklık dayanımı (yaklaşık 400-500 santigrat derece) vardır. Bu tür bant için önerilen örtüşme 18 (kaplama) %50 (iki katmanlı) olarak belirlenmiştir.
- Silikon Kauçuk Bant 19 – Kauçuk bantlar ailesinden olan silikon kauçuk bant, bobin izolasyonu için kullanılan bantlar arasında nem emme kapasitesi en düşük olanıdır. Bu yalıtım bantının önemli avantajı yanında düşük elektrik dayanımı ve nispeten düşük sıcaklık dayanımı gibi negatif özelliklere sahiptir. Bu tür bant için önerilen örtüşme (kaplama) %50 (iki katmanlı) olarak belirlenmiştir.
- Nomex Bant 20 – “Nomex”, Meta-Aramid elyaf türlerinden biri olup hassas endüstrilerde geniş kullanım alanına sahiptir. Diğer alanlardan farklı olarak elektrik endüstrisinde Nomex’in, diğer yalıtım malzemeleriyle kombinasyon halinde değil, bobin izolasyonunda çıplak bant olarak kullanılması gerekliliği nedeniyle temin maliyetinin yüksek olması olumsuz bir özellik iken, uygun elektrik dayanımı ve yüksek nem emme kapasitesine sahip olmama özellikleri dikkat çekicidir. Bu tür bant için önerilen örtüşme (kaplama) %50 (iki katmanlı) olarak belirlenmiştir.
- Mika bantı 21 – Mika bantı, genellikle ham beton olmayan ve genellikle cam elyafı ve teflon ince tabakalarıyla birleştirilen muskovit veya flogopit tipi mika maddesinden yapılmış bir banttır. Bu bant, bobin izolasyonu için kullanılan tüm bantlar arasında en yüksek dayanıklılığa sahip olmasına rağmen, elektriksel dayanıklılığın düşük olması, yüksek nem emme ve zamanla çürüme gibi zayıf noktaları vardır. Bu tür bant için önerilen örtme oranı %50’dir (iki kat).
Kapton bant 22 – diğer yalıtım bantlarına göre daha güvenilir bir özelliğe sahiptir. Çok yüksek elektriksel dayanıklılık, neredeyse sıfır nem emme yeteneği ve yüksek toleranslı sıcaklık özellikleri, bu yalıtımın istenilen özelliklerindendir. Bununla birlikte, diğer yalıtım bantlarına göre en yüksek yalıtım maliyetine sahip olması, bu elektrik yalıtımının en büyük zayıf noktasıdır. Kapton bant, poliamid filminden oluşan ve 25 ile 50 mikron kalınlıklarda kullanılan bir banttır. Bu tür bant için önerilen örtme oranı, 50 mikron kalınlık için %50 (iki kat) ve 25 mikron kalınlık için %75 (dört kat) şeklindedir.
Aşağıdaki grafik, tartışılan bant yalıtımlarının “çalışma sıcaklığındaki elektriksel dayanıklılık” ve “maksimum toleranslı sıcaklık” olmak üzere iki temel parametre arasındaki göreceli karşılaştırmasını göstermektedir.
Aralayıcı Yalıtım Parçaları23
Elektrikli bölgelerde yalıtım malzemeleri kullanmak, indüksiyon ocaklarında kaçınılmaz ve önemli bir konudur. Elektrikli bölgelerdeki en küçük bir yalıtım zayıflığı, hata oluşumuna ve dolayısıyla indüksiyon ocağının işlem sürecinde kesintiye neden olabilir. İzolatörlerin kullanımı için çok önemli ve gereklidir, spacer veya yani bobin halkaları arasında kullanılan spacer’lar. Bu spacer’ların varlığı, bobin duvarının daha fazla mukavemet kazanmasının yanı sıra bobin halkaları arasındaki boşluğun yalıtım gücünü artırır. Spacer’lar malzeme açısından mika ve fiber cam olmak üzere iki türe ayrılır ve şekil açısından yarım ay ve küp şeklinde sınıflandırılırlar; yarım ay ara parçalar sürekli olarak ve küp spacer’lar kesik kesik kullanılır.
Mika parçalar, cam elyafa göre daha yüksek bir ısı dayanımına sahipken, temin ve işleme maliyeti daha yüksektir.
Hilal şeklindeki ara parçalar, mekanik ve elektriksel açıdan küp şeklindeki spacerlere göre daha yüksek bir dayanıklılığa sahiptir.
Hilal şeklindeki spacerler, bir arı kovanı gibi belirli bir oranda örtüşen bir şekilde (50-0% örtüşme) işlenir. Örtüşme miktarı arttıkça dayanıklılığı ve güvenilirliği artar ancak ocak içinde nemin yanmamış kütle içinden çıkması, süsleme sırasında zorlaşır.
1- Support
2- Travers
3- National Electrical Manufacturers Association
4- Reinforcement
5- Resin (Matrix)
6- Breakdown Voltage
7- Electrical Strength
8- Tensile Strength
9- Flexural Strength
10- Operation Temperature
11- Flammability Class
12- Maximum Water Absorption Content
13- Woven Glass Fibers
14- Glass Mat
15- Special Epoxy Based Varnish
16- Solvent
17- Fiberglass Tape
18- Overlap
19- Silicon Rubber Tape
20- Nomex Tape
21- Mica Tape
22- Kapton Tape
23- Spacer (Segment)
