领先一步!
狗万manbetx手机版登录官网富士电机的基础技术

我们提供了增强我们产品开发能力的最新基础技术的概述。

复合材料应力绝缘评价技术
通过模拟技术再现恶劣环境,提高产品绝缘性能

电力电子设备在恶劣环境下运行的应用范围随之扩大

电气绝缘是变压器、断路器、开关和各种其他类型的电力电子设备不可缺少的功能。绝缘起到保护设备和防止用户触电的作用。它通过使用各种部件和设备来切断流经电气设备和电气和电子电路的电流来做到这一点。

近年来,由于全球电力需求的扩大和可再生能源的普及,电力电子设备的应用范围不断增加,这导致电力电子设备的使用环境比以前更加恶劣,包括高海拔地区、海洋应用和热带和寒冷地区。因此,在恶劣的环境中,大气压力、温度和湿度、腐蚀、盐损等多种因素结合在一起,会降低产品的绝缘功能。

为了解决这个问题,我们开发了一种模拟技术,通过再现复合应力环境来评估产品的绝缘性能,在不同程度上应用这些因素的各种组合。

图1:电力电子设备在比以前更恶劣的环境下使用

狗万manbetx手机版登录官网富士电机行业领先的绝缘评估技术

我们在开发这种模拟技术方面处于领先地位。这项活动始于2016年。基于从研究论文和实验中获得的数据,我们开发了一个原始的系统(原理证明机)来再现复合应力环境。我们还访问客户,在实际使用我们产品的环境中收集数据。基于这些数据,我们建立了数学模型来计算设计中的最佳绝缘距离,并模拟维持绝缘性能所需的维修时间。

我们有能力在技术开发方面引领行业,这是由我们长期的记录支持的,例如,为需要世界级质量产品的日本客户提供产品,并开发大量适合其运行环境的产品,主要是工厂的系统和设备。

图2:使用原理验证机的实验

▲原理验证机实验

用原理验证机重现恶劣环境

为了模拟恶劣环境下的绝缘性能,我们使用原理验证机通过实验收集了必要的数据(见右图)。将安装在电气设备和配电设备上的电极安装在一个小罐中,用作测试空间。当改变罐内的空气压力和流入电极的电流电压时,我们收集了介电击穿*发生时的条件值,并由于复合应力产生电弧。

由于绝缘性能也会因附着在产品上的污垢而降低,我们将沙子和盐涂在电极上以重现这些条件。产品质量的内部规则详细规定了在性能测试期间使用的沙和盐的数量和比例。

*当施加在绝缘子上的电压达到一定限度时,绝缘丢失并有大电流流过的现象

图3:我们最初设计的原理验证机的配置

拜访客户,了解产品运行环境

为了在内部研究之外建立更准确的模拟技术,工程师们走访了使用我们产品的实际客户,调查他们的产品运行环境并收集数据。例如,我们走访了海边风电场中暴露大量盐分的电气机房,以及东京主要车站中车辆行驶导致灰尘和污染物积累的电气机房,对盐的损害和污染进行了环境调查。将收集到的灰尘和溶液带回,用电子显微镜和电导率仪分析其成分和污染程度。

未来,我们的目标是在2020财年末完成污染和压力复合应力的原理验证机,并在2021财年完成低温环境的验证,从而建立这种模拟技术。

图4:用电导率仪收集和测量污染程度

开发者的声音

图5:我们是开发者!

电力能源技术研究部,能源技术研究中心,先进技术实验室,企业研发总部

我们的使命是通过绝缘和放电应用技术创造创新。除了这里介绍的技术,我们正在与许多部门合作开发有助于我们业务的技术,例如支持从变电站设备到功率半导体的各种高压设备的设计和开发(可靠性提高),检测介电击穿迹象的诊断服务,以及用于船舶的静电除尘器的开发。

这篇文章和附属机构是在报道的时候。