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Warum Hochspannungs-Scheibenkondensatoren bei -20 °C reißen: Alterung des Epoxidharzes

Zusammenfassung · Technische Highlights

Epoxidharz mit einem Wärmeausdehnungskoeffizienten (CTE) über 30 ppm/°C oder einer Glasübergangstemperatur (T<sub>g</sub>) unter 130 °C führt bei einer Anlauftemperatur von −20 °C zur Bildung radialer Risse. Feuchtigkeit entlang der Risse reduziert die Oberflächenüberschlagsspannung um 30 bis 50 %. Dieser Leitfaden beschreibt die fünf Alterungspfade, die zugehörigen Spannungsgleichungen und die Schutzmaßnahmen, die die Beschichtung eines Stromwandlerkondensators intakt halten.

2026-09-20·23 min gelesen· Lesen 0 mal

Warum Hochspannungs-Scheibenkondensatoren bei -20 °C reißen: Alterung des Epoxidharzes

Hochspannungskondensatoren (HVC) in einem Hochspannungsgenerator eines CT-Scanners
Hochspannungskondensatoren (HVC) in einem Hochspannungsgenerator eines CT-Scanners

Antwort aus dem Ingenieurwesen

Wird der Wärmeausdehnungskoeffizient (CTE) des Verkapselungsmaterials innerhalb von 30 ppm/°C des Keramikwerts gehalten und die Glasübergangstemperatur über 130 °C gehalten, übersteht die Beschichtung 1000 Zyklen von −40 °C bis +125 °C ohne radiale Risse. Zwei Bedingungen führen zur Rissbildung: der Modulsprung bei T<sub>g</sub> und die CTE-Differenz am Elektrodenrand. Feuchtigkeit dringt dann entlang des Risses zum Keramikrand vor, wodurch die Überschlagsspannung um 30 % bis 50 % sinkt.

  • Wählen Sie gefüllte, modifizierte Epoxidharze mit einem Wärmeausdehnungskoeffizienten von 25–35 ppm/°C und einer Glasübergangstemperatur (T<sub>g</sub>) von ≥130 °C.
  • Die Elektrodenkante abrunden und eine halbleitende Feldgradierungsschicht auftragen.
  • Die Schichtdicke sollte bei 5–8 kV/mm ab t ≥ V_rated / E_epoxy_safe eingestellt werden.
  • Vor dem Versand 1000 Temperaturzyklen und 1000 Stunden bei 85 °C/85 % relativer Luftfeuchtigkeit prüfen.
  • Die Ölfeuchtigkeit im Lagertank liegt unter 10 ppm und die relative Luftfeuchtigkeit im Raum unter 70 %.

Abstract

Ein Scheibenkondensator besteht aus zwei Dielektrika: dem Keramikkörper und der ihn versiegelnden Epoxidharz-Beschichtung. Die Beschichtung altert auf fünf Arten: durch thermische Fehlanpassung, Moduländerung beim Glasübergang, Feuchtigkeitsaufnahme, elektrische Baumstruktur und thermische Oxidation. Jede dieser Arten führt zu einem Riss oder einem karbonisierten Kanal, durch den Feuchtigkeit an den Keramikrand gelangen kann. Dieser Artikel beschreibt die Spannungsgleichungen, drei im Feld auftretende Ausfälle sowie die Konstruktions- und Prüfverfahren, die die Zuverlässigkeit der Verkapselung über zehn Jahre gewährleisten.

1. Einleitung

Ein Hochspannungs-Scheibenkondensator besteht aus vier Komponenten: einem keramischen Dielektrikum, Innenelektroden, Außenelektroden und einer äußeren Epoxidharz-Beschichtung. Die Auswahlkriterien – Material, Kapazität, Spannungsfestigkeit und Verlustfaktor (tanδ) – spielen dabei eine wichtige Rolle. Die Beschichtung hingegen wird deutlich weniger beachtet, obwohl sie vor Feuchtigkeit, Staub, Öl und mechanischen Stößen schützt.

Die Beschichtung formt auch das Oberflächenfeld. Sie verteilt das Feld entlang der Keramikoberfläche und unterdrückt Oberflächenentladungen. Mit zunehmendem Alter oder bei Rissen ist der Keramikkörper Feuchtigkeit, Öl und Feldkonzentrationen ausgesetzt. Teilentladungen steigen dann schnell an und führen zu Durchschlag oder Kurzschluss.

Hochspannungsgeneratoren in Computertomographen belasten die Beschichtung gleichzeitig auf mehreren Ebenen: durch Hochtemperaturimpulse, Transportvibrationen, Temperaturwechsel und Öleinwirkung. Ein Computertomograph eines Universitätsklinikums meldete nach einer Winterpause wiederholte Hochspannungsstörungen. Die zurückgesendeten Teile wiesen radiale Risse im Epoxidharz und Kohlenstoffleiterbahnen an den Rissrändern auf.

Ursache: Beim Startvorgang bei −20 °C überschritt das Epoxidharz seine Glasübergangstemperatur, der Speichermodul stieg um zwei bis drei Größenordnungen an, und der Wärmeausdehnungskoeffizient (CTE) der Keramik führte zu einem radialen Riss. Feuchtigkeit drang entlang des Risses ein und verursachte beim nächsten Einschalten einen Oberflächenüberschlag. Dieser Artikel beschreibt die fünf Alterungsprozesse dieser Beschichtung und die Maßnahmen, die sie intakt halten.

2. Kernmechanismus

2.1 Thermische Spannung an der Verkapselungsgrenzfläche

Keramik dehnt sich mit 6–8 ppm/°C aus. Herkömmliches Bisphenol-A-Epoxidharz dehnt sich unterhalb seiner Glasübergangstemperatur T<sub>g</sub> mit 50–70 ppm/°C und oberhalb von T<sub>g</sub> mit über 150 ppm/°C aus. Während eines Temperaturzyklus wird diese Differenz zu einer Scherspannung an der Grenzfläche der Klebeverbindung.

τ = E_epoxy · (α_epoxy − α_ceramic) · ΔT / (1 − ν)

Dabei ist E_Epoxid der Elastizitätsmodul des Epoxidharzes, α_Epoxid und α_Keramik sind die beiden Ausdehnungskoeffizienten, ΔT die Temperaturänderung, ν die Querkontraktionszahl und τ die Grenzflächenschubspannung. Sobald τ die Haftfestigkeit überschreitet, entsteht an einer Kante oder einer Pore ein Riss, der sich nach innen ausbreitet.

Ein Bauteil mit einem Elastizitätsmodul von E_Epoxidharz von 3 GPa, einem Wärmeausdehnungskoeffizienten von 50 ppm/°C, einer Temperaturdifferenz von ΔT = 100 °C und einer Scherspannung von ν = 0.3 erfährt eine Scherspannung von etwa 21 MPa. Mit Epoxidharz gefüllt, dessen Wärmeausdehnungskoeffizient bei 25–35 ppm/°C liegt, reduziert sich dieser Wert um mehr als die Hälfte.

2.2 Glasübergang und der Modulschritt

Der Speichermodul sinkt um zwei bis drei Größenordnungen, sobald das Epoxidharz die Glasübergangstemperatur (T<sub>g</sub>) überschreitet. Ein Bauteil, das über T<sub>g</sub> hinaus beansprucht wird, erfährt in jedem Zyklus einen Wechsel zwischen hartem und weichem Modul, und Ermüdungsrisse breiten sich mit jeder Belastung schneller aus. Die Lebensdauer folgt der Coffin-Manson-Beziehung.

N_f = C · (Δε_p)^(−b)

Dabei ist N_f die Anzahl der Zyklen bis zum Versagen, Δε_p die plastische Dehnungsamplitude und C und b sind Materialkonstanten. Ein größeres Δε_p führt zu einer kürzeren Lebensdauer.

Daraus ergibt sich die Regel: Die Glasübergangstemperatur (T_g) muss mindestens 20 °C über der höchsten Betriebstemperatur liegen. HVC N4700-Epoxidharz erreicht eine T_g von ≥130 °C, wodurch ein 110 °C heißer Bereich im Tank problemlos vermieden wird.

2.3 Feuchtigkeitsaufnahme und Plastifizierung

Epoxidharz absorbiert Wasser. Das absorbierte Wasser macht das Netzwerk weich, senkt die Glasübergangstemperatur (T<sub>g</sub>) und den Elastizitätsmodul und erhöht die Ionenleitfähigkeit. Die Wasseraufnahme folgt im Zeitverlauf einer Sättigungsdiffusionskurve.

M(t) = M_∞ · [1 − exp(−k · t)]

Dabei ist M(t) die Feuchtigkeitsaufnahme zum Zeitpunkt t, M_∞ die Gleichgewichtsaufnahme, k die Diffusionsgeschwindigkeitskonstante und t die Lager- oder Nutzungsdauer. Höhere Temperatur und Luftfeuchtigkeit erhöhen k, sodass die Beschichtung schneller gesättigt ist.

Absorptionswasser verringert die Durchschlagsfestigkeit und die Oberflächenüberschlagsspannung. Messdaten an herkömmlichem Epoxidharz zeigen einen Festigkeitsverlust von 15 % bis 20 % bei einer Feuchtigkeitsaufnahme von 1 %.

2.4 Elektrische Baumstrukturen unter Teilentladungen

Hohlräume und Verunreinigungen im oder auf der Beschichtung konzentrieren das Feld und lösen Teilentladungen aus. Die reaktiven Stoffe einer Entladung – Ozon, Stickoxide, UV-Strahlung – greifen die Epoxidketten an und führen zu einem Kohlenstoffwachstum.

L(t) = A · t^n

wobei L(t) die Baumlänge, A eine durch Feld und Temperatur bestimmte Konstante, t die Stresszeit und n ein Wachstumsexponent zwischen 0.3 und 0.7 ist.

Sobald ein Baum die Beschichtung durchquert, bildet er einen leitfähigen Kanal. Der nächste Spannungsanstieg löst dann einen Oberflächenüberschlag oder einen Durchschlag an der Elektrodenkante aus.

2.5 Thermische Oxidation und Versprödung

Langes Einwirken hoher Temperaturen oxidiert das Epoxidharz, bricht das Vernetzungsnetzwerk auf und setzt niedermolekulare flüchtige Bestandteile frei. Die Oxidschicht verdickt sich mit der Zeit und der Temperatur.

x(t) = x_0 · exp(−E_a / (R · T)) · t^m

Dabei ist x(t) die Oxidschichtdicke, x_0 die Anfangsschichtdicke, E_a die Oxidationsaktivierungsenergie, R die Gaskonstante, T die absolute Temperatur und m ein Exponent nahe 0.5. Eine oxidierte Schicht wird spröde und verfärbt sich und verliert ihre Feuchtigkeitsbarriere.

Beschichtungsriss – Weg zum Oberflächenüberschlag −40 °C bis +125 °C 1000 Thermozyklen CTE-Lücke 50 ppm/°C τ ≈ 21 MPa am Rand Radialer Riss an der Elektrodenrand Überschlagsspannung sinkt um 30 bis 50 % Gefülltes Epoxidharz bei 25–35 ppm/°C und T_g ≥130 °C hält die Beschichtung Ein Startvorgang bei −20 °C überschreitet die Temperatur T_g, bei der der Modul um zwei bis drei Größenordnungen springt.

Abb. 1 — Ein Wärmeausdehnungskoeffizient von 50 ppm/°C gegenüber der Keramik öffnet einen radialen Riss an der Elektrodenkante, und Feuchtigkeit entlang dieses Risses reduziert die Überschlagsspannung um 30 bis 50 %.

3. Schwachstellen im Engineering

Problem 1: Risse beim Einschalten aufgrund niedriger Temperaturen

Nach einer Winterpause kann die Temperatur im Inneren eines Stromwandlers unter −10 °C liegen. Beim Einschalten erwärmt sich zunächst der Keramikkörper, da er Wärme besser leitet, während die Beschichtung kalt und steif bleibt. Der Wärmeausdehnungskoeffizient (CTE) belastet dann die Keramikkante, und es entsteht ein radialer Riss an der Stelle mit der höchsten Feldstärke. Die Feldstärke an der Rissspitze erreicht das Drei- bis Fünffache des Durchschnittswerts.

Feldmessdaten eines CT-Modells: 8 % Ausfallrate beim Kaltstart. Nach der Umstellung auf hochfeste, gekapselte Bauteile sank die Rate auf 0.3 %.

Problempunkt 2: Ölfüllungsblasen auf der Lackoberfläche

Ölbetriebene Generatoren benötigen eine blasenfreie Grenzfläche. Eingeschlossene Blasen oder Ölfilme auf der Beschichtung stören das Magnetfeld im Öl und führen zu Teilentladungen. Ozon und ultraviolettes Licht dieser Entladungen erodieren die Beschichtung und bilden dendritische Kohlenstoffkanäle.

Durch Vakuumimprägnierung vor dem Versand werden Luftblasen vermieden. HVC liefert außerdem ölbeständiges Epoxidharz für diese Tanks.

Problempunkt 3: Langfristige Feuchtigkeit und Oberflächenüberschlag

An Küstenstandorten und in der Regenzeit herrscht im CT-Raum monatelang eine relative Luftfeuchtigkeit von über 80 %. Herkömmliches Epoxidharz saugt Wasser auf, die Oberflächenleitfähigkeit steigt, der Leckstrom nimmt zu, und die Beschichtung erwärmt sich mit der Zeit. Feuchtigkeit dringt zudem durch Mikrorisse bis zum Keramikrand vor und reduziert die Oberflächenüberschlagsspannung.

Der gemessene Abfall liegt 30 % bis 50 % unter dem Wert für trockenes Wasser. Durch Nachsortierung vor Ort und eine hydrophobe Beschichtung lässt sich dieser Verlust nur teilweise ausgleichen.

4. Entwurfsschritte

Strategie 1: Auswahl eines modifizierten Epoxidharzes mit niedrigem Wärmeausdehnungskoeffizienten und hoher Glasübergangstemperatur.

Der Wärmeausdehnungskoeffizient (CTE) von Keramik sollte unter 30 ppm/°C liegen, und die Glasübergangstemperatur (T<sub>g</sub>) sollte mindestens 20 °C über der höchsten Betriebstemperatur betragen. Anorganische Füllstoffe wie Siliciumdioxid und Aluminiumoxid verringern den Wärmeausdehnungskoeffizienten des Epoxidharzes; das Aushärtungsprofil bestimmt die T<sub>g</sub>.

HVC N4700 verwendet gefülltes, modifiziertes Epoxidharz mit einem Wärmeausdehnungskoeffizienten von 25–35 ppm/°C und einer Glasübergangstemperatur (T_g) von ≥130 °C, qualifiziert über 1000 Zyklen von −40 °C bis +125 °C.

Strategie 2: Das elektrische Feld an der Elektrodenkante anpassen

Die Verbindungsstelle zwischen Endelektrode und Beschichtung stellt die kritischste Zone für Rissbildung und Entladung dar. Abgerundete Elektrodenkanten und eine feldabgeglichene Randbeschichtung reduzieren die lokale Feldkonzentration.

HVC fügt hinzu halbleitende Beschichtung außerhalb der Endelektroden. Es breitet das Feld entlang der Mantelfläche aus und unterdrückt die Baumbildung.

Strategie 3: Kontrolle der Schichtdicke und -gleichmäßigkeit

Die Dicke bestimmt die dielektrische Spannung im Inneren der Beschichtung.

t ≥ V_rated / E_epoxy_safe

Dabei ist V_rated die Nennspannung und E_epoxy_safe das sichere Arbeitsfeld in Epoxidharz, typischerweise 5–8 kV/mm. Durch Zentrifugalverkapselung mit Vakuumentgasung wird die Dickenabweichung unter 15 % gehalten, da sich das Feld an einer dünnen Stelle konzentriert.

Strategie 4: Jedes Teil vor dem Versand prüfen

Drei Siebverfahren entfernen die Teile, die Hohlräume, Mikrorisse oder schwache Grenzflächen aufweisen: 1000 Zyklen thermischer Zyklen von −40 °C bis +125 °C, 1000 h bei 85 °C/85%RH und 100% Teilentladungsprüfung bei PD ≤5 pC.

Fordern Sie die Rohdaten der Prüfung pro Charge an, nicht nur ein Prüfzertifikat. Die Temperaturwechselkurve zeigt, ob die Grenzfläche den Wärmeausdehnungsunterschied überstanden hat.

Strategie 5: Kontrolle der Montage- und Betriebsumgebung

Vermeiden Sie mechanische Belastungen der Anschlüsse, halten Sie das Bauteil von Wärmequellen fern und verwenden Sie Vakuumöl mit einer Ölfeuchte unter 10 ppm. In feuchten Regionen betreiben Sie einen Luftentfeuchter und halten die relative Luftfeuchtigkeit im Raum unter 70 %.

Montieren Sie den Kondensator so, dass die Zuleitungsachse durch die Portalrotation nicht belastet wird. Biegespannungen an einer Zuleitung übertragen sich auf die Beschichtung und können zu Kantenrissen führen.

Strategie 6: Passen Sie die gesamte Hochspannungsverbindung an.

Widerstände und Dioden im selben Zweig unterliegen denselben Temperaturzyklen. HVRGFP-Glasur und Bemessung von Widerständen Feuchtigkeit und Öl widerstehen und HVC Fast-Recovery-Dioden Verwenden Sie vorgeformte Epoxid- oder Keramikgehäuse mit der gleichen Wärmeausdehnung wie das Gehäuse des N4700.

Die CTE jedes gekapselten Teils im Link muss koordiniert werden. Ein einzelnes nicht übereinstimmendes Teil verlagert die Belastung auf seine eigene Schnittstelle und versagt zuerst.

KomponentenparameterTypischer WertTestbedingung
Nennspannung (HVCT8G-Serie)10 kV DCHi-Pot 1.5× für 60 s
Kapazität4700 pF ±20% (472M)1 MHz, 1 V<sub>eff</sub>
ESR bei 1 MHzunter 50 mΩ-
Schleifeninduktivität (E40-Sehne)unter 8 nH40 mm Anschlussabstand
Isolationswiderstandüber 10 GΩ bei 500 V Gleichstrom25 °C, 60 % relative Luftfeuchtigkeit
Temperaturbereich−40 °C bis +125 °CIEC 60068-2-Reihe
Impuls-dv/dt-Fähigkeitüber 50 kV/µsbei Nennspannung

5. HVC N4700-Kondensatoren für zuverlässige Verkapselung

Die Beschichtung bleibt intakt, solange ihr Wärmeausdehnungskoeffizient dem der Keramik entspricht und ihr Elastizitätsmodul über den gesamten Temperaturbereich konstant bleibt. HVC fertigt N4700-Bauteile für beide Anwendungen in einem 6,000 m² großen, firmeneigenen Werk in Dongguan für einen Spannungsbereich von 1 kV bis 150 kV.

Sechs Parameter, die hier von Bedeutung sind

  • Der Wärmeausdehnungskoeffizient (CTE) beträgt 25–35 ppm/°C. Durch die Modifizierung mit anorganischen Füllstoffen wird die Beschichtung der Keramik angenähert, sodass ein Temperaturzyklus von −40 °C bis +125 °C keine radialen Risse an der Elektrodenkante verursacht.
  • T_g ≥130 °C. Die Beschichtung bleibt unter CT-Pulsbedingungen im glasartigen Zustand, wodurch der Modulsprung und die damit einhergehende Ermüdung vermieden werden.
  • Wasseraufnahme unter 0.1 %. Die geringe Wasseraufnahme erhält die Durchschlagsfestigkeit und die Oberflächenüberschlagsspannung auch nach Jahren in einem Raum mit 80 % relativer Luftfeuchtigkeit und eignet sich für ölgefüllte Tanks.
  • PD ≤5 pC bei 1.5 U_r. Die werkseitige Prüfung bei 1.5-facher Nennspannung entfernt Teile mit Hohlräumen und schwachen Grenzflächen, was das Baumwachstum über eine zehnjährige Lebensdauer begrenzt.
  • Feldklassifizierung und Kantenschutz. Eine halbleitende Beschichtung und abgerundete Kanten. HVCT8G und HVCT9G Die Elektrodenkanten unterbrechen das Spitzenfeld an der Kante, wodurch die Entstehung von Baumstrukturen und Oberflächenentladungen unterdrückt wird.
  • Koordinierte Komponenten. HVRGHP-Abtastwiderstände, HVR-BSP und BOP-Teilerwiderstände und Hochspannungsdioden werden zusammen mit den Kondensatoren so angeordnet, dass die gesamte Verbindung einen gemeinsamen Wärmeausdehnungssatz nutzt.

Vergleichen Sie mit Markenprodukten erster Ordnung. HVC-Bauteile entsprechen den elektrischen Parametern und Gehäuseabmessungen von Murata DHS/DHR, Vishay HVCC und TDK Hochspannungsserien und werden in der Serienfertigung von Hochspannungsgeneratoren für Fortune-500-Hersteller von medizinischen Bildgebungsgeräten eingesetzt.

Lieferung und Support

Standardteile werden innerhalb von 4–8 Wochen und kundenspezifische Verkapselungssets innerhalb von 6–10 Wochen geliefert, im Vergleich zu den üblichen 20–30 Wochen bei den oben genannten Marken. Die Anwendungstechnik von HVC unterstützt die Anpassung des Wärmeausdehnungskoeffizienten (CTE), die Erstellung von Temperaturwechseltests und die Durchführung von PD-Screening-Programmen.

Bitte senden Sie uns den Betriebstemperaturbereich, das Speichermedium, das Feuchtigkeitsprofil und die Montagezeichnung. HVC sendet Ihnen innerhalb von fünf Werktagen ein Datenblatt zur Kondensatorauswahl mit Teilenummern, CTE- und T_g-Werten, Prüfprotokollen und einem Evaluierungsset mit zwei Mustern.

6. Häufig gestellte Fragen

Frage 1: Warum reißt eine Epoxidbeschichtung bei niedrigen Temperaturen?

Da der Wärmeausdehnungskoeffizient (CTE) von herkömmlichem Epoxidharz 50–70 ppm/°C unterhalb seiner Glasübergangstemperatur liegt, im Vergleich zu 6–8 ppm/°C bei Keramik, ist die Beschichtung bei einer Starttemperatur von −20 °C steif, während sich der Keramikkörper schneller erwärmt. Dadurch entsteht an der Grenzfläche eine Scherspannung τ = E_Epoxidharz · (α_Epoxidharz − α_Keramik) · ΔT / (1 − ν). Gefülltes Epoxidharz mit einem Wärmeausdehnungskoeffizienten von 25–35 ppm/°C reduziert diese Spannung um mehr als die Hälfte.

Frage 2: Welchen T_g-Wert sollte ich für einen CT-Kondensator angeben?

Mindestens 20 °C über der höchsten Betriebstemperatur. Der Speichermodul sinkt um zwei bis drei Größenordnungen, sobald die Beschichtung die Glasübergangstemperatur (T<sub>g</sub>) überschreitet, und jeder Zyklus, der diese Temperatur überschreitet, führt zu Materialermüdung. Ein Tank-Hotspot nahe 110 °C erfordert daher eine T<sub>g</sub> ≥ 130 °C, was dem HVC N4700-Basiswert entspricht.

Frage 3: Wie hoch sind die Kosten der Feuchtigkeitsaufnahme in Bezug auf die Durchschlagsspannung?

Messdaten an herkömmlichem Epoxidharz zeigen einen Verlust der Durchschlagsfestigkeit von 15 % bis 20 % bei einer Feuchtigkeitsaufnahme von etwa 1 %. Die Oberflächenüberschlagsspannung sinkt um 30 % bis 50 %, sobald Wasser durch Mikrorisse an den Keramikrand gelangt. Die Feuchtigkeitsaufnahme sättigt sich gemäß M(t) = M_∞ · [1 − exp(−k · t)], sodass in einem warmen, feuchten Raum innerhalb weniger Monate eine Sättigung erreicht wird.

Frage 4: Welches Screening beweist die Beständigkeit einer Verkapselung?

Drei Prüfungen wurden durchgeführt: 1000 Zyklen von −40 °C bis +125 °C für die Bestimmung des Wärmeausdehnungskoeffizienten (CTE) und des Elastizitätsmoduls, 1000 Stunden bei 85 °C/85 % relativer Luftfeuchtigkeit für die Feuchtigkeitsprüfung sowie eine 100%ige Teilentladungsprüfung (PD ≤ 5 pC) zur Erkennung von Hohlräumen, die zur Baumbildung führen. Fordern Sie die Rohdaten pro Charge und das Prüfzertifikat an.

Frage 5: Verändert die Ölimmersion die Anforderungen an die Verkapselung?

Ja. Eine eingeschlossene Luftblase oder ein Ölfilm auf der Beschichtung verzerrt das Magnetfeld und führt zu Teilentladungen, die die Beschichtung zu einem Kohlenstoffkanal erodieren. Verwenden Sie Vakuumimprägnierung, halten Sie die Ölfeuchte unter 10 ppm und verwenden Sie ein ölbeständiges Epoxidharz. Diese drei Maßnahmen verhindern die Bildung von Luftblasen.

Frage 6: Wie dick sollte die Epoxidschicht sein?

Legen Sie den Mindestwert von t ≥ V_rated / E_epoxy_safe fest, wobei E_epoxy_safe bei gefülltem Epoxidharz 5–8 kV/mm beträgt. Bei 10 kV entspricht dies einer Beschichtungsdicke von 1.3 mm bis 2 mm. Halten Sie die Dickenabweichung anschließend durch Zentrifugalverkapselung und Vakuumentgasung unter 15 %, da eine dünne Stelle das Feld konzentriert.

7. Referenzen

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  3. IEC 60384-8, Festkondensatoren für elektronische Geräte – Teil 8: Festkondensatoren mit keramischem Dielektrikum, Klasse 1Genf: IEC, 2015.
  4. IEC 60270, Hochspannungsprüfverfahren — TeilentladungsmessungenGenf: IEC, 2015.
  5. Erickson, RW, und Maksimović, D., Grundlagen der Leistungselektronik, 3. Aufl. Cham: Springer, 2020.
  6. Mohan, N., Undeland, TM, und Robbins, WP, Leistungselektronik: Wandler, Anwendungen und Design, 3. Aufl. Hoboken, NJ: Wiley, 2003.
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  9. MIL-PRF-55681 Rev. H, Chipkondensator, Mehrschichtkondensator, Festkondensator, Keramikdielektrikum, etablierte und nicht etablierte Zuverlässigkeit, Allgemeine Spezifikation fürColumbus, OH: DLA Land and Maritime, 2025.
  10. Beobachtungen zur Bogensaison und zum Boarddesign (Technische Notiz zu Hochspannungsüberschlägen, Flussmittelrückständen und Layout), Johanson Dielectrics, Inc., https://www.johansondielectrics.com/docs/3939/arc-season-and-board-design-observations.pdf .
  11. HVC-Anwendungsentwicklungsteam Hochspannungs-Keramikkondensator Technische Ressourcen, https://www.hv-caps.com
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