Hallo mikrocontroller.net-Freunde Ich versuche gerade ein Konzept für eine Hochspannungsspeisung zu erarbeiten. Das Konzept beinhaltet Hochspannungstransformatoren, die sekundärseitig mit SMD-Diodengleichrichtern und SMD-Glättungskondensatoren auf einem PCB bestückt versehen sind. Das Gebilde (PCB's montiert auf Trafos) sollte aus Gründen der Isolierung in einem Ölbad eingetaucht betrieben werden. Frage: Können bestückte PCB's dauerhaft im Öl betrieben werden. Werden die Materialien vom Öl angegriffen. Müssen die PCB’s lackiert oder in Harz vergossen werden oder können diese einfach im Ölbad verbleiben? Das Öl ist übrigens vom Typ: Synthetic Ester, MIDEL 7131 Vielen Dank für Hinweise.
Moin, ich hab schon gesehen wir komplette PC's in Parafin Öl gebadet wurden - ob das allerdings die Lebenserwartung der Platinen verkürzt hat, kann ich dir nicht sagen. Gruß Jonas
Beste Informationsquelle wäre der Hersteller von dem Produkt. Die werden am schon wissen wie sich andere Werkstoffe bei einer langen Einwirkzeit verändern.
Hallo Tobias. Tobias S. schrieb: > Das Konzept beinhaltet Hochspannungstransformatoren, die > sekundärseitig mit SMD-Diodengleichrichtern und > SMD-Glättungskondensatoren auf einem PCB bestückt versehen sind. Bei dem Projekt ist es zimlich egal, ob Du SMD oder THT nimmst. Du must auf jeden Fall ganze Ketten von SMD Bauelemente in Reihe schalten, um auf die Spannungen zu kommen.... > Frage: > Können bestückte PCB's dauerhaft im Öl betrieben werden. Grundsätzlich ja. Hatte ich selber mit zu tun. > Werden die > Materialien vom Öl angegriffen. Die antwort ist: Teils-Teils. Es hängt eben auch an Deinem Öl und dessen Verunreinigungen bzw. Additiven, und natürlich an Deinen Bauteilen. Auf jeden Fall dauert es eine Weile, bis sich was zersetzt hat. Im allgemeinen können die Komponenten das aber gut ab. Nicht Vergossene Relais sind übrigens ein No-Go. Wenn das Öl in das Relais läuft, schaltet es träge oder auch gar nicht mehr. Umgekehrt machen die Luftblasen aus der Füllung Probleme im Isolieröl. Generell ist es sehr ungünstig, wenn Du Gasblasen im Öl hast. Dort ist die Isolierwirkung reduziert, aber andererseitz ist dort wegen des kleinen Epsilon r die Feldstärke sehr hoch, was zu Teilentladungen führt. Diese wiederum degenerieren wegen der Zersetzungsprodukte Öl und Bauteile. Darum musst Du dafür sorgen, dass Du keine Luftblasen (Gasblasen) mehr im Öl hast, was je nach Ausführung des Behälters und der Platine ein Akt sein kann (vor allem, wenn Du nicht die passenden Vorrichtungen hast). Öl altert. Es verharzt bzw. nimmt Wasser und Schmutz auf. Darum verändern sich sowohl die Isolierfähigkeit als auch andere elektrische Eigenschaften mit der Zeit. Eine Ölfüllung muss darum, je nachdem wie sie Belastet wurde, wie dicht sie eingeschlossen wurde und was die Anforderungen sind, alle paar Jahre erneuert werden. Sie kann auch aufbereitet werden, aber das ist nur im Tankwagenmassstab sinnvoll. Es ist wichtig, die Ölfüllung hermetisch Dicht einzuschliessen. Nicht nur, weil Fettflecken häßlich sind, sondern auch umgekehrt, damit das Öl kein Wasser und keinen Sauerstoff und Stickstoff aus der Luft aufnimmt. Bei der Aufarbeitung wird Wasser und Schmutz sowie Zersetzungs- und Oxidationsprodukte entfernt. Leider werden dabei auch die Additive (z.B. Oxidationsinhibitoren) entfernt. Diese müssen anschliessend gegebenenfalls ersetzt werden. Die wenigsten Hersteller können oder wollen etwas dazu sagen, wenn Du Ihre Produkte in Öl tunkst. Können sie auch nicht wirklich, weil eben auch vieles am Öl und seiner Zusammensetzung hängt. Darum bist Du auf eigene Versuche und Erfahrungen angewiesen. Aus meiner Erfahrung weiss ich, dass sich die meisten Bauteile zumindest ein paar Jahre problemlos verhalten. Die Preise für Isolieröl liegen in etwa in der Größenordnung eines besseren Motoröls. Vorraussetzung, Du nimmst mindestens ein 200 liter Fässchen und hast Verhandlungsgeschick. Die Mindermengenzuschläge sind grausam, und eigentlich ist alles unter einer Tankwagenfüllung schon eine Mindermenge. > Müssen die PCB’s lackiert oder in Harz > vergossen werden oder können diese einfach im Ölbad verbleiben? Das was ich gesehen habe, war lackiert im Öl. Verguss war nur da, wo das Beuteil normal auch einen Verguss hatte. Z.B. kastenförmige Kunststoffkondensatoren von unten. Es ist sinnvoll, Kupferoberflächen zu lackieren, weil das Kupfer als Katalysator bei der Alterung des Öls dient. Das gilt wohl auch für andere Metalle, aber für Kupfer besonders. Schwefel ist auch ein sehr unerwünschter Bestandteil. http://www.doble.com/services/lab_services_collaborative_study.html Auch der Stickstoff aus der Luft kann in Teilentladungen mit anderem zusammen in Salpetersäure verwandelt werden. Mit freundlichem Gruß: Bernd Wiebus alias dl1eic http://www.dl0dg.de
Kommt auf die Schaltung an. Falls recht kleine Kapzitäten verbaut werden, sollte man bedenken, daß Öl auch eine andere Dielektrizitätskonstante haben wird als Luft.
Danke euch soweit für die Statements. Nachtaktiver schrieb: > Beste Informationsquelle wäre der Hersteller von dem Produkt. Hab einen Kontaktiert der nur meinte: "Öl ist nicht gleich Öl." Motorenöl soll PCB's angreifen und sehr aggressiv sein. Zu anderen Ölen hat man wenig Erfahrungen gemacht. Das Öl, welches ich werde, ist übrigens vom Typ: Synthetic Ester, MIDEL 7131 Bernd Wiebus schrieb: > Bei dem Projekt ist es zimlich egal, ob Du SMD oder THT nimmst. Du must > auf jeden Fall ganze Ketten von SMD Bauelemente in Reihe schalten, um > auf die Spannungen zu kommen.... Richtig. Typ und Schaltungsaufbau bzw. PCB-Design ist schon fertig. Bernd Wiebus schrieb: > Die antwort ist: Teils-Teils. Es hängt eben auch an Deinem Öl und dessen > Verunreinigungen bzw. Additiven, und natürlich an Deinen Bauteilen. > Auf jeden Fall dauert es eine Weile, bis sich was zersetzt hat. Im > allgemeinen können die Komponenten das aber gut ab. ÖLtyp ist eben Synthetic Ester, MIDEL 7131. Ich will schon garantieren können, dass die Anlage lange störungsfrei betrieben werden kann, ohne dass sich irgendetwas zersetzt. Ausser den genannten SMD-Bauteilen Dioden-Stack, dem Kondensatoren-Stack und Anschlüssen befindet sich nichts mehr auf dem PCB. -----> Um also sicher zu gehen und eine Garantie abgeben zu können sollte ich also die Platinen lackieren? Dann stellt sich natürlich wiederum die Frage was für einen Lack man nimmt und welche Firma sowas macht. Die Stückzahl ist nicht wenig und es sollte sichergestellt sein, dass keine Stelle unlackiert bleibt. Das schliesse ich aus den Kommentaren. Vielleicht hat von euch noch jemand eine Adresse einer Firma für mich, bei der ich nachfragen kann bzw. die sich auf sowas spezialisiert hat?
Wenn man die Wahl hat Öl oder Vergussmasse fährt man häufig mit Vergussmasse besser. Man verzichtet auf Reparierbarkeit und thermisch ist Vergussmasse meist auch nicht der Hit, dafür spart einige Probleme. Viel Erfolg Hauspapa
Hallo, MIDEL 7131 ist recht gut dafür geeignet. Das normale Trafo-Isolieröl ist "Diesel" ohne Zusätze, und definitiv NICHT gegeignet.
Vergussmasse statt Öl ist nur bis zum ersten Überschlag ok, dann ist nichts mehr mit Selbstheilung. Beim Betrieb in Öl kommt es auf die Freigaben der Hersteller des Platinenmaterials, der Gehäuse und Lacke an. Oder aber der Hersteller des Öls macht die Angaben zur Freigabe bei dieser Verwendung. Problematisch wird vor allem die Restfeuchte und -säure des Öls über die gesamte Betriebszeit sein. Meist reicht es aber schon die Öle möglichst Wasserarm zu halten. Synthetische Öle liegen da meist vorne und haben etwas vorhersagbare Konsequenzen im Einsatz. Notfalls mit Umwelttest und einer konkreten Anwendung qualifizieren, wenn die Hersteller das nicht auf ihre Kappe nehmen wollen. Oder ein ordentliches Gehäuse finden und nur die interessanten Teile dann im Ölbad hinter dem Gehäuse betreiben.
Hallo Tobias. Tobias S. schrieb: > Vielleicht hat von euch noch jemand eine Adresse einer Firma für mich, > bei der ich nachfragen kann bzw. die sich auf sowas spezialisiert hat? Shell bot mal ein spezielles Isolieroel für Röntgenröhren an, das auch gute Kühleigenschaften hat, aber ab Temperaturen knapp unter dem Gefrierpunkt problematisch wurde. Ansonsten gibt es von Shell andere Standardprodukte. Shell "S3-ZXi" (ehemalige Bezeichnung Diala DX) und Shell "S3-ZXiG" (ehemalige Bezeichnung Diala GX) Der Unterschied ist, das S3-ZXiG Additive zur Bindung von Gasen hat. In erster Linie allerdings zur Bindung von Zersetzungsgasen (Wasserstoff). Hersteller und Bezeichnung: Shell: Diala AX, D , DX, G, GX (klassisches Naphten) http://www.qclubricants.com/transformeroils.htm Eller Montan: ELMO TO 8 (klassisches Naphten) BP: ENERGOL JS-R und JSH-A Beide "getrocknet", JSH-A mit Oxidationsinhibutor Zusatz. Aral/BP: Isolan Wintershall: WIOLAN IF 10 Starke+Sohn: TDB StaSo U ohne oxidations Inhibitor TDB StaSO I mit oxidations Inhibitor http://www.starkeundsohn.de/ Esther: Envirotemp FR3 Midel eN Midel 7131 Zum Handling: Kleinere Geräte: Das Isolieröl wird meist heiß (60°C) und unter Vakuum in die ebenso vorher ausgeheitzten und evakuierten Hochspannungstanks eingefüllt. Dabei wird das Öl unmittelbar vorher noch durch eine Vakuumtrocknung geschickt. Desweiteren ist es üblich, beim Wechsel des Öls zu spülen: D.h. der Behälter wird wie üblich mit neuem,frischem Öl gefüllt. dieses verbleibt 24h im Gerät, dann wird das Öl aber wieder abgelassen und ummittelbar darauf mit der endgültigen Füllung ersetzt. Für einfache Fälle: Öl zwar nicht unter Vakuum einfüllen, aber zusehen, das es möglichst wenig kontakt mit Luft bekommt. Hochspannungstank vorher ausheizen und spülen. Bei Großtransformatoren wird das Öl unmittelbar vor dem Befüllen ebenfalls getrocknet. Auf das Vakuum wird aber im allgemeinen verzichtet. Bei Transformatoren mit verhältnismäßig großen Ölvolumen wird allerdings oft ein Schutzgaspendel verwendet. Bei Mittelspannung kann das sogar noch Stickstoff sein. Kleinere Transformatoren werden auch vorher ausgeheizt. Isolieröle Naphtene Vorteile: Bekannt, Nachteile: brennbar, wassergefärdend, geringe kann nur geringe Temperaturen aushalten. PCB Nachteil: verboten, giftig. vorteil: Nicht brennbar, gute Alterungsbeständigkeit. Silikonöl Vorteile: Wenig Wasseraufnahme, geringe Brennbarkeit, gute Alterungsbeständigkeit. Nachteile: Teuer, wenig Erfahrung in Bezug auf Langzeitverhalten unter Hochspannung. Ester vorteile: kann hohe Temoeraturen aushalten, schlecht brennbar(Brennpunkt >300 Grad Celsius), nicht wassergefärdend. Stark Hydroskopisch: entfernt gut Wasser aus anderen Isolierstoffen (Vorteil vor allem bei Cellulose (Oel/Papier) Isolierung, Angeblich mit Naphtenen gut mischbar. (Wichtig wegen Restbestände nach Ablassen). Nachteile: Oxidation, wenig Erfahrung. Stark Hydroskopisch: Nimmt stark Wasser aus der Umgebung auf. Die Isolierfähigkeit sinkt bei Wasseraufnahme sehr stark ab. Allgemein: Schwefelgehalt (Raffinierung mit Schwefeldioyd/Schwefelsäure) kann Probleme machen. Weniger durch Anfressen von Metallen, durch Anlagerung von leitfahigem Kupfersulfid. Zersetzungsprodukte sind autokatalytisch, d.H. ihre Anwesenheit begünstigt die weitere Zersetzung. Auch die Anwesenheit von Kupfer (und anderen Metallen) wirkt katalytisch. Eigentlich sind die Isolieröle miteinander mischbar, sofern es sich um die Grundsubstanzen handelt. Probleme können aber die Additive bereiten. (Wichtig speziell in Ölpapierisolationen, bei denen sich die Isolierung ja vollsaugt, und wo darum auch nach Ablassen der Tankfüllung ein großes Residuum verbleibt.) Der (reine) Grundstoff sollte sich überall hinzumischen lassen. Additive können unter anderem sein: Phenole als Oxidationsinhibutoren und was basisches als Säurepuffer. Silikonöl wird anderen Ölen als Schauminhibitor zugesetzt. Das Alterungsverhalten von Estern ist dem von Naphtenen sehr ähnlich. Im trockenen Zustand ist ihre Durchschlagsfestigkeit mit 32kV/mm (80kV pro 2,5mm Kalottenelektroden) besser als die von Naphtenen. Aber starke Wasseraufnahme. Das kann gut sein bei einem Papier- und Celluloseanteil in der Isolierung. Gealterte Ester erhöhen u.U. stark ihre Viskosität, was zu Problemen bei der kühlung führen kann. Eventuell auch zu Inhomogenität und damit zu Teilentladungen mit Zersetzung. Lagerung: Kein Licht (begünstigt Oxidation/Zersetzung). Kühl lagern aber Kondensierung von Wasser vermeiden. Lagerung in entsprechenden "sauberen" Behältern. Kein Luft und Wasserdampfzutrit (Metallbehälter). Ein paar "Hausnummern" bei der Reinigung von Isolieröl: Reinigung (Regenearation) von Isolieroel: Filterfeinheit: 5/1 Mikron Anfangsfeuchte des Oels: 50ppm Restfeuchte des Oels 1. Durchlauf: 5ppm Restfeuchte des Oels nach mehreren Durchlaeufen: 3ppm Anfangsgasgehalt des Oels: 10% vol. Restgasgehalt des Oeles nach 1. durchlauf: <0,2% Vol. Restgasgehalt des Oeles nach mehreren Durchlaeufen: <0,1% Vol. Nach mehrmaliger Regeneration ist eine Reraffinierung erforderlich, die immer in einer stationären Anlage erfolgt. Nach einer Regeneration können u.U. auch Additive aus dem Öl entfernt worden sein. Das muss analysiert und eventuell ergänzt werden. Shell gibt zu bedenken, das bestimmte Additive schon beim einfüllen unter Vakuum bzw. beim Trocknen ausgetrieben werden. Darum empfehlen sie die Lieferung des frischen, trockenen Öls in hermetisch verschlossenen Tanks unter Schutzgasatmosphäre. Reinigung von Estern: Filterung. zweistufige VaKuum-Entgasung: 1 Stufe: 50 Grad Celsius, 1mbar 2Stufe: 60 Grad Celsius, 0,1mbar Wassergehalt von unter 500ppm muss erreicht werden. Typische Eigenschaften von Naphten Transformatorenölen: Durchschlagsspannung 20-24 kV/mm (Trocken und sauber, Kalottenelektroden mit 2,5mm Abstand) Stockpunkt/Pourpoint < -40 Grad C Flammpunkt/ Flashpoint > 150 Grad Celsius Obige Angaben alle für Netztwechselspannung. Bei Gleichspannung ist das Verhalten durchaus anders. Informationen dazu müssen beim Hersteller direkt erfragt werden. Warnung: Es gibt KEINE Theorie zu Durchschlagsverhalten, wenn eine Mischspannung aus Gleich- und Wechselspannung vorliegt. Das Verhalten ist bizarr, Vorhersagen sind kaum möglich. (Rasquin 1995) Mit freundlichem Gruß: Bernd Wiebus alias dl1eic http://www.dl0dg.de
Öl ist nicht Öl!!!! Bitte spezifizieren, aus dem Bauch heraus würde ich Mineral! Öl empfehlen, wenn PAO dann keine Additive für höhere Druckfestigkeit o.Ä.
Markus schrieb: > Öl ist nicht Öl!!!! Mensch Markus entspann dich mal wieder. Weiter oben habe ich doch schon den genauen Typ angegeben und wenn du dir mal die sehr konstruktiven Kommentare von Bernd Wiebus anschaust werden die Unterschiede auch aufgezeigt. Vielen Dank euch, aber besonders Bernd für deine detailierten Erklärungen!
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