Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Isolationsabstand in Hochvakuumkammer?


von Hannes (Gast)


Lesenswert?

Hallo Leute,

kann mir jemand eine Quelle nennen, in der ich die Isolationsabstände 
für Vakuumbetrieb ermitteln kann?
Leider gehen die "Üblichen" Tabellen (IPC/FED) nicht hierauf ein, 
sondern definieren maximal die Höhe in der man die Elektronik benutzen 
soll. Wohl auch wegen der Kühlung ;-)


Aja, mein System hat 48Vdc und soll in einer Hochvakuumkammer betrieben 
werden.

Vielen Dank
Hannes

von Rufus Τ. F. (rufus) Benutzerseite


Lesenswert?

Sind Dir die unter Normalbedingungen (Luft) zu groß?

Wenn nein: Nimm einfach die.

von Hannes (Gast)


Lesenswert?

Ich denke nicht, das es unter Vakuum (also weniger "freie" Elektronen) 
schneller zu einem "Übersprung" kommen kann.

Nur die Angaben der Höhe bei den üblichen Listen hat mich verunsichert.

von Andrew T. (marsufant)


Lesenswert?

Hannes schrieb:
> Hallo Leute,
>
> kann mir jemand eine Quelle nennen, in der ich die Isolationsabstände
> für Vakuumbetrieb ermitteln kann?
> Leider gehen die "Üblichen" Tabellen (IPC/FED) nicht hierauf ein,
> sondern definieren maximal die Höhe in der man die Elektronik benutzen
> soll. Wohl auch wegen der Kühlung ;-)
>

Nicht nur wegen der Kühlung, auch und vor allem wegen der (mit größerer 
Höhe zunehmenden) notwendigen größeren Isolationsabstände.

IEC 60601 p. 122 ff gibt Dir da bessere  Hinweise,
ebenso IEC 60664.

Das Thema ist dann eher, wiviel potentiell vorhandene Ionen in "Deinem" 
Vakuum sind. UHV ist das anders als HV, etc.

Ein Faktor 3 ist schnell erreicht .-)

von Route_66 H. (route_66)


Lesenswert?

Andrew Taylor schrieb:
> (mit größerer
> Höhe zunehmenden) notwendigen größeren Isolationsabstände.

Umgekehrt wird ein Schuh draus. Je dünner die Luft, desto höher die 
Spannungsfestigkeit; Am höchsten im Vakuum!

Die Tabellen für Luftstrecken beziehen sich auf Normaldruck in 
Meeresspiegelhöhe. Wenn Dein Hochspannungslabor auf 1000 m liegt, mußt 
du eine höhere Prüfspannung verwenden.

Das heißt für hannes: die Tabellenwerte sind auch im Vakuum ausreichend.

von Andrew T. (marsufant)


Lesenswert?

Route 66 schrieb:
> Andrew Taylor schrieb:
>> (mit größerer
>> Höhe zunehmenden) notwendigen größeren Isolationsabstände.
>
> Umgekehrt wird ein Schuh draus. Je dünner die Luft, desto höher die
> Spannungsfestigkeit; Am höchsten im Vakuum!

Tja, ich hätte das auch so vermutet, jedoch  sagt die iteratur etwas 
anderes bei "dünnerer Luft"..., siehe:

>
> Die Tabellen für Luftstrecken beziehen sich auf Normaldruck in
> Meeresspiegelhöhe. Wenn Dein Hochspannungslabor auf 1000 m liegt, mußt
> du eine höhere Prüfspannung verwenden.
>

Nein.
Der Abschnitt 8.9.1.5 des oben von mir zitierten Norm sagt eindeutig, 
das die Isolations-Luftstrecken mit größerer Höhe == niedrigerem 
Luftdruck zu ERHÖHEN sind.

von Günter R. (guenter-dl7la) Benutzerseite


Lesenswert?

Andrew Taylor schrieb:
> Nein.
> Der Abschnitt 8.9.1.5 des oben von mir zitierten Norm sagt eindeutig,
> das die Isolations-Luftstrecken mit größerer Höhe == niedrigerem
> Luftdruck zu ERHÖHEN sind.

Korrekt so, wegen zunehmenden Ionisationseffekten. Hast du kritische 
Distanzen, wo es trotzdem überschlägt, kannst du das durch geeignete 
Magnetfelder beeinflussen (hatten wir mal in einer Sputterkammer).

von Purzel H. (hacky)


Lesenswert?

In der Tat, ein schwaches Vakuum, zB 1mBar isoliert schlechter als Luft. 
Bei 10^-6 gibt es keine Durchschlaege mehr, aber bei 10^2 kann man gut 
noch Plasmaleuchten haben

von Udo S. (urschmitt)


Lesenswert?

Andrew Taylor schrieb:
> Tja, ich hätte das auch so vermutet, jedoch  sagt die iteratur etwas
> anderes bei "dünnerer Luft"..., siehe:

Das sind die Effekte bei geringerem Luftdruck, da hier die Ionen eine 
größere Strecke zurücklegen können bevor sie mit dem nächsten Molekül 
kollidieren und so eine höher Energie gewinnen um weitere 
Ionen/Elektronenpaare zu erzeugen.
Sobald man aber zu einem relativen Vakuum kommt kehrt sich das um, sonst 
gäbe es keine Hochspannungsvakuumschalter.
Siehe z.B. hier: http://www.hst.tu-darmstadt.de/index.php?id=202

Bei welchem Druck allerdings das Maximum der notwendigen Abstände liegt 
weiss ich nicht.

von Andrew T. (marsufant)


Lesenswert?

Schön das da langsam etwas Vernunft in die "Vakuum" Diskussion kommt.
Inkl. Praxiserfahrung.

von Stefan (Gast)


Lesenswert?

Das folgende bezieht sich auf die Durchschlagsfestigekeit des umgebenden 
Gases:

Das kommt auf dein Vakuum an. Die Durchschlagsfestigkeit sinkt zunächst, 
da die freie Weglänge mit sinkendem Druck zunimmt. Die Luftmoleküle 
nehmen zwischen zwei Stößen also mehr Energie aus dem Feld auf und es 
wird wahrscheinlicher, dass Stoßionisation stattfindet.

Bei extrem niedrigen Drücken gibt es allerdings kaum noch Gasmoleküle 
und somit existieren auch weniger potentielle Ladungsträger, daher nimmt 
die Spannungsfestigkeit bei tiefen Drücken wieder zu.

Achte aber darauf ob die Spannung erst im Hochvakuum anliegt, da du 
sonst beim Pumpen Überschläge bekommen könntest.

Ich sehe gerade dass Udo Schmitt schneller war, aber ich kann das was er 
sagt bestätigen.

von Possetitjel (Gast)


Lesenswert?

Udo Schmitt schrieb:

> Bei welchem Druck allerdings das Maximum der notwendigen
> Abstände liegt weiss ich nicht.

Das ist gasartspezifisch (also für Argon anders als für
Wasserstoff) und wird durch die --> Paschen-Kurve bzw.
das --> Paschen-Gesetz beschrieben.

von Ulrich H. (lurchi)


Lesenswert?

Solange es nur um 48 V DC geht, und keine große Sicherheitsreserve nötig 
ist, sollten die Abstände unkritisch sein. Zumindest für Luft liegt das 
Minimum der Paschenkurve oberhalb von 48 V  - man bekommt also 
unabhängig vom Druck keinen Zündung nach der Paschenkurve. Mit einem 
anderen Gas könnte das ggf. anders aussehen.

Gegen eine Zündung hilft im Vakkum auch mehr Abstand nicht, sondern eher 
weniger Abstand oder halt die Spannung erst anlegen wenn das Vakkum gut 
genug ist, dass der Abstand klein genug ist.

von Udo S. (urschmitt)


Lesenswert?

Possetitjel schrieb:
> wird durch die --> Paschen-Kurve bzw.
> das --> Paschen-Gesetz beschrieben.

Danke für das Stichwort.

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.