Merhaba wang.ncepu, bu iki soru da “malzeme” ve “prensip” hakkında ve ikisi de netleştirilmeye değer.
Birinci Bölüm: Malzeme Silika mı? — Evet
OFSCN® Poliimid Fiber Bragg Izgaraları / FBG Dizileri (Çıplak) standart OFSCN® 300℃ SM Poliimid Optik Fiber kullanır, yapısı kabaca şöyledir:
| Katman |
Malzeme |
Çap |
| Çekirdek (core) |
Domlanmış kuvars cam (silika bazlı, varsayılan olarak domlanmış çekirdek, saf silika çekirdek özel yapım olabilir) |
9 μm |
| Kaplama (cladding) |
Kuvars cam (silika) |
125 μm |
| Kaplama (coating) |
Poliimid |
Kaplandıktan sonra dış çap 155 μm |
Bu nedenle: Optik fiberin kendisi (çekirdek + kaplama) gerçekten silika camıdır ve kendisi mükemmel bir yalıtkandır; “metal olmayan, elektriksel olarak yalıtkan” özelliği, cam gövdesinin yanı sıra dışarıdaki poliimid kaplama katmanına (yine polimerik metal olmayan malzeme, yaklaşık 15 μm, 125 μm kaplamayı 155 μm’ye kaplar) da bağlıdır. Fiber, standart G.652D optik çubuk temelinde çekilmiştir.
İkinci Bölüm: Yüksek Voltaj Durumlarında Neden “Elektriksel Yalıtım” Gereklidir?
Cümlenizin ilk kısmı aslında tamamen doğrudur: Yüksek voltaj ızgaranın merkez dalga boyunu doğrudan etkilemez. Fiberin içinde ışık iletilir ve fiber gratik ışığın pasif bir bileşenidir, elektromanyetik girişime (EMI) karşı doğası gereği bağışıktır – bu aynı zamanda fiber optik sensörlerin yüksek voltaj/güçlü elektromanyetik ortamlardaki temel avantajlarından biridir. Dolayısıyla, “yalıtım gerekliliği” asla ışık sinyalini değil, yüksek voltajlı ekipmanın kendisini ve çevresindeki ortamı korur.
Önemli olan şudur: Metal muhafazalı bir sensör yüksek voltaj alanına yerleştirildiğinde, sorun “metal” olan iletken ile ilgilidir:
- Metal gövde, yüzen bir iletken haline gelir ve elektrik alanını bozar: Dikişsiz çelik borular ve metal bağlantılar, güçlü elektrik alanlarında yüzen elektrotlar haline gelir ve yerel elektrik alanını yükseltir ve düzensiz hale getirir.
- Korona ve kısmi deşarj (PD) oluşumunu tetikler: Elektrik alanı bozulmalarının meydana geldiği yerlerde korona ve kısmi deşarjlar kolayca oluşur. Kısmi deşarjlar, çevredeki yalıtım ortamlarını (yağ, kağıt, epoksi, gaz) sürekli olarak aşındırır ve yüksek voltaj yalıtımının yaşlanmasının bir numaralı nedenidir.
- Yüzey akımı ve atlama riski: Açıkta kalan metal kılıflar veya metal ile yalıtkan arasındaki arayüzler, yüzey akımı yolları oluşturabilir ve aşırı durumlarda atlamaya ve delinmeye neden olabilir.
- Toprak döngüleri ve indüklenmiş akımlar: Metal dış kaplamalar toprak döngüleri oluşturabilir veya değişen manyetik alanlarda döngü akımları indükleyerek ek ısınmaya, parazite ve hatta sensörün kendisine zarar verebilir.
- Kişi ve ekipman güvenliği: Açıkta kalan metal kılıf enerjili ise, dokunulduğunda elektrik çarpması riski vardır.
Tersine, metal olmayan muhafazalar (poliimid kaplı çıplak fiber gratik, seramik muhafaza, yalıtımlı muhafaza) yüksek voltaj alanına yerleştirildiğinde, iletkenleri tanıtmaz, elektrik alanını bozmaz, korona oluşturmaz veya yüzey akımı oluşturmazlar – bu, “yüksek voltajlı dahili parçalar için yalıtımın” gerçek nedenidir. Bu, o ışını değil, elektrikli ekipmanın yalıtım sistemini korur.
Tek cümleyle özetlersek: Işık sinyalleri yüksek voltajdan korkmaz, ancak metal muhafazalar yüksek voltajdan korkar. Sezginiz (“yüksek voltaj dalga boyunu etkilemez”) doğrudur, bu nedenle “yalıtım” gereksinimi sinyal için değil, ölçülen ekipman için hizmet eder.
Bu nedenle, önceki tablodaki ödünleşme geçerlidir: <1 mm için metal muhafaza kullanmanız gerekir (ancak yalıtımlı değildir), yalıtım için ise şu anda minimum boyut 150 tipte 1.0 mm’dir.
Bu düşünce akışını takip ederek, sizi hangi kategoriye ayıracağımızı belirlemek için bir çalışma durumu daha teyit etmek istiyorum:
Fiber gratiklerinizi doğrudan yüksek voltajlı elektrikli ekipmanın içine mi (örneğin transformatör, GIS, kablo gövdesi, jeneratör statoru) mi yerleştirmeyi/gömlemeyi istiyorsunuz, yoksa sadece enerjili ekipmanın yüzeyine yapıştırarak dış kablo sıcaklığını mı ölçmek istiyorsunuz?
Bu iki durum “yalıtım” ve “boyut” gereksinimleri açısından büyük farklılıklar gösterir – ayrıntılı teknik parametreler için yukarıdaki bağlantıları inceleyebilirsiniz. Özel teknik sorularınız varsa, tartışmaya devam etmekten memnuniyet duyarım.