Napięcie przebicia drutu nawojowego emaliowanego DNE – wartości wg IEC 60317-13, Grade 1/2/3

Pytanie

podaj napięcie przebicia izolacji drutu nawojowego emaliowanego ( dne)

Odpowiedź Sztucznej Inteligencji

Bezpośrednia odpowiedź na pytanie

• Typowy drut nawojowy emaliowany DNE (poliesterimid + PAI, klasa temperaturowa 180-200 °C) osiąga napięcie przebicia co najmniej 5 kV dla najczęściej stosowanych średnic 0,2-1,5 mm (Grade 2).
• Wartość dokładna zależy od średnicy drutu, „grubości izolacji” (Grade 1/2/3) oraz metody badania i wg norm IEC 60317-13 / IEC 60851-5 mieści się w przybliżonych przedziałach: • Grade 1: 1,5 – 5 kV
  • Grade 2: 3 – 8 kV
  • Grade 3: ≥ 6 – 15 kV

Szczegółowa analiza problemu

1. Norma i metodyka pomiaru

Badanie przeprowadza się wg IEC 60851-5 (pkt 4.2 – metoda „cylinder” lub „twisted pair”), napięciem AC 50/60 Hz przy narastaniu 100–500 V/s aż do przebicia. Wartości graniczne określa kompatybilna z typem emalii norma materiałowa (dla DNE najczęściej IEC 60317-13 lub ‑51).

2. Minimalne napięcia przebicia wg IEC 60317-13 (poliesterimid, kl. 200 °C)

*Grade 3 nie zawsze występuje w IEC 60317-13; wartości w tabeli odpowiadają praktyce producentów.

3. Dane katalogowe (2023-2024)

• DNE 200 0,80 mm, 0,95 mm, 1,50 mm – napięcie probiercze 5 kV (Gotronik, ElektronikSC).
• DNE DAMID 200 Grade 1 0,19-0,45 mm – 7 kV (Kwant).
• DN1E EL/AIW Class 200 Grade 1 – > 5 kV (Vega-Tronik).

4. Czynniki wpływające

1. Grubość emalii (Grade) – im wyższy, tym większe BDV (≈ 40-50 V/µm).
2. Średnica drutu – przy większej średnicy izolacja jest grubsza w µm, skutkując wyższym BDV.
3. Typ lakieru – PUR < PEW < EIW/AIW (DNE) pod względem BDV i termostabilności.
4. Temperatura i wilgotność – BDV maleje z temperaturą i zawilgoceniem.
5. Uszkodzenia mechaniczne i starzenie – nawet mikrozarysowanie podczas nawijania obniża BDV.

5. Teoretyczna zależność

\[ U{\text{BDV}} \approx k \cdot t{\text{iso}} \] gdzie \(k\) ≈ 40-50 V/µm, a \(t_{\text{iso}}\) to suma wszystkich warstw emalii.

Aktualne informacje i trendy

• Rosnące zapotrzebowanie na wysoką gęstość mocy sprzyja stosowaniu drutów FIW (Fully Insulated Wire) o BDV > 10-20 kV przy średnicach 0,1-0,6 mm.
• Pojawiają się nano-kompozytowe emalie poprawiające BDV bez zwiększania grubości.
• Normy IEC 60317-0-7 i IEC 60216-20 wprowadzają kryteria częściowych wyładowań (PD ≤ 5 pC) zamiast samego BDV.

Wspierające wyjaśnienia i detale

• „Napięcie probiercze” (routine hipot) = najniższe dopuszczalne napięcie testowe w 100 % kontroli produkcji; zwykle równe lub nieco niższe od minimalnego BDV z normy.
• „Napięcie przebicia” (BDV) = statystyczne minimum zmierzone wg IEC 60851 na nowych próbkach.

Aspekty etyczne i prawne

• Projektant ma obowiązek zachować margines bezpieczeństwa (IEC 60664-1, IEC 61558 dla transformatorów).
• Nieprzestrzeganie wytycznych może prowadzić do awarii, ryzyka porażenia i odpowiedzialności prawnej producenta.

Praktyczne wskazówki

1. Przyjmuj napięcie robocze ≤ 30-50 % minimalnego BDV.
2. Stosuj test hipot po procesie nawijania – 1 s @ (0,8 × BDV).
3. Unikaj ostrych krawędzi na karkasie; stosuj papier/taśmę dystansującą.
4. Dla przetwornic impulsowych rozważ drut FIW lub potrójny Grade 3, by ograniczyć PD.

Ewentualne zastrzeżenia lub uwagi dodatkowe

• Wartości z katalogów różnych firm mogą się różnić o ±20 %.
• BDV maleje wraz z czasem i temperaturą (prawo Arrheniusa); uwzględnij starzenie.

Sugestie dalszych badań

• Pomiar aktywności częściowych wyładowań przy napięciach impulsowych.
• Ocena wpływu falovitów i powłok nano-ceramicznych na BDV.
• Studium starzeniowe drutów DNE vs. FIW w temperaturach > 180 °C.

Krótkie podsumowanie

Drut DNE, najpopularniejszy emaliowany drut klasy 200 °C, zapewnia napięcie przebicia ≥ 5 kV dla większości średnic (Grade 2). Dokładną wartość wyznaczają średnica, grubość emalii i norma IEC 60317-13; orientacyjnie rozrzut wynosi 1,5-15 kV. Do projektowania przyjmuj 30-50 % BDV jako maksymalne napięcie robocze i weryfikuj dane w karcie katalogowej konkretnego producenta.