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POWER
HIGH VOLTAGE
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- ELETTRONICA OGGI
459 - GENNAIO/FEBBRAIO 2017
triidrato di alluminio (ATH), combinati come additivi
per i materiali incapsulanti in modo da soddisfare i
requisiti di infiammabilità, come quelli previsti dalla
norma 94-V0 UL. A temperature di 220 °C e superio-
ri, l’ATH si scompone e rilascia il 35% del suo peso
sotto forma di vapore acqueo. Quando si verifica un
arco in un sistema ad alta tensione, è possibile che si
crei del plasma, con temperature superiori a 2000 °C.
Tuttavia, è stato possibile osservare la rottura di ma-
teriali a temperature ben al di sotto delle loro speci-
fiche in presenza di un campo elettrico di intensità
moderata. Il rilascio di vapore acqueo da ATH è van-
taggioso per ridurre la propagazione della fiamma,
ma è particolarmente indesiderato nei sistemi di iso-
lamento ad alta tensione (Fig. 2).
Da quanto esposto si evince che sono molti i poten-
ziali problemi di progettazione da prendere in con-
siderazione in un sistema ad alta tensione e i punti
fin qui analizzati rappresentano sono una parte. Dal
momento che i problemi di progettazione o di pro-
duzione possono richiedere anni per manifestarsi,
ognuno di loro deve essere compreso e considerato
prima del rilascio di un nuovo prodotto o processo. È
necessaria una grande attenzione ai dettagli duran-
te la progettazione e la produzione per evitare difetti
latenti. La corretta applicazione di concetti di inge-
gneria elettrica, ingegneria meccanica, chimica e fi-
sica sono tutti necessari durante la progettazione dei
prodotti ad alta tensione e dei loro processi produt-
tivi per poter ottenere un’alta affidabilità. Utilizzando
processi ben sperimentati per produrre prodotti ad
alta tensione permette di avere unità che funzione-
ranno per decenni, anche in condizioni estreme.
Un esempio di applicazione ad alta tensione che la-
vora in un ambiente estremo è quello con oltre 5,000
sensori di rilevamento dei neutrini, sepolti a due chi-
lometri di profondità nel ghiaccio polare antartico al
Polo Sud. Ogni sensore incorpora un modulo ottico
digitale (DOM) che utilizza un alimentatore ad alta
tensione XP Power. Con un funzionamento continuo
fino a -40 °C, e un service life di 20 anni, l’affidabilità
è un punto critico poiché non vi è alcuna possibi-
lità di riparare i sensori. I DOM sono stati operativi
nel ghiaccio per oltre dieci anni e non sono stati se-
gnalati guasti all’alta tensione. Il tempo medio per un
guasto critico (MTTCF) dell’alimentatore calcolato è
risultato essere 123 anni.
Fig. 2 – I residui di polvere bianca rimasti con questa particolare for-
mula di resina epossidica che si scompone sotto le sollecitazioni di un
campo elettrostatico e diversi cicli di temperatura. La polvere mostra
il percorso della corrente di dispersione