Τεχνική ανάλυση των επαφών υψηλής τάσης DC

 

Με την ταχεία ανάπτυξη νέων ενεργειακών οχημάτων (NEV), συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας από μπαταρίες και υποδομής φόρτισης υψηλής- ισχύος, τα ηλεκτρικά συστήματα εξελίσσονται προς υψηλότερες τάσεις, υψηλότερα ρεύματα και μεγαλύτερη αξιοπιστία. Ως κρίσιμα εξαρτήματα μεταγωγής στα-ηλεκτρικά συστήματα υψηλής τάσης των NEV, οι επαφές DC υψηλής-τάσης διευκολύνουν την ασφαλή σύνδεση και αποσύνδεση μεταξύ του συστήματος μπαταρίας και του φορτίου, καθώς και παρέχουν προστασία από σφάλματα. αποτελούν θεμελιώδη στοιχεία για τη διασφάλιση της συνολικής ηλεκτρικής ασφάλειας του οχήματος.

 

Σε αντίθεση με τα παραδοσιακά ρελέ χαμηλής-τάσης, οι επαφές DC υψηλής-τάσης πρέπει να αλλάζουν αξιόπιστα κυκλώματα σε επίπεδα τάσης αρκετών εκατοντάδων βολτ ή υψηλότερα, ενώ αντέχουν σημαντικά μεταβατικά ρεύματα. Κατά συνέπεια, ο σχεδιασμός τους περιλαμβάνει όχι μόνο μηχανικές κατασκευές και ηλεκτρομαγνητική ενεργοποίηση, αλλά και μονωτικά υλικά, τεχνολογίες κατάσβεσης τόξων-και αξιοπιστία στεγανοποίησης.

 

Στα συστήματα μετάδοσης κίνησης NEV, οι επαφές συνεχούς ρεύματος υψηλής τάσης{{0} συνήθως εγκαθίστανται εντός της μπαταρίας έλξης, του μετατροπέα, του συστήματος ελέγχου κινητήρα και των κυκλωμάτων φόρτισης. Κατά την εκκίνηση του οχήματος, ο επαφέας κλείνει, επιτρέποντας στην μπαταρία έλξης να παρέχει ισχύ στο σύστημα κίνησης. Αντιστρόφως, όταν το όχημα σταματά ή ανιχνεύεται μια ανωμαλία, ο επαφέας ανοίγει γρήγορα για να απομονώσει το κύκλωμα υψηλής{2}τάσης και να αποτρέψει την κλιμάκωση των ηλεκτρικών βλαβών.

 

Καθώς οι πλατφόρμες τάσης στα NEV προχωρούν-μετάβαση από συστήματα 400V σε 800V ή ακόμα και υψηλότερες αρχιτεκτονικές-οι επαφές DC υψηλής-τάσης αντιμετωπίζουν όλο και πιο αυστηρές απαιτήσεις σχετικά με την ικανότητα αντοχής στην τάση, την ταχύτητα απόκρισης και τα πρότυπα ασφαλείας.

 

 

 

Οι επαφές DC υψηλής-τάσης αποτελούνται κυρίως από ένα σύστημα επαφής, έναν μηχανισμό ηλεκτρομαγνητικής ενεργοποίησης, ένα μονωτικό περίβλημα, μια δομή πυρόσβεσης τόξου-και εξαρτήματα στεγανοποίησης. Οι επαφές χειρίζονται τη μετάδοση ρεύματος και τη διακοπή, ο μηχανισμός ενεργοποίησης ελέγχει την κίνηση της επαφής και οι δομές μόνωσης-και κατάσβεσης τόξου καθορίζουν την αξιοπιστία του προϊόντος σε περιβάλλοντα υψηλής-τάσης.

 

Με βάση το-περιβάλλον πυρόσβεσης τόξου και τα υλικά του περιβλήματος, οι επαφές DC υψηλής-τάσης ταξινομούνται γενικά σε τύπους όπως κεραμικά κενού, κεραμικά ερμητικά σφραγισμένα και ενθυλακωμένα με εποξειδική ρητίνη.

 

Μεταξύ αυτών, η κεραμική δομή κενού χρησιμοποιείται ευρέως σε NEV, συστήματα αποθήκευσης ενέργειας υψηλής{0}τάσης και βιομηχανικά τροφοδοτικά λόγω της υψηλής διηλεκτρικής αντοχής, της εξαιρετικής απόδοσης στεγανοποίησης και των δυνατοτήτων κατάσβεσης σταθερού τόξου-.

 

Τα κεραμικά υλικά προσφέρουν υψηλή μηχανική αντοχή, χαμηλές διηλεκτρικές απώλειες και ανώτερη αντίσταση στη θερμότητα, διασφαλίζοντας αποτελεσματικά τη σταθερότητα της μόνωσης κατά τη μακροχρόνια-λειτουργία του επαφέα. Σε εφαρμογές υψηλής-τάσης, τα κεραμικά περιβλήματα μετριάζουν την επίδραση της υγρασίας, των ρύπων και των περιβαλλοντικών παραγόντων στα εσωτερικά εξαρτήματα.

 

Για παράδειγμα, οι κεραμικές θήκες ρελέ EV υψηλής-αξιοπιστίας προστατεύουν τα συστήματα εσωτερικών επαφών μέσω κεραμικών μονωτικών δομών, επιτρέποντας στον επαφέα να ανταποκρίνεται στις απαιτήσεις μακροπρόθεσμης-λειτουργίας υπό τις σύνθετες συνθήκες τυπικές των οχημάτων νέας ενέργειας.

 

 

 

Το εσωτερικό περιβάλλον λειτουργίας των επαφών DC υψηλής τάσης-είναι εξαιρετικά περίπλοκο. εμφανίζεται έντονο τόξο, ιδιαίτερα κατά τη διάρκεια υψηλής-διακοπής ρεύματος.

 

Η αποτυχία ελέγχου του τόξου γρήγορα και αποτελεσματικά μπορεί να οδηγήσει σε διάβρωση επαφής, υποβάθμιση της μόνωσης ή ακόμα και πλήρη αστοχία του εξοπλισμού.

 

Ενώ οι παραδοσιακές μέθοδοι κατάσβεσης με τόξο{1}}με βάση τον αέρα αντιμετωπίζουν περιορισμούς υπό συνθήκες υψηλής-τάσης και υψηλής-ρεύματος, η τεχνολογία κατάσβεσης τόξου κενού{4}}χρησιμοποιεί ένα περιβάλλον κενού για να ελαχιστοποιήσει την επίδραση των μέσων αερίου. Αυτό διευκολύνει την ευκολότερη εξαφάνιση του τόξου, αυξάνοντας έτσι την ικανότητα θραύσης και παρατείνοντας τη διάρκεια ζωής.

 

Ως βασικό υλικό για θαλάμους κενού, το κεραμικό πρέπει να πληροί πολλές απαιτήσεις ταυτόχρονα:

Υψηλή διηλεκτρική αντοχή.
Εξαιρετική ερμητική σφράγιση.
Αντοχή σε θερμικό σοκ;
Μακροπρόθεσμη-σταθερότητα.
Αξιόπιστη συγκόλληση με μεταλλικά εξαρτήματα.

 

Συνεπώς, η κεραμική επιμετάλλωση έχει γίνει μια κρίσιμη διαδικασία για την κατασκευή επαφών υψηλής-τάσης.

 

Η διαδικασία επιμετάλλωσης κεραμικών δημιουργεί ένα αξιόπιστο στρώμα συγκόλλησης μετάλλου στην κεραμική επιφάνεια, επιτρέποντας συνδέσεις υψηλής-αντοχής μεταξύ του κεραμικού εξαρτήματος και μετάλλων όπως ο χαλκός ή το μολυβδαίνιο, εξασφαλίζοντας σταθερή συγκόλληση κεραμικού-με-μετάλλου.

 

Αυτή η μέθοδος σύνδεσης όχι μόνο εξασφαλίζει μηχανική αντοχή, αλλά πληροί και τις απαιτήσεις για μακροπρόθεσμη-αξιόπιστη λειτουργία σε περιβάλλοντα υψηλής-τάσης, ερμητικά σφραγισμένα.

 

 

Η μεταλλοποίηση κεραμικών είναι μια τεχνολογία ζωτικής σημασίας για την κατασκευή προηγμένων ηλεκτρονικών κεραμικών. Περιλαμβάνει το σχηματισμό ενός επιμεταλλωμένου στρώματος στην επιφάνεια των κεραμικών αλουμίνας και στη συνέχεια την ένωση του κεραμικού με το μέταλλο χρησιμοποιώντας διαδικασίες όπως η συγκόλληση.

 

Στον τομέα των επαφών συνεχούς ρεύματος υψηλής τάσης{{0}, αυτή η τεχνολογία χρησιμοποιείται κυρίως για την κατασκευή περιβλημάτων θαλάμου πυρόσβεσης τόξου κενού, μονωτικών δομών στήριξης και ερμητικών συγκροτημάτων υψηλής{{2} τάσης.

 

Λόγω της υψηλής μηχανικής αντοχής και των εξαιρετικών ιδιοτήτων ηλεκτρικής μόνωσης, η αλουμίνα (Al2O3) είναι σήμερα το πιο ευρέως χρησιμοποιούμενο μονωτικό κεραμικό υλικό.

 

Για παράδειγμα, η χρήση ενόςκεραμικό περίβλημα αλουμίναςΗ δομή για επαφές DC υψηλής-τάσης ενισχύει αποτελεσματικά την αξιοπιστία της μόνωσης σε περιβάλλοντα υψηλής-τάσης, ενώ ελαχιστοποιεί την υποβάθμιση της απόδοσης κατά τη διάρκεια-μακροχρόνιας λειτουργίας. Σε σύγκριση με τα παραδοσιακά πλαστικά ή τα εποξειδικά υλικά, τα κεραμικά αλουμίνας μπορούν να αντέξουν υψηλότερες θερμοκρασίες και ισχυρότερα ηλεκτρικά πεδία, προσφέροντας ευδιάκριτα πλεονεκτήματα σε εφαρμογές πλατφόρμας υψηλής{4}τάσης για νέα ενεργειακά οχήματα.