Keramikas korpuss drošinātāju pieskrūvētu sēriju nozares zināšanām

Jaunās enerģijas ķēžu aizsardzības sistēmās drošinātāju pieskrūvēto sēriju keramikas korpuss kalpo kā drošinātāja "aizsargājošais kodols", kas ir galvenā sastāvdaļa, kas līdzsvaro izolācijas veiktspēju, termisko stabilitāti un mehānisko stiprību. Sākot ar elektrisko transportlīdzekļu augstsprieguma ķēdēm un beidzot ar fotoelektriskās enerģijas uzglabāšanas DC sistēmām, tā veiktspēja tieši nosaka drošinātāja reakcijas ātrumu un aizsardzības uzticamību ārkārtējos darbības apstākļos. Turpmāk tiek analizētas nozares pamatzināšanas un tehniskie galvenie punkti no materiālu īpašību, veiktspējas loģikas, lietojumprogrammu scenāriju, ražošanas standartu un tehnoloģisko tendenču viedokļa.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Materiāla izvēlei keramikas korpusam Siemens LV HRC drošinātājam jāatbilst trīskāršajām prasībām "vispirms izolācija, temperatūras pretestība kā kodols un stiprums kā pamats". Tas nosaka tā pamatvērtību sarežģītā shēmas vidē. Nozares vispārizglītojošie kā substrāti izmanto 95% alumīnija oksīda keramiku un berilija oksīda keramiku. Šie divi materiāli veido papildinošu tehnisko risinājumu. Alumīnija oksīda keramika (al₂o₃) ar izolācijas pretestību, kas pārsniedz 1000mΩ un lieces izturību 300MPA, ir vēlamā izvēle izolācijas un mehānisko īpašību līdzsvarošanai. Elektrisko transportlīdzekļu augstsprieguma akumulatora ķēdē tā izolācijas izturība nodrošina noplūdes strāvu, kas ir mazāka vai vienāda ar 1 μA pie 1000 V, kas ir krietni zem drošības sliekšņa. Berilija oksīda keramika (BEO) ar augstu siltumvadītspēju 280W/(M ・ K) (apmēram piecas reizes lielāka par alumīnija oksīdu) ir piemēroti scenārijiem, kuriem nepieciešama ātra karstuma izkliede, piemēram, augstfrekvences drošinātāju ķēdes ķēde fotovoltītiskā invertora, kur tās var kontrolēt vietējo temperatūru, kas palielinās melto līdz 50 grādiem. Materiālās tīrības un saķepināšanas process tieši ietekmē veiktspējas robežas: EV drošinātāju keramikas ķermenim nepieciešama saķepināšana 1600 grādos, lai sasniegtu blīvumu, kas pārsniedz 3,85 g/cm³, nodrošinot izolācijas rezistences stabilitāti. Berilija oksīda keramikai jāuztur piemaisījumu saturs, kas ir mazāks vai vienāds ar 0,5%, lai novērstu siltumvadītspējas sadalīšanos režģa defektu dēļ. Virsmas apstrāde ir arī izšķiroša. Precīza slīpēšana (raupjuma ra ir mazāka vai vienāda ar 0,8 μm) samazina elektriskā lauka koncentrāciju un uzlabo izturību par spriegumu par 20%, kas ir būtiska drošai darbībai augstsprieguma lietojumos (piemēram, ķēdes virs 400 V).

 

 

Keramikas korpusa veiktspējas parametru dizains EV drošinātājam vienmēr ir cieši saskaņots ar pakārtoto lietojumprogrammu elektriskajām prasībām, veidojot precīzu tehnisko kartēšanu. Izolācijas pretestības prasība lielāka vai vienāda ar 1000mΩ izriet no drošības atlaišanas prasībām dažādos sprieguma līmeņos. Pārnēsājamās enerģijas uzglabāšanas barošanas avotos (zem 36 V) izolācijas pretestība 1000mΩ uztur noplūdes strāvu zem 0,036μA. Elektrisko transportlīdzekļu augstsprieguma ķēdēs (800 V) ir nepieciešama izolācijas izturība 1500m vai augstāka, lai noplūdes strāva saglabātu mazāku vai vienādu ar 0,5 μA, lai izvairītos no elektriskā šoka riska.

 

Daudzpakāpju sprieguma spējas dizains (sākot no dažiem simtiem voltu līdz vairākiem tūkstošiem voltu) atspoguļo uz scenāriju balstītu domāšanu. Mājas saules kontrolieri izmanto 500 V izturu sprieguma keramiku, kas iziet 1 minūšu jaudas frekvenci, izturot sprieguma testu bez sabrukšanas. Lai saglabātu izolācijas integritāti ar 10kV pārspriegumu, galvenajai elektriskā transportlīdzekļa akumulatora ķēdei ir nepieciešams 3000 V izturīgs sprieguma vērtējums. Temperatūras pretestības diapazons (-50 grāds līdz 500 grādiem) pievēršas arī ekstrēmai videi: āra fotoelektriskajām iekārtām Ķīnas ziemeļaustrumos ir jāiztur temperatūra, kas ir zema kā -40 grādi, lai novērstu trauslus keramikas komponentus; Drošinātāju keramikas korpuss elektrisko transportlīdzekļu palīglīdzekļiem netālu no motora nodalījuma jāuztur izmēru stabilitāte (termiskās izplešanās koeficients ir mazāks vai vienāds ar 6 × 10⁻⁶/k) ilgtermiņa ekspluatācijā 150 grādos.

 

Mehāniskās stiprības konstrukcija līdzsvaro svaru un aizsardzību: maza keramika līdzstrāvas automobiļu drošinātājiem (5 mm diametrs) ir 1 mm sienas biezums un lieces stiprība, kas ir lielāka vai vienāda ar 200MPA, kas atbilst portatīvo ierīču vieglajām prasībām. Lieliem rūpnieciskiem keramikas komponentiem (20 mm diametrs) ir 3 mm sienas biezums, sasniedzot lieces stiprību, kas pārsniedz 350 mPa, un izturas 500N aksiālais spiediens, atbilst vēja turbīnu vibrācijas pretestības prasībām (nav plaisas 10–2000Hz slaucīšanas frekvences testā).

 

Veiktspējas prasības keramikas apvalkam drošinātāju saitēm dažādos jaunos enerģijas scenārijos ievērojami atšķiras, veicinot precizētu produktu tehnoloģijas iterāciju. Elektrisko transportlīdzekļu nozarē pamatprasības ir "augstsprieguma izolācija + vibrācijas pretestība": keramikas korpusam augstsprieguma jaudas sadales blokā (PDU) jāiziet 3000 V izturēt sprieguma testu un jāuztur konstrukcijas integritāte 10 g vibrācijas testa laikā. Izmantojot alumīnija oksīda keramiku ar metāla gala vāciņa metināšanas procesu (metināšanas stiprums lielāks vai vienāds ar 100N) var samazināt kļūmes līmeni līdz 0,01% gadā.

PV enerģijas uzkrāšanas sistēmas par prioritāti piešķir "laika apstākļu pretestība + termiskā stabilitāte":Keramika elektrisko un hibrīdu transportlīdzekļu drošinātājiemDC puses drošinātājam centralizētos invertoros ir jāuztur izolācijas pretestības svārstība, kas ir mazāka vai vienāda ar 10% temperatūras ciklos no -30 grādiem līdz 85 grādiem. Berilija oksīda keramikas augstā siltumvadītspēja saīsina dzesēšanas laiku pēc kausēšanas līdz mazāk nekā 1 sekundei, novēršot loka valdīšanu. Izplatītajā enerģijas uzglabāšanas aprīkojumā tiek izmantota alumīnija oksīda keramika ar nano pārklājumu, kas palielina sāls izsmidzināšanas izturību līdz 1000 stundām, padarot to piemērotu mitrā piekrastes videi. Galvenās prasības portatīvajām jaunām enerģijas ierīcēm (piemēram, āra barošanas avotiem) ir "miniaturizācija + zemas izmaksas". Izmantojot 90% alumīnija oksīda keramikas (par 15% zemākas izmaksas par 95% modeļu), šis produkts sasniedz niecīgu 5 mm x 3 mm pēdu, izmantojot precīzu iesmidzināšanas veidni. Tas arī saglabā izolācijas pretestību, kas ir lielāka vai vienāda ar 1000mΩ, kas atbilst aizsardzības prasībām ķēdēm zem 100 V.