Aukštos{0}}įtampos nuolatinės srovės kontaktorių technologijos analizė, kaip epoksidiniai ir keramikos tipai apibrėžia energijos kaupimo sistemų saugos ribą

Energijos kaupimo sistemoms ir toliau tobulėjant prie 1500 V aukštos -įtampos platformų ir megavatų- lygio galios tankio, aukštos-įtampos nuolatinės srovės kontaktoriai, kaip pagrindinis elektros jungtis ir apsaugos blokas tarp akumuliatorių sistemų ir galios konvertavimo sistemų, tiesiogiai veikia sistemos saugą, dubliavimą ir veikimo patikimumą. Dabartiniuose pagrindiniuose sprendimuose epoksidinė kapsulė ir keraminė kapsuliacija sudaro du pagrindinius būdus. Keraminiai sprendimai dažnai priklauso nuo pagrindinių procesų, tokių kaip metalizuota keramika ir keramikos metalizavimas, kad būtų pasiektas aukštesnis sandarinimo ir konstrukcijos stabilumas.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Žvelgiant iš pagrindinės konstrukcijos perspektyvos, pagrindinis aukštos -įtampos nuolatinės srovės kontaktorių iššūkis yra efektyvus nuolatinės srovės lankų gesinimas. Kadangi nuolatinės srovės sistemose nėra natūralaus nulio{2}}kirtimo taško, sukūrus lanką, jis turi būti priverstinai valdomas išorinėmis priemonėmis. Epoksidinės kapsulės paprastai naudoja "magnetinio išpūtimo + dujų lanko gesinimo" derinį, naudojant magnetinį lauką, kad nustumtų lanką ir prailgintų jo kelią, tuo pat metu naudojant dujinį aušinimą lanko energijai susilpninti. Šio tipo konstrukcija remiasi įprastomis izoliacinių medžiagų sistemomis, o jos inkapsuliavimo pajėgumas ir atsparumo įtampos lygiai turi tam tikras viršutines ribas.

 

Priešingai, keramikos kapsuliavimo sprendimuose naudojamas didelio{0}}stiprumo keraminis apvalkalas ir hermetiškai uždaryta sujungimo technologija, sukurianti efektyvią dujų lanko{1}}gesinimo aplinką viduje. Šiuose gaminiuose paprastai sudaromos keramikos-į-metalinės konstrukcijos, naudojant metalizavimo keramikos procesą, kad būtų sukurta patikima keramikos ir metalo sąsaja, užtikrinant bendrą konstrukcijos stabilumą esant aukštai temperatūrai, aukštam slėgiui ir lanko poveikiui. Kartu su labai šilumai laidžia dujų aplinka pasiekiamas greitas lanko ištempimas ir aušinimas, o tai žymiai pagerina lūžimo gebą.

 

Šių dviejų technologijų pagrindiniai veikimo parametrai labai skiriasi. Epoksidiniai kontaktoriai paprastai naudojami 1000 V ir žemesnės įtampos platformose, užtikrinančios stabilų laidumą ir pertraukimo galimybes standartinėmis eksploatavimo sąlygomis, tačiau jų saugos riba yra santykinai ribota aukštos{2}}įtampos ir didelės-trumposios{4} grandinės poveikio scenarijuose. Kita vertus, keramikos gaminiai gali stabiliai veikti 1500 V ir aukštesnėse platformose, o dėl didelio-stiprumo struktūros, pagamintos iš didelio-stiprumo metalizuotų keramikos komponentų, jie pasiekia didesnį trumpojo-jungimo atsparumą ir didesnį atsparumą lanko smūgiui.

 

Atsparumas-trumpajam jungimui yra vienas iš pagrindinių saugos ribos matavimo rodiklių. Epoksidinės konstrukcijos yra linkusios į šiluminį nutekėjimą esant dideliems-srovių viršįtampiams, o keraminės kapsulės dėl savo puikios-atsparumo aukštai temperatūrai ir struktūrinio vientisumo gali išlaikyti pagrindinį konstrukcijos stabilumą esant trumpalaikiams-srovių viršįtampiams. Ši charakteristika paprastai priklauso nuo medžiagų sistemų, pvz., metalizuotos aliuminio oksido keramikos, kurios aukšta lydymosi temperatūra ir puikios elektros izoliacijos savybės daro juos itin svarbiomis aukštos- įtampos elektros įrangos pamatų medžiagomis.

 

Taikymo lygmeniu technologijų pasirinkimai aiškiai skiriasi. Komercinėse ir pramoninėse energijos kaupimo sistemose ir įkrovimo infrastruktūroje vis dar daugiausia naudojamos 1000 V platformos, keliančios aukštus kainos, dydžio ir partijos stabilumo reikalavimus; epoksidiniai sprendimai yra labai pritaikomi šiais atvejais.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Tačiau tinklo -pusės energijos kaupimo, maitinimo dažnio reguliavimo ir didelio-masto energijos kaupimo elektrinėse sistemos įtampa palaipsniui pereina į 1500 V ar net aukštesnį lygį. Šios programos kelia didesnius reikalavimus įrenginio atsparumui įtampai ir saugai, todėl pirmenybė teikiama keraminėms kapsuliavimo struktūroms, pagrįstoms tiksliai metalizuoto aliuminio oksido keramikos komponentais.

 

Be to, pagalbiniai kontaktai ir būsenos grįžtamojo ryšio mechanizmai yra vienodai svarbūs didelio{0}}patikimumo projektams. Keramikiniai kontaktoriai paprastai integruoja mechanines jungties pagalbines konstrukcijas, kad būtų pasiektas sinchroninis pagrindinio kontakto būsenos grįžtamasis ryšys ir taip atitiktų funkcinės saugos projektavimo reikalavimus. Šios didelio-tikslios konstrukcijos dažnai priklauso nuo tikslaus aliuminio keramikos dalių apdirbimo ir tikslaus metalizavimo procesų, kad būtų pasiektas aukštas nuoseklumas ir patikimumas, net ir naudojant sudėtingas struktūras.

 

Žvelgiant iš technologinės plėtros perspektyvos, epoksidiniai ir keraminiai kontaktoriai yra ne tik pakaitalai, o lygiagreti technologiniai keliai skirtinguose etapuose ir skirtingiems pritaikymo poreikiams. Epoksidiniai sprendimai palaiko dabartinę pagrindinę rinką su brandžiais procesais ir sąnaudų pranašumais, o keraminiai sprendimai, naudojant pažangias medžiagų sistemas, pvz., metalizuoto aliuminio oksido keramiką, skirtą elektriniams komponentams, teikia itin svarbią paramą būsimoms aukštos{1}}įtampos, didelio{2}}galios{3}}sistemoms.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Apskritai aukštos{0}}įtampos nuolatinės srovės kontaktorių technologinė raida nuosekliai buvo susijusi su nuolatiniu „saugaus pertraukimo pajėgumo“ gerinimu. Plečiantis energijos kaupimo sistemoms ir didėjant įtampos lygiams, reikalavimai medžiagų sistemoms, pakavimo procesams, konstrukcijų projektavimui ir toliau augs. Ypač aukštos įtampos scenarijuose keramikos pakavimo technologija, pagrįsta metalizuota keramika elektriniams komponentams, vaidins vis svarbesnį vaidmenį nustatant sistemos saugos ribas.

 

 

Aukštos{0}}įtampos elektros ir naujos energijos sistemos ir toliau tobulėja siekiant didesnio patikimumo ir saugumo, todėl daugiausia dėmesio skiriame aukšto-našumo teikimuimetalizuoti keraminiai komponentaiir susiję sprendimai, apimantys galios puslaidininkių metalizuotus keraminius korpusus, tikslius keraminius metalizuotus konstrukcinius komponentus ir pritaikytus izoliacinius mazgus. Panaudodami savo brandžią metalizuotos keramikos proceso sistemą ir griežtą kokybės kontrolę, teikiame stabilias, aukštai{1}}temperatūrai-atsparias ir aukštos{3}}izoliacijos-pagrindines medžiagas energijos kaupimo sistemoms, aukštos-tampos kontaktorius ir galios elektroninę įrangą, padedančią klientams kurti saugesnes ir efektyvesnes elektros sistemas.