Технічний аналіз контакторів постійного струму високої-напруги: платформи високої{1}}напруги в транспортних засобах нового типу спонукають до модернізації технології керамічного ущільнення

 

Зі стрімким розвитком нових енерготранспортних засобів (NEV), систем накопичення енергії від акумуляторів та інфраструктури зарядки високої-потужності електричні системи розвиваються в напрямку вищих напруг, вищих струмів і більшої надійності. Будучи критично важливими комутаційними компонентами в електричних системах високої-напруги NEV, контактори постійного струму високої{3}}напруги сприяють безпечному з’єднанню та від’єднанню між акумуляторною системою та навантаженням, а також забезпечують захист від несправностей; вони є основними компонентами для забезпечення загальної електричної безпеки автомобіля.

 

На відміну від традиційних реле-низької напруги, контактори постійного струму високої{1}}напруги повинні надійно перемикати кола на рівнях напруги в кілька сотень вольт або вище, витримуючи значні перехідні стрибки струму. Отже, їх конструкція охоплює не лише механічні конструкції та електромагнітну активацію, але й ізоляційні матеріали, технології гасіння дуг-та надійність ущільнення.

 

У трансмісіях NEV високовольтні{0}}контактори постійного струму зазвичай встановлюються в тяговому акумуляторному блокі, інверторі, системі керування двигуном і ланцюгах заряджання. Під час запуску автомобіля контактор замикається, дозволяючи тяговій батареї подавати живлення на систему приводу; і навпаки, коли автомобіль зупиняється або виявляється аномалія, контактор швидко розмикається, щоб ізолювати ланцюг високої-напруги та запобігти ескалації електричних несправностей.

 

У міру розвитку платформ напруги в NEV{0}}перехід від систем 400 В до 800 В або навіть вищих архітектур-високовольтних-контакторів постійного струму стикаються з дедалі суворішими вимогами щодо здатності витримувати напругу, швидкості відгуку та стандартів безпеки.

 

 

 

Контактори постійного струму високої-напруги в основному складаються з контактної системи, електромагнітного механізму приведення в дію, ізоляційного корпусу, конструкції-гасіння дуги та ущільнювальних компонентів. Контакти забезпечують передачу та переривання струму, механізм приведення в дію контролює переміщення контактів, а ізоляція та конструкції-гасіння дуги визначають надійність продукту в середовищах високої-напруги.

 

Залежно від середовища-гасіння дуги та матеріалів корпусу контактори постійного струму високої{1}}напруги зазвичай класифікуються на такі типи, як керамічні вакуумні, керамічні герметичні та інкапсульовані в епоксидній смолі.

 

Серед них керамічна вакуумна структура широко використовується в NEV, високовольтних-системах накопичення енергії та промислових джерелах живлення завдяки її високій діелектричній міцності, чудовій герметизації та стабільній -гасінню дуги.

 

Керамічні матеріали забезпечують високу механічну міцність, низькі діелектричні втрати та чудову термостійкість, ефективно забезпечуючи стабільність ізоляції під час тривалої -роботи контактора. У -пристроях із високою напругою керамічні корпуси пом’якшують вплив вологи, забруднень і факторів навколишнього середовища на внутрішні компоненти.

 

Наприклад, високо-надійні керамічні корпуси реле EV захищають внутрішні контактні системи за допомогою керамічних ізоляційних структур, що дозволяє контактору відповідати вимогам тривалої -роботи в складних умовах, типових для нових транспортних засобів.

 

 

 

Внутрішнє робоче середовище контакторів постійного струму високої{0}}напруги дуже складне. виникає інтенсивне розрядження дуги, особливо під час-переривання сильного струму.

 

Нездатність швидко та ефективно контролювати дугу може призвести до ерозії контакту, погіршення ізоляції або навіть повного виходу з ладу обладнання.

 

У той час як традиційні методи-дугового-гасіння на основі повітря стикаються з обмеженнями в умовах високої-напруги та-струму, технологія вакуумного дугового-гасіння використовує вакуумне середовище, щоб мінімізувати вплив газового середовища. Це полегшує гасіння дуги, тим самим підвищуючи відключаючу здатність і подовжуючи термін служби.

 

Як основний матеріал для вакуумних камер, кераміка повинна відповідати одночасно кільком вимогам:

Висока діелектрична міцність;
Відмінна герметичність;
Стійкість до термічного удару;
Довгострокова-стабільність;
Надійне зчеплення з металевими компонентами.

 

Отже, металізація кераміки стала критично важливим процесом у виробництві контакторів високої-напруги.

 

Процес металізації кераміки створює надійний металевий сполучний шар на керамічній поверхні, що забезпечує високо-з’єднання між керамічним компонентом і такими металами, як мідь або молібден, забезпечуючи стабільне з’єднання кераміки--з металом.

 

Цей спосіб з’єднання не лише забезпечує механічну міцність, але й відповідає вимогам щодо тривалої-надійної роботи в герметично закритих середовищах під високою-напругою.

 

 

Керамічна металізація є життєво важливою технологією у виробництві вдосконаленої електронної кераміки; це передбачає формування металізованого шару на поверхні глиноземної кераміки та подальше з’єднання кераміки з металом за допомогою таких процесів, як пайка.

 

У сфері контакторів постійного струму високої{0}}напруги ця технологія в основному використовується для виготовлення корпусів вакуумних-камер пожежогасіння, ізоляційних опорних конструкцій і високовольтних герметичних вузлів-.

 

Завдяки своїй високій механічній міцності та чудовим електроізоляційним властивостям глинозем (Al₂O₃) наразі є найбільш широко використовуваним ізоляційним керамічним матеріалом.

 

Наприклад, наймаючиалюмінієвий керамічний корпусструктура контакторів постійного струму високої-напруги ефективно підвищує надійність ізоляції в середовищах високої-напруги, мінімізуючи погіршення продуктивності під час тривалої-експлуатації. Порівняно з традиційними пластиками чи епоксидними матеріалами, глиноземна кераміка може витримувати вищі температури та сильніші електричні поля, пропонуючи явні переваги в застосуванні на платформі високої-напруги для нових транспортних засобів.