Elektrokemično staranje visoko{0}}napetostne izolacije releja: Kako lahko AgNi Bi-kovinski električni srebrni kontakt zagotovi zaščito?

V visoko{0}}napetostnih tokokrogih enosmernega tokokroga za nova energetska vozila in shranjevanje energije kontaktne reže relejev prenašajo na stotine do tisoče kilovoltov napetosti enosmernega vodila daljša obdobja po odklopu bremena. Nenehna prednapetost v kombinaciji s temperaturnimi nihanji in vlažnimi okolji sproži počasno elektrokemično staranje notranje izolacije, ki postopoma slabi njeno delovanje. Kot osrednja komponenta za preklapljanje visoko-napetostnih tokokrogov so izolacijski okvir in predelne stene AgNi Bi-kovinski električni srebrni kontakt nenehno izpostavljeni izkrivljenemu električnemu polju. Kopičenje prostorskega naboja pospeši poškodbe molekularnih verig polimernih materialov okoli kontaktov. Medtem ko izolacijska upornost morda ne bo bistveno nihala v zgodnjih fazah, se lastna prebojna trdnost dielektrika stalno zmanjšuje.

Mehanizmi staranja izolacije enosmernega in izmeničnega električnega polja so bistveno različni. V pogojih delovanja izmeničnega toka se električno polje večkrat obrne, kar oteži, da naboj znotraj dielektrika ostane stabilen. DC prednapetost pa po drugi strani nenehno vnaša naboj v plitvo izolacijsko plast in ustvarja lokalno dodatno električno polje, ki moti porazdelitev potenciala. To vpliva na vse izolacijske vmesnike v votlini releja in reža, ki nastane po zlomu okrogle srebrne bimetalne zakovice, je območje koncentriranega električnega polja. Prostorski naboj se tu kopiči hitreje, zlahka povzroča mikrorazpoke na površini izolacijskega materiala, kar ustvarja inherentne napake za kasnejšo vlago in ionsko korozijo.

Okolja z izmenično temperaturo in vlažnostjo povečajo stopnjo staranja izolacije z več prekrivajočimi se učinki. Visoke temperature pospešijo vbrizgavanje naboja in razgradnjo polimera, medtem ko nizke temperature povzročijo krčenje, kar povzroči drobne vrzeli v izolacijskih komponentah. Po dolgotrajni-trajnosti sledovi vlage neizogibno prodrejo v zaprto votlino. Vlaga elektrolizira v enosmernem električnem polju, pri čemer nastajajo jedki ioni, ki nenehno razjedajo keramično tesnilno plast in izolacijski separator. Ko kovinski prah ostane v votlini, ioni migrirajo vzdolž električnega polja in tvorijo prevodne dendrite. Sledi kovinskih ostankov, ki se ločijo od robov bi-metal Silver kontaktov, so eden od glavnih virov kontaminacije, kar znatno poveča tveganje elektrokemične migracije in razpada izolacije.

Obstajata dve ključni šibki točki v procesu staranja izolacije v releju. Prva je izolacijska pregrada, ki ločuje kontakte od tuljave, kjer obstaja stalna potencialna razlika. Če substrat vsebuje polarne majhne molekule ali zlahka higroskopske komponente, se bo proces staranja eksponentno pospešil. Drugi je metaliziran tesnilni vmesnik med vodniki in keramično votlino. Steklasti medij zlahka obarja ione alkalijskih kovin, kar iz leta v leto postopoma zmanjšuje izolacijo vmesnika. Bimetalna srebrna kompozitna kontaktna zakovica je nameščena blizu predelne stene in popačenje električnega polja, ki ga povzroči dolgotrajni-naboj kontaktov, znatno pospeši proces staranja zaradi korozije na teh dveh šibkih področjih.

Od proizvodne faze je mogoče učinkovito ublažiti problem staranja izolacije, ki ga povzroča-dolgotrajna prednapetost enosmernega toka. Med proizvodnjo imajo prednost izolacijski substrati z nizko-ionsko,-odpornostjo-na sledenje. V celotnem procesu sestavljanja se vzdržuje strog nadzor čistoče, da se zmanjšajo ostanki kovinskih delcev. Po globokem vakuumskem sušenju votline se napolni z inertnim plinom za tesnjenje in izolacijo vlage. Za zasnovo kontakta je treba debelino izolacijske predelne stene in postopek oblikovanja optimizirati, da ustrezata značilnostim porazdelitve električnega polja visokotokovnega kontakta, zmanjšanju koncentracijskih točk električnega polja in zmanjšanju kopičenja prostorskega naboja pri viru.

Med delovanjem in vzdrževanjem sistema mikroskopskega stanja notranje izolacije releja ni mogoče neposredno zaznati. Vendar pa lahko dolgoročno spremljanje-podatkov uporabimo za napovedovanje tveganj okvare izolacije. Redno zbiranje skupne izolacijske upornosti in sledenje njenim trendom ob hkratnem spremljanju nenormalnih alarmnih signalov iz naprav za nadzor izolacije sistema je ključnega pomena. Poškodba visoko-napetostnih relejev, izpostavljenih dolgotrajni-DC prednapetosti, je mikro-kumulativna napaka; verjetnost okvare izolacije se sistematično povečuje, ko se rele približuje svoji življenjski dobi. S kombiniranjem cikla obrabe Precision Cold Forming Contact z oceno staranja izolacije je mogoče natančneje predvideti točko okvare, kar zagotavlja varno delovanje visoko-napetostnega sistema.

Ob upoštevanju različnih dejavnikov, ki vplivajo na staranje izolacije,AgNi Bi-kovinski električni srebrni kontakt, prilagojen delovnim pogojem visoko-napetostnih enosmernih relejev, je podvržen preciznemu metalurškemu valjanju in površinski modifikaciji. To zmanjša količino kovinskih ostankov, ki nastanejo zaradi kontaktne razelektritve, oslabi vir elektrokemične korozije v votlini in v kombinaciji z dimenzijsko natančnostjo, prilagojeno delovnim pogojem, učinkovito ublaži stopnjo staranja okoliškega izolacijskega medija, s čimer podaljša celotno življenjsko dobo visoko-napetostnega releja, hkrati pa uravnoteži stabilnost prevodnosti in dolgoročno-zanesljivost.

Če potrebujete izbiro po meri ali nakup v velikem obsegu za kombinirane zakovice iz električne zlitine srebra in bakra, se obrnite na našo inženirsko ekipo za popolne rešitve in vzorčne ponudbe.