Анализ на технологията на контактора за постоянен ток с високо{0}}напрежение Как епоксидните и керамичните типове определят границата на безопасност на системите за съхранение на енергия

Тъй като системите за съхранение на енергия продължават да се развиват към платформи с високо{1}}напрежение от 1500V и плътност на мощността на ниво-мегават, контакторите за постоянен ток с високо-напрежение, като основна електрическа връзка и защитна единица между батерийните системи и системите за преобразуване на енергия, влияят пряко върху безопасността, резервирането и експлоатационната надеждност на системата. В настоящите масови решения, епоксидното капсулиране и керамичното капсулиране представляват двата основни пътя. Керамичните решения често разчитат на ключови процеси като метализирана керамика и керамична метализация за постигане на по-високи нива на уплътняване и структурна стабилност.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

От фундаментална гледна точка на дизайна, основното предизвикателство на контакторите за постоянен ток с високо-напрежение се крие в ефективното гасене на DC дъги. Тъй като системите с постоянен ток нямат естествена нулева{2}}точка на пресичане, след като се генерира дъга, тя трябва да бъде принудително контролирана от външни средства. Епоксидното капсулиране обикновено използва комбинация от "магнитно издухване + гасене на газова дъга", като се използва магнитно поле за прогонване на дъгата и удължаване на нейния път, като едновременно с това се използва газово охлаждане за намаляване на енергията на дъгата. Този тип структура разчита на системи от конвенционални изолационни материали и нейният капацитет на капсулиране и нива на издържано напрежение имат определени горни граници.

 

За разлика от тях решенията за керамично капсулиране използват високо{0}}здрава керамична обвивка и херметично затворена технология за свързване, създавайки вътрешна среда за ефективно гасене на газова дъга-. Тези продукти обикновено включват структурен дизайн от керамика-към-метал, използвайки процес на метализиране на керамика за изграждане на надеждна връзка между керамиката и метала, осигурявайки цялостна структурна стабилност при висока температура, високо налягане и въздействие на дъга. В комбинация с високо топлопроводима газова среда се постига бързо разтягане и охлаждане на дъгата, което значително подобрява капацитета на прекъсване.

 

Двете технологии показват значителни разлики в ключовите параметри на производителността. Епоксидните контактори обикновено се използват на платформи от 1000 V и по-ниски, като осигуряват стабилна проводимост и възможности за прекъсване при стандартни условия на работа, но тяхната граница на безопасност е относително ограничена при високо-напрежение и високо-късо-сценарии на удар на верига. Керамичните продукти, от друга страна, могат да работят стабилно на платформи от 1500 V и по-високи и благодарение на високо-здравата структура, изградена с високо-якостни метализирани керамични компоненти, те постигат по-висока-способност за устойчивост на късо съединение и по-голяма устойчивост на ударна дъга.

 

Издръжливостта на-късо съединение е един от основните показатели за измерване на границите на безопасност. Епоксидните структури са склонни към термично бягство при високи-токови удари, докато керамичните капсули, поради превъзходната си висока-температурна устойчивост и структурна цялост, могат да поддържат основна структурна стабилност при краткосрочни-екстремни токови удари. Тази характеристика обикновено разчита на системи от материали като метализирана керамика от алуминиев оксид, чиято висока точка на топене и отлични електроизолационни свойства ги правят решаващи основни материали за високо{6}}електрическо оборудване.

 

На ниво приложение изборът на технология показва ясно разминаване. Търговските и промишлени системи за съхранение на енергия и инфраструктура за зареждане все още използват основно 1000V платформи с високи изисквания за цена, размер и стабилност на партидите; епоксидните разтвори са много адаптивни в тези сценарии.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Въпреки това, в електроцентралите за-съхранение на енергия от страната на мрежата, регулиране на честотата на мощността и-мащабни електроцентрали за съхранение на енергия системните напрежения постепенно преминават към 1500 V или дори по-високи нива. Тези приложения поставят по-високи изисквания към издържаното напрежение и безопасността на устройството, като по този начин предпочитат керамичните капсулиращи структури, базирани на прецизни метализирани алуминиеви керамични компоненти.

 

Освен това спомагателните контакти и механизмите за обратна връзка за състоянието са също толкова важни при високо-надеждните проекти. Керамичните контактори обикновено интегрират спомагателни структури за механично свързване, за да постигнат синхронна обратна връзка за състоянието на главния контакт, като по този начин отговарят на изискванията за дизайн на функционална безопасност. Тези високо-прецизни структури често разчитат на прецизна машинна обработка на алуминиеви керамични части и прецизни процеси на метализация, за да постигнат висока последователност и надеждност, дори при сложни структури.

 

От гледна точка на технологичното развитие, епоксидните и керамичните контактори не са просто заместители, а по-скоро паралелни технологични пътища на различни етапи и за различни нужди на приложение. Епоксидните решения поддържат текущия масов пазар със зрели процеси и ценово предимство, докато керамичните решения, чрез усъвършенствани системи от материали като метализирана алуминиева керамика за електрически компоненти, осигуряват решаваща подкрепа за бъдещи системи с високо-напрежение, висока-мощност-плътност.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Като цяло, технологичната еволюция на контакторите за постоянен ток с високо-напрежение последователно се върти около непрекъснато подобряване на „способността за безопасно прекъсване“. С разширяването на системите за съхранение на енергия и увеличаването на нивата на напрежение, изискванията към материалните системи, процесите на опаковане и структурния дизайн ще продължат да нарастват. Особено при сценарии с високо{3}}напрежение, технологията за керамично опаковане, базирана на метализирана керамика за електрически компоненти, ще играе все по-важна роля при определянето на границите на безопасност на системата.

 

 

Тъй като електрическите-високо напрежение и новите енергийни системи продължават да се развиват към по-висока надеждност и безопасност, ние се фокусираме върху осигуряването на висока-производителностметализирани керамични компонентии свързани решения, включващи метализирани керамични корпуси за силови полупроводници, прецизни керамични метализирани структурни компоненти и персонализирани изолационни възли. Възползвайки се от нашата зряла метализирана керамична технологична система и строг контрол на качеството, ние предоставяме стабилни, високо-температурно-устойчиви и високо-изолационни-производителни ключови материали за системи за съхранение на енергия, високо-напреженови контактори и захранващо електронно оборудване, помагайки на клиентите да изграждат по-безопасни и по-ефективни електрически системи.