Elektrochemické starnutie vysokonapäťovej{0}}izolácie relé: Ako môže AgNi Bi-kovový elektrický strieborný kontakt poskytnúť ochranu?

Vo vysokonapäťových{0}}jednosmerných obvodoch pre nové energetické vozidlá a zásobníky energie nesú kontaktné medzery relé stovky až tisíce kilovoltov jednosmerného napätia zbernice po dlhú dobu po odpojení záťaže. Nepretržité predpätie v kombinácii s teplotnými zmenami a vlhkým prostredím spúšťa pomalé elektrochemické starnutie vnútornej izolácie, čím sa postupne oslabuje jej výkon. Ako základný komponent pre spínanie vysokonapäťových obvodov je okolitý izolačný rám a priečky AgNi Bi{4}}Electrical Silver Contact neustále vystavené skreslenému elektrickému poľu. Akumulácia priestorového náboja urýchľuje poškodenie molekulárnych reťazcov polymérnych materiálov okolo kontaktov. Zatiaľ čo izolačný odpor nemusí v počiatočných štádiách výrazne kolísať, vnútorná prierazná pevnosť dielektrika neustále klesá.

Mechanizmy starnutia izolácie jednosmerných a striedavých elektrických polí sú zásadne odlišné. V prevádzkových podmienkach striedavého prúdu sa elektrické pole opakovane obráti, čo sťažuje, aby náboj vo vnútri dielektrika zostal stabilný. Na druhej strane jednosmerné predpätie nepretržite vstrekuje náboj do plytkej izolačnej vrstvy, čím vytvára lokalizované dodatočné elektrické pole, ktoré narúša distribúciu potenciálu. Tým sú ovplyvnené všetky izolačné rozhrania v dutine relé a medzera vytvorená po prasknutí okrúhleho strieborného bimetalového nitu je oblasťou koncentrovaného elektrického poľa. Priestorový náboj sa tu hromadí rýchlejšie, ľahko vyvoláva mikrotrhlinky na povrchu izolačného materiálu, čím vznikajú prirodzené defekty pre následnú koróziu vlhkosťou a iónmi.

Striedavá teplota a vlhkosť prostredia zosilňujú rýchlosť starnutia izolácie prostredníctvom viacerých superponovaných efektov. Vysoké teploty urýchľujú vstrekovanie náboja a degradáciu polyméru, zatiaľ čo nízke teploty spôsobujú zmršťovanie a vytvárajú malé medzery v izolačných komponentoch. Po dlhodobom-používaní sa stopové množstvá vlhkosti nevyhnutne dostanú do utesnenej dutiny. Vlhkosť sa elektrolyzuje v elektrickom poli jednosmerného prúdu a vytvára korozívne ióny, ktoré nepretržite erodujú keramickú tesniacu vrstvu a izolačný separátor. Keď kovový prach zostane v dutine, ióny migrujú pozdĺž elektrického poľa a vytvárajú vodivé dendrity. Stopové kovové úlomky oddelené od okrajov bi-kovových strieborných kontaktov sú jedným z hlavných zdrojov kontaminácie, čím sa výrazne zvyšuje riziko elektrochemickej migrácie a rozpadu izolácie.

V procese starnutia izolácie v relé sú dve slabé miesta. Prvým je izolačná prepážka oddeľujúca kontakty od cievky, kde existuje trvalý potenciálny rozdiel. Ak substrát obsahuje polárne malé molekuly alebo ľahko hygroskopické zložky, proces starnutia sa exponenciálne urýchli. Druhým je pokovené tesniace rozhranie medzi elektródami a keramickou dutinou. Sklovité médium ľahko zráža ióny alkalických kovov, čím sa postupne rok čo rok znižuje izolačný výkon rozhrania. Bimetalový strieborný kompozitný kontaktný nit je umiestnený v blízkosti prepážky a skreslenie elektrického poľa spôsobené dlhodobým-nabíjaním kontaktov výrazne urýchľuje proces starnutia koróziou v týchto dvoch slabých oblastiach.

Problém starnutia izolácie spôsobený dlhodobým-predpätím jednosmerného prúdu možno účinne zmierniť už vo fáze výroby. Počas výroby sú uprednostňované nízko-iónové a vysoko-stopové-izolačné substráty. Počas celého procesu montáže sa dodržiava prísna kontrola čistoty, aby sa znížili zvyšky kovových častíc. Po hlbokom vákuovom vysušení dutiny sa táto naplní inertným plynom na utesnenie a izoláciu vlhkosti. Pre návrh kontaktu je potrebné optimalizovať hrúbku izolačnej priečky a proces formovania tak, aby zodpovedali charakteristikám distribúcie elektrického poľa vysokoprúdového kontaktu, čím sa znížia body koncentrácie elektrického poľa a minimalizuje sa akumulácia priestorového náboja pri zdroji.

Počas prevádzky a údržby systému nie je možné priamo zistiť mikroskopický stav vnútornej izolácie relé. Dlhodobé-monitorovanie údajov však možno použiť na predpovedanie rizík zlyhania izolácie. Pravidelné zhromažďovanie celkového izolačného odporu a sledovanie jeho trendov pri súčasnom monitorovaní abnormálnych alarmových signálov zo zariadení na monitorovanie izolácie systému je kľúčové. Poškodenie-vysokonapäťových relé vystavených-dlhodobému DC predpätiu je mikro-kumulatívna chyba; pravdepodobnosť zlyhania izolácie sa systematicky zvyšuje s blížiacou sa životnosťou relé. Kombináciou cyklu opotrebovania funkcie Precision Cold Forming Contact s hodnotením starnutia izolácie je možné presnejšie predpovedať bod zlyhania, čím sa zabezpečí bezpečná prevádzka vysokonapäťového- systému.

Berúc do úvahy rôzne faktory ovplyvňujúce starnutie izolácie,AgNi Bi-kovový elektrický strieborný kontakt, prispôsobené prevádzkovým podmienkam vysokonapäťových jednosmerných relé{0}}, prechádza presným metalurgickým valcovaním a úpravou povrchu. Tým sa znižuje množstvo kovových úlomkov generovaných kontaktným výbojom, oslabuje sa zdroj elektrochemickej korózie vo vnútri dutiny a v kombinácii s rozmerovou presnosťou prispôsobenou prevádzkovým podmienkam sa účinne zmierňuje rýchlosť starnutia okolitého izolačného média, čím sa predlžuje celková životnosť vysokonapäťového relé -pri súčasnom vyvážení stability vodivosti a dlhodobej-spoľahlivosti.

Ak máte vlastný výber alebo potrebujete hromadný nákup kombinovaných nitov z elektrickej zliatiny striebornej medi, neváhajte kontaktovať náš technický tím, ktorý vám poskytne kompletné riešenia a ukážkové cenové ponuky.