Envelliment electroquímic de l'aïllament del relé d'alta tensió-: com pot proporcionar protecció el contacte elèctric de plata metàl·lic AgNi Bi-?

En circuits de corrent continu d'alta-tensió per a vehicles d'energia nova i emmagatzematge d'energia, els espais de contacte dels relés suporten entre centenars i milers de quilovolts de tensió del bus de corrent continu durant períodes prolongats després de desconnectar la càrrega. El biaix continu combinat amb les variacions de temperatura i ambients humits desencadena un envelliment electroquímic lent de l'aïllament intern, debilitant-ne gradualment el rendiment. Com a component bàsic per a la commutació de circuits d'alta tensió-, el marc d'aïllament i les particions que l'envolten del contacte elèctric de plata AgNi Bi-queden exposats constantment a un camp elèctric distorsionat. L'acumulació de càrrega espacial accelera el dany a les cadenes moleculars dels materials polimèrics al voltant dels contactes. Tot i que la resistència d'aïllament pot no fluctuar significativament en les primeres etapes, la força de ruptura intrínseca del dielèctric disminueix contínuament.

Els mecanismes d'envelliment d'aïllament dels camps elèctrics de CC i CA són fonamentalment diferents. En condicions de funcionament de CA, el camp elèctric s'inverteix repetidament, dificultant que la càrrega dins del dielèctric es mantingui estable. El biaix de corrent continu, d'altra banda, injecta contínuament càrrega a la capa d'aïllament poc profunda, creant un camp elèctric addicional localitzat que altera la distribució potencial. Totes les interfícies d'aïllament dins de la cavitat del relé es veuen afectades per això, i la bretxa formada després de trencar-se el rebló rodó de plata bimetal és una regió de camp elèctric concentrat. La càrrega espacial s'acumula més ràpidament aquí, induint fàcilment microesquerdes a la superfície del material aïllant, creant defectes inherents per a la corrosió i humitat posteriors.

Els ambients alternats de temperatura i humitat amplifiquen la taxa d'envelliment de l'aïllament mitjançant múltiples efectes superposats. Les altes temperatures acceleren la injecció de càrrega i la degradació del polímer, mentre que les baixes temperatures provoquen una contracció, creant petits buits en els components d'aïllament. Després d'un servei-a llarg termini, inevitablement, petites quantitats d'humitat es filtren a la cavitat segellada. La humitat s'electròliza en el camp elèctric de corrent continu, generant ions corrosius que erosionen contínuament la capa de segellat de ceràmica i el separador aïllant. Quan la pols metàl·lica roman a la cavitat, els ions migren al llarg del camp elèctric, formant dendrites conductores. Les restes metàl·liques de traça que es desprenen de les vores dels contactes de plata bi- són una de les principals fonts de contaminació, la qual cosa augmenta significativament el risc de migració electroquímica i ruptura de l'aïllament.

Hi ha dos punts febles bàsics en el procés d'envelliment de l'aïllament dins del relé. La primera és la partició aïllant que separa els contactes de la bobina, on hi ha una diferència de potencial permanent. Si el substrat conté molècules polars petites o components fàcilment higroscòpics, el procés d'envelliment s'accelerarà de manera exponencial. El segon és la interfície de segellat metal·litzat entre els cables i la cavitat ceràmica. El medi vidre precipita fàcilment ions de metalls alcalins, reduint gradualment el rendiment d'aïllament de la interfície any rere any. El rebló de contacte compost de plata bimetal es col·loca a prop de la partició i la distorsió del camp elèctric causada per la càrrega a llarg termini dels contactes accelera significativament el procés d'envelliment per corrosió en aquestes dues zones febles.

Des de l'etapa de fabricació, el problema d'envelliment de l'aïllament causat pel biaix de corrent continu-a llarg termini es pot mitigar eficaçment. Durant la producció, es prioritzen els substrats aïllants de baix-ions i alt-seguiment-resistents. Es manté un estricte control de neteja durant tot el procés de muntatge per reduir els residus de partícules metàl·liques. Després de l'assecat profund al buit de la cavitat, s'omple de gas inert per segellar i aïllar la humitat. Per al disseny del contacte, el gruix de la partició d'aïllament i el procés d'emmotllament s'han d'optimitzar per adaptar-se a les característiques de distribució del camp elèctric del contacte d'alt corrent, reduint els punts de concentració del camp elèctric i minimitzant l'acumulació de càrrega espacial a la font.

Durant el funcionament i el manteniment del sistema, l'estat microscòpic de l'aïllament intern del relé no es pot detectar directament. Tanmateix, es pot fer servir-la supervisió de dades a llarg termini per predir els riscos de fallades d'aïllament. És crucial recollir regularment la resistència general de l'aïllament i fer un seguiment de les seves tendències, alhora que supervisar els senyals d'alarma anormals dels dispositius de control d'aïllament del sistema. Els danys als relés d'alta-tensió sotmesos a una polarització de corrent continu-a llarg termini és una falla micro-acumulativa; la probabilitat de fallada de l'aïllament augmenta sistemàticament a mesura que el relé s'acosta a la seva vida útil. En combinar el cicle de desgast del contacte de formació en fred de precisió amb l'avaluació de l'envelliment de l'aïllament, es pot predir el punt de fallada amb més precisió, garantint el funcionament segur del sistema d'alta tensió-.

Tenint en compte els diferents factors que influeixen en l'envelliment de l'aïllament,Contacte de plata elèctrica AgNi Bi-metall, adaptat a les condicions de funcionament dels relés de corrent continu d'alta -tensió, se sotmet a un tractament de laminació metal·lúrgica de precisió i modificació de superfícies. Això redueix la quantitat de residus metàl·lics generats per la descàrrega de contacte, debilita la font de corrosió electroquímica a l'interior de la cavitat i, combinat amb una precisió dimensional adaptada a les condicions de funcionament, mitiga eficaçment la taxa d'envelliment del medi aïllant circumdant, allargant la vida útil general del relé d'alta tensió alhora que equilibra l'estabilitat de la conductivitat i la llarga fiabilitat.

Si teniu una selecció personalitzada o necessitats de compra a granel per als reblons combinats de coure de plata d'aliatge elèctric, no dubteu a contactar amb el nostre equip d'enginyers per obtenir solucions completes i pressupostos de mostres.