هيئة سيراميك لسلسلة الفتيل المعرفة في صناعة السلسلة

في أنظمة حماية دوائر الطاقة الجديدة ، يعمل الجسم الخزفي لسلسلة Fuse Compled بمثابة "Core Protection Core" في Fuse ، وهو مكون رئيسي يوازن بين أداء العزل ، والاستقرار الحراري ، والقوة الميكانيكية. من الدوائر عالية الجهد للسيارات الكهربائية إلى أنظمة DC لتخزين الطاقة الكهروضوئية ، يحدد أدائها مباشرة سرعة استجابة الصمامات وموثوقية الحماية في ظل ظروف التشغيل القصوى. تحلل ما يلي المعرفة الأساسية للصناعة والنقاط الرئيسية الفنية من وجهات نظر خصائص المواد ، ومنطق الأداء ، وسيناريوهات التطبيق ، ومعايير التصنيع ، والاتجاهات التكنولوجية.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

يجب أن يفي باختيار المواد لجسم السيراميك لـ Siemens LV HRC Fuse المتطلبات الثلاثية المتمثلة في "العزل أولاً ، ومقاومة درجة الحرارة باعتبارها الأساسية ، والقوة كأساس". هذا يحدد قيمته الأساسية في بيئات الدائرة المعقدة. يستخدم التيار الرئيسي للصناعة السيراميك الألومينا 95 ٪ والسيراميك أكسيد البريليوم كركائز. تشكل هاتان المادتان حلًا تقنيًا تكميليًا. السيراميك الألومينا (al₂o₃) ، مع مقاومة العزل تتجاوز 1000mΩ وقوة الانحناء البالغة 300 ميجا باسكال ، هي الخيار المفضل لموازنة العزل والخصائص الميكانيكية. في دائرة البطارية عالية الجهد للسيارات الكهربائية ، تضمن مقاومة العزل التيار تيار تسرب أقل من أو يساوي 1μA عند 1000 فولت ، وهو أقل بكثير من عتبة السلامة. السيراميك أكسيد البريليوم (BEO) ، مع توصيل حراري عالي قدره 280 واط/(م ・ k) (حوالي خمسة أضعاف من الألومينا) ، مناسبة للسيناريوهات التي تتطلب تبديد حرارة سريعة ، مثل دوائر الصمامات ذات التردد العالي للخلطات الضوئية ، حيث يمكنها السيطرة على ارتفاع درجة الحرارة المحلية في الوقت الحالي إلى حد بعيد. تؤثر النقاء المادي وعملية التلبيد بشكل مباشر على حدود الأداء: يتطلب جسم الخزف في فتيل فتيل التلبد عند 1600 درجة لتحقيق كثافة تتجاوز 3.85 جم/سم ، مما يضمن استقرار مقاومة العزل. يجب أن تحافظ سيراميك أكسيد البريليوم على محتوى شوائب أقل من أو يساوي 0.5 ٪ لمنع تدهور الموصلية الحرارية بسبب عيوب الشبكة. المعالجة السطحية هي أيضا أمر بالغ الأهمية. إن طحن الدقة (الخشونة RA أقل من أو تساوي 0.8 ميكرومتر) يقلل من تركيز المجال الكهربائي ويحسن الصمود بنسبة 20 ٪ ، وهو أمر بالغ الأهمية للتشغيل الآمن في تطبيقات الجهد العالي (مثل الدوائر التي تزيد عن 400 فولت).

 

 

يتم دائمًا توافق تصميم معلمات الأداء للجسم السيراميك لـ EV Fuse بشكل وثيق مع المتطلبات الكهربائية للتطبيقات المصب ، مما يشكل رسمًا فنيًا دقيقًا. يتطلب متطلبات مقاومة العزل أكبر من أو تساوي 1000 متر من متطلبات التكرار السلامة في مستويات الجهد المختلفة. في إمدادات طاقة تخزين الطاقة المحمولة (أقل من 36 فولت) ، تحافظ مقاومة العزل البالغة 1000mΩ على تيار التسرب أقل من 0.036μA. في الدوائر عالية الجهد للسيارات الكهربائية (800 فولت) ، يلزم مقاومة العزل البالغة 1500 م أو أعلى للحفاظ على تيار التسرب أقل من أو يساوي 0.5μA لتجنب خطر الصدمة الكهربائية.

 

يعكس التصميم المتدرج للجهد القدرة (التي تتراوح من بضع مئات من الفولت إلى عدة آلاف فولت) التفكير القائم على السيناريو. تستخدم وحدات التحكم في الطاقة الشمسية المنزلية 500 فولت السيراميك الجهد ، والتي تجتاز تردد الطاقة لمدة دقيقة واحدة أمام اختبار الجهد دون انهيار. تتطلب دائرة البطارية الرئيسية للسيارة الكهربائية تصنيف 3000V تصمد أمام الجهد للحفاظ على سلامة العزل تحت جهد زيادة 10KV. يتناول مدى مقاومة درجة الحرارة (-50 درجة إلى 500 درجة) البيئات القاسية: يجب على المعدات الكهروضوئية في الهواء الطلق في شمال شرق الصين تحمل درجات الحرارة تصل إلى -40 درجة لمنع المكونات الخزفية الهشة ؛ يجب أن يحافظ جسم الخزانة الخزفي على الصمامات المساعدة للسيارة الكهربائية بالقرب من مقصورة المحرك إلى الاستقرار الأبعاد (معامل التمدد الحراري أقل من أو يساوي 6 × 10⁻⁶/K) تحت التشغيل على المدى الطويل عند 150 درجة.

 

توازن تصميم القوة الميكانيكية للوزن والحماية: تتميز السيراميك الصغير لـ DC Vuses (قطرها 5 مم) بسمك جدار 1 مم وقوة انثناء أكبر من أو تساوي 200 ميجا باسر ، وتلبية متطلبات الوزن الخفيفة للأجهزة المحمولة. تتميز مكونات السيراميك الصناعية الكبيرة (قطرها 20 ملم) بسمك جدار 3 مم ، مما يحقق قوة ثنية تتجاوز 350 ميجا باسكال وضغط محوري 500n ، وتلبية متطلبات مقاومة الاهتزاز لتوربينات الرياح (لا يوجد تكسير في اختبار التردد في عملية مسح 10-2000 هرتز).

 

تختلف متطلبات الأداء الخاصة بتغليف السيراميك لروابط الصمامات في سيناريوهات الطاقة الجديدة المختلفة بشكل كبير ، مما يؤدي إلى التكرار المكرر لتكنولوجيا المنتج. في قطاع المركبات الكهربائية ، تكون المتطلبات الأساسية هي "عزل الجهد العالي + مقاومة الاهتزاز": يجب أن يجتاز الجسم الخزفي في وحدة توزيع الطاقة عالية الجهد (PDU) اختبار الجهد 3000V والحفاظ على السلامة الهيكلية أثناء اختبار الاهتزاز 10G. يمكن أن يؤدي استخدام السيراميك المصنوع من السيرامينا مع عملية لحام Cap Metal End (قوة اللحام أكبر من أو تساوي 100N) إلى تقليل معدل الفشل إلى 0.01 ٪ سنويًا.

تعطي أنظمة تخزين الطاقة الكهروضوئية الأولوية "مقاومة الطقس + الاستقرار الحراري":السيراميك لفصل الصمامات الكهربائية والهجينةيجب أن يحافظ الصمامات من جانب DC في المحولات المركزية على تقلب مقاومة العزل أقل من أو يساوي 10 ٪ خلال دورات درجة الحرارة من -30 درجة إلى 85 درجة. تقصر الموصلية الحرارية العالية لسيراميك أكسيد البريليوم وقت التبريد بعد ذوبان إلى أقل من ثانية ، مما يمنع عهد القوس. تستخدم معدات تخزين الطاقة الموزعة السيراميك الألومينا مع طلاء النانو ، مما يزيد من مقاومة رذاذ الملح إلى 1000 ساعة ، مما يجعله مناسبًا للبيئات الساحلية الرطبة. المتطلبات الأساسية لأجهزة الطاقة الجديدة المحمولة (مثل إمدادات الطاقة الخارجية) هي "المصغرة + التكلفة المنخفضة". باستخدام 90 ٪ من السيراميك الألومينا (تكلفة أقل بنسبة 15 ٪ من 95 ٪ من الطرز) ، يحقق هذا المنتج بصمة صغيرة 5 مم × 3 مم من خلال صب الحقن الدقيق. كما أنه يحافظ على مقاومة عزل أكبر من أو تساوي 1000 متر ، وتلبية متطلبات الحماية للدوائر التي تقل عن 100 فولت.