Új energia nagyfeszültségű{0}}áramkörvédelem: technológiai innováció a kerámia csövekhez az EV BS sorozathoz

Ahogy a fotovoltaikus ipari lánc a nagyobb hatékonyság és nagyobb lépték felé fejlődik, a biztosítékok alkalmazási forgatókönyvei egyre változatosabbak. Az elosztott fotovoltaikus erőművek húrinvertereihez általában alacsony névleges áramú biztosítékokat alkalmaznak; fordítva, a nagy-földre szerelt{2}}erőművek központosított rendszerei olyan nagy-teljesítményű termékeket igényelnek, amelyek képesek 80 A vagy annál nagyobb áramok kezelésére. Ez a tendencia ösztönözte a kerámiatest-technológia folyamatos iterációját az elektromos járművek biztosítékaihoz, megkövetelve, hogy ezek az alkatrészek kiváló mechanikai szilárdsággal és hősokkállósággal rendelkezzenek, ugyanakkor megőrizzék könnyű profiljukat. Az anyagválasztást tekintve a 95%-os alumínium-oxid kerámia az elektromos járművek segédbiztosítékainak karosszériájának előnyben részesített anyaga, köszönhetően kivételes elektromos szigetelő tulajdonságainak, nagy keménységének és magas hőmérsékleti ellenállásának; ez az anyag hatékonyan megbízható működést tesz lehetővé széles hőmérsékleti tartományban, -40 fok és 85 fok között.

Az elektromos járművek ágazatában a 800 V-os nagyfeszültségű{1}}platformok széles körben elterjedt alkalmazása még szigorúbb követelményeket támaszt a biztosítékokkal szemben. A fedélzeti biztosítékoknak nemcsak a több ezer ampert elérő rövidzárlati áramok megszakítására kell alkalmasnak lenniük rendkívül rövid időn belül, hanem ellenállniuk kell a jármű működése során fellépő erős vibrációknak és mechanikai ütéseknek is. Következésképpen az elektromos járművek biztosítékaihoz szükséges kerámiatestek tervezése és gyártása rendkívüli pontosságot igényel. Ezeket az egyenáramú gépjármű-biztosítékok kerámia alkatrészeit jellemzően nagy-tisztaságú szteatit vagy alumínium-oxid kerámiából állítják elő; a fejlett izosztatikus préselés és a magas hőmérsékletű szinterezési folyamatok révén egyenletes falvastagság és mikro-repedések hiánya biztosított, ezáltal garantálva a szerkezeti integritást szélsőséges rövidzárlati hiba esetén is.

Az elektromos járműveken belüli különféle nagyfeszültségű{0}}áramkörökhöz való alkalmazkodás érdekében a szigetelő elektromos szteatit kerámia biztosítéktestek alaktényezői jelentős eltéréseket mutatnak. Például az akkumulátorcsomagok főáramkörének védelmében általában csavaros-csatlakoztatott nagyfeszültségű-biztosítékokat használnak, ami szükségessé teszi, hogy ezeknek a csavaros-csatlakozású EV biztosítékoknak a timföldkerámia alkatrészei kivételesen nagy hajlítószilárdsággal és tömítőképességgel rendelkezzenek. Ezzel szemben a segédáramkörökben vagy a fedélzeti töltőkben (OBC) az elektromos járművek kiegészítő biztosítékaiban a kerámiatestek fókusza a miniatürizálás és a nagy megbízhatóság kombinációja felé tolódik el, így biztosítva a pontos túlterhelés- és rövidzár{7}védelmet kompakt térbeli korlátok között.

A tisztán elektromos járműveken túl a hibrid elektromos járművek (HEV) is nagymértékben támaszkodnak a nagy teljesítményű{0}}biztosítékok által nyújtott védelemre. Az elektromos és hibrid járművek biztosítékaihoz tervezett kerámia alkatrészeknek stabil elektromos teljesítményt kell fenntartaniuk bonyolult elektromágneses környezet és gyakori töltési{2}}kisülési ciklusok között. A biztosítékcsatlakozók kiváló minőségű-kerámia burkolata hatékonyan elszigeteli a magas{5}}hőmérsékletű fémgőzöket, amelyek a belső biztosítékelem megolvadásakor keletkeznek, megakadályozva a másodlagos szennyeződést vagy a rövidzárlatot a külső áramkörökben, és megóvják az új energiával rendelkező járművek magas-feszültségű biztonságát.

Az olyan infrastruktúrákban, mint az egyenáramú töltőállomások, a biztosítékok megbízhatósága közvetlenül összefügg a töltés biztonságával. Az elektromos járművek töltőinek biztosítékihez való kerámia csövek általában rendkívüli időjárásállóságot és -öregedésgátló tulajdonságokat igényelnek, hogy ellenálljanak a bonyolult és változó kültéri éghajlati viszonyoknak. A gyártási folyamat során ezek a kerámiacsövek szigorú hősokk-tesztelésen és légtömörségi ellenőrzésen mennek keresztül, hogy biztosítsák, hogy a hosszú távú-működés során ne fordulhasson elő szigetelési hiba vagy légszivárgás, ezáltal garantálva a töltési folyamat abszolút biztonságát.

A különböző országok és régiók eltérő szabványkövetelményeinek kielégítése érdekében a nagyfeszültségű{0}}biztosítékokhoz használt kerámiacsövek kialakítását megfelelően hozzá kell igazítani. Például a British Standard (BS) rendszernek megfelelő biztosítékokra a méretükre és szerkezetükre vonatkozóan speciális előírások vonatkoznak. Az EV British Standard biztosítékokhoz és az EV BS sorozathoz készült kerámiacsövek gyártása megköveteli, hogy a gyártók rendkívül nagy pontossággal rendelkezzenek a formafejlesztés és a folyamatirányítási képességek terén, biztosítva, hogy a termékek zökkenőmentesen integrálódjanak a brit szabványoknak megfelelő különféle nagyfeszültségű{3}} áramelosztó rendszerekbe.

Az ipari és az alacsony feszültségű{0}}áramellátási ágazatban az elektromos egyenáramú biztosítékokhoz használt kerámia csövek szintén nélkülözhetetlen szerepet játszanak. Az olyan termékeket, mint például a Siemens LV HRC biztosítékokhoz készült kerámiatestek, -amelyeket szabványos méretük és kiváló elektromos szigetelési tulajdonságaik- különböztetnek meg, széles körben alkalmaznak különféle ipari vezérlőszekrényekben és áramelosztó rendszerekben. Ezek a burkolatok nemcsak fizikai akadályként szolgálnak, hanem az ívoltókamra falaiként is funkcionálnak, amikor a biztosíték működik; a belső ívoltó közeggel{6}} együttműködve gyorsan megnyújtják és lehűtik az elektromos ívet, ezáltal biztosítva a hibaáramok biztonságos megszakítását.