Em sistemas de alta-tensão, como baterias de veículos elétricos, conversores de armazenamento de energia e estações de carregamento rápido CC, os relés CC de alta-tensão desempenham um papel crucial na conexão e desconexão de circuitos CC de centenas ou até milhares de volts. Para garantir que o arco gerado quando os contatos se rompem seja efetivamente extinto e para manter a tensão suportável de isolamento entre os contatos por um longo período, esses relés geralmente adotam uma estrutura de cavidade selada preenchida com uma mistura de hidrogênio ou nitrogênio de alta{3}pressão. A estanqueidade da caixa do relé de cerâmica metalizada para alta temperatura determina essencialmente a estabilidade-de longo prazo do desempenho de isolamento do relé. Assim que ocorrer um pequeno vazamento na cavidade, o ambiente de isolamento originalmente isolado irá deteriorar-se lentamente, representando uma ameaça potencial à segurança do equipamento e do sistema.
O envelope cerâmico de relé de alumina para automóveis elétricos é normalmente construído pela metalização e soldagem de um anel cerâmico de alumina a uma tampa metálica e placa de base, formando um espaço selado completamente isolado da atmosfera externa. O ambiente interno de gás inerte ou redutor não apenas extingue efetivamente o arco, mas, mais importante ainda, fornece um meio isolante estável e de alta resistência-dielétrica-. Tensão operacional sub-avaliada, as folgas dos contatos e a distância entre os contatos e o invólucro dependem da distância da superfície entre o meio de gás e a parede interna de cerâmica para suportar a tensão. Essa estrutura selada resiste à corrosão direta do isolamento por umidade externa, névoa salina e poeira condutiva, permitindo que o relé mantenha alta resistência de isolamento e suporte níveis de tensão mesmo sob flutuações de temperatura automotivas e condições de vibração mecânica.
O vazamento de ar na cavidade geralmente se origina de pequenas rachaduras na interface de vedação de metal-cerâmica ou da expansão dos poros da solda sob tensão do ciclo térmico. O vazamento inicial é extremamente baixo e a troca gasosa só pode ocorrer quando há mudanças drásticas na pressão ou temperatura do ar externo. Quando ocorrer uma falha na vedação em uma caixa de cerâmica de alumina EV, o ar externo entrará, levando a uma deterioração gradual na composição e na pureza do gás interno. A entrada de oxigênio e umidade é uma causa direta da diminuição do desempenho do isolamento. As moléculas de água são adsorvidas na parede interna de cerâmica e na superfície do isolamento de contato, formando uma película de água fracamente condutora. Isto reduz significativamente a resistência do isolamento da superfície. A infiltração de umidade também pode fazer com que o separador de isolamento entre os componentes de alta e baixa tensão absorva umidade, diminuindo ainda mais a resistência à fuga.
A presença de oxigênio torna a liga de prata ou os materiais à base de-cobre dos contatos mais propensos à oxidação sob a alta temperatura do arco de ruptura. As partículas de óxido metálico resultantes crepitam e aderem à parede interna de cerâmica. O acúmulo de partículas condutoras pode criar possíveis caminhos de vazamento dentro da cavidade, levando potencialmente a descargas elétricas ou quebra durante o teste de tensão suportável do isolamento. Uma vez comprometida a integridade da vedação de uma caixa de relé de cerâmica de alumina EV, o desempenho do isolamento sofre um declínio gradual e irreversível, afetando continuamente a confiabilidade operacional e a vida útil do relé.
Como o interior da cavidade não é visível, os vazamentos iniciais são difíceis de detectar com aparência macroscópica. Portanto, a detecção de vazamento por espectrometria de massa de hélio de alta sensibilidade é normalmente usada na produção e no controle de qualidade para confirmar o desempenho da vedação e detectar vestígios de vazamento de gás. Para relés já em operação, testes regulares de resistência de isolamento são um método crucial para identificar possíveis problemas de vedação. Nas mesmas condições de temperatura e umidade, se a resistência de isolamento entre os contatos ou entre os contatos e a base apresentar uma tendência decrescente contínua, e fatores externos tiverem sido descartados, pode-se determinar que a Cerâmica de Alumina Metalizada para Componentes Elétricos apresenta risco de falha de vedação interna.
Na operação real, se a temperatura do invólucro do relé for significativamente mais alta do que a de produtos similares ao desconectar a mesma carga, o meio gasoso interno provavelmente se deteriorou, levando à redução da eficiência de extinção do arco e à conversão do excesso de energia do arco em calor. Nesse caso, a substituição preventiva deve ser providenciada imediatamente para evitar quebra do isolamento, causando aterramento de alta-tensão ou acidentes-de curto-circuito. A peça cerâmica de metalização para tubos isolantes de cerâmica metalizada é a principal linha de defesa para garantir a capacidade de isolamento de longo-prazo de relés CC de alta-tensão. Na seleção dos produtos, deve-se dar prioridade à confiabilidade do processo de vedação. Durante a operação e manutenção, um mecanismo de monitoramento de tendências de resistência de isolamento deve ser estabelecido para controlar os riscos de isolamento causados por falhas de vedação em um estágio inicial, garantindo efetivamente a operação segura e estável de novos sistemas de alta-energia de tensão.
Nosso-autodesenvolvido e fabricadoCaixa de relé de cerâmica metalizada de alta temperatura, contando com tecnologia madura de soldagem por metalização, apresenta excelente desempenho de vedação e pode suportar severas mudanças de temperatura e vibrações mecânicas. Ele evita efetivamente problemas como vazamento de ar e degradação do isolamento, atendendo perfeitamente aos requisitos de aplicação de vários relés CC de alta-tensão.
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