Panoramica della conoscenza del settore dei fusibili ceramici

 

Il corpo del fusibile ceramico si riferisce al componente ceramico centrale che costituisce il guscio del fusibile ceramico e il supporto strutturale interno. Solitamente è realizzato in porcellana di allumina o talco di elevata purezza-e sinterizzato ad alta temperatura. Questo componente ha molteplici funzioni: contenere la fusione e il mezzo di estinzione dell'arco-, fornire isolamento elettrico, resistere all'impatto dell'arco ad alta{{4}temperatura e garantire l'integrità meccanica del fusibile. Nel sistema di accumulo dell'energia, il corpo in ceramica del fusibile per l'accumulo di energia è il corpo in ceramica del fusibile per l'accumulo di energia, utilizzato appositamente per la protezione del lato CC del sistema di accumulo dell'energia della batteria. La sua progettazione deve considerare pienamente lo stress del ciclo termico causato dalle frequenti cariche e scariche del sistema di accumulo dell'energia e gli speciali requisiti di estinzione dell'arco CC. A differenza dei normali corpi in ceramica dei fusibili, le applicazioni di accumulo di energia stabiliscono standard più elevati per la resistenza agli shock termici e la stabilità dell'isolamento a lungo-termine del corpo in ceramica. Il corpo in ceramica del fusibile per l'accumulo di energia fotovoltaica è un corpo in ceramica del fusibile per l'accumulo di energia fotovoltaica. È una sottocategoria sviluppata con la divulgazione dei sistemi integrati fotovoltaici e di accumulo. È necessario tenere conto delle caratteristiche CC ad alta-tensione del lato fotovoltaico e delle frequenti caratteristiche di fluttuazione del carico del lato di accumulo dell'energia. Il corpo in ceramica del fusibile per l'accumulo dell'energia fotovoltaica è un componente protettivo chiave del sistema di accumulo dell'energia fotovoltaica. La forma della cavità interna, la distribuzione dello spessore delle pareti e la finitura superficiale influiscono direttamente sull'effetto di riempimento del mezzo di estinzione dell'arco e sulla capacità di vincolo dell'arco.

 

Inoltre, i corpi in ceramica per i fusibili fotovoltaici della serie Bussmann rappresentano gli standard più elevati del settore in termini di purezza del materiale ceramico, densità di sinterizzazione e precisione dimensionale. Il corpo in ceramica per fusibili ad alta velocità è un corpo in ceramica per fusibili ad alta-velocità. La sua caratteristica principale è la velocità di risposta estremamente rapida. Viene solitamente utilizzato per proteggere dispositivi elettronici di potenza sensibili e richiede un controllo preciso delle caratteristiche di capacità termica e conduttività termica del corpo ceramico. Fusibile per corpi in ceramica per accumulo di energia è un termine generale per il corpo in ceramica dei fusibili per accumulo di energia, che copre molteplici livelli di applicazione dalla protezione del gruppo batterie alla protezione del pacco batterie. Il corpo in ceramica steatite per fusibile EV è un corpo in ceramica steatite per fusibili per veicoli elettrici. Si tratta di una tipica soluzione che bilancia costi e prestazioni ed è adatta per scenari applicativi automobilistici sensibili ai costi-. Tubo in ceramica per fusibile per accumulo di energia è un tubo in ceramica per fusibili per accumulo di energia. Solitamente è progettato con una sezione trasversale-quadrata o circolare. L'uniformità e la rettilineità dello spessore della parete sono fondamentali per garantire che la massa fusa sia centrata e assemblata. Il corpo in ceramica per fusibili automobilistici è il corpo in ceramica dei fusibili automobilistici, che deve soddisfare contemporaneamente i requisiti ambientali del veicolo come resistenza alle vibrazioni, variazioni di temperatura e corrosione in nebbia salina.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I principali materiali utilizzati per produrre corpi di fusibili in ceramica includono ceramica di allumina e porcellana di talco. Inoltre, le ceramiche al nitruro di alluminio o all'ossido di berillio vengono utilizzate anche in alcune-applicazioni molto richieste. Le ceramiche di allumina utilizzano allumina di elevata purezza (Al₂O₃) come componente principale. In base al diverso contenuto di allumina, è divisa in diversi gradi come porcellana 95, porcellana 97 e porcellana 99. Maggiore è il contenuto di allumina, aumenteranno anche la resistività volumetrica, la resistenza meccanica e la conduttività termica del materiale, ma aumenteranno di conseguenza anche i costi di produzione e le difficoltà di produzione. Per prodotti come il corpo in ceramica del fusibile per l'accumulo di energia e il corpo in ceramica del fusibile per l'accumulo di energia fotovoltaica utilizzati in scenari CC ad alta-tensione, vengono solitamente utilizzate ceramiche di allumina al 95% o 99%. La resistività del volume dell'allumina ad elevata purezza-può raggiungere 10¹⁴-10¹⁵Ω·cm e la resistenza alla flessione supera i 300 MPa. Può mantenere l'integrità strutturale senza scoppiare alle alte temperature (fino a migliaia di gradi Celsius) generate dagli archi CC. La porcellana talco utilizza come materie prime principali il talco (silicato di magnesio idratato), l'argilla e il feldspato. I suoi maggiori vantaggi sono la buona lavorabilità e la costante dielettrica moderata. Allo stesso tempo, la temperatura di sinterizzazione è bassa (circa 1250-1350 gradi) e il costo è significativamente inferiore a quello delle ceramiche di allumina ad elevata purezza. Il corpo in ceramica steatite per fusibile EV è un tipico rappresentante delle applicazioni in ceramica di talco.

 

Ha un rapporto costo-prestazioni elevato nelle applicazioni automobilistiche-sensibili ai costi. È particolarmente adatto per la protezione dei circuiti ausiliari ad alta-tensione e per la protezione dei circuiti a bassa-tensione di veicoli elettrici con una tensione nominale non superiore a 800 V. Corpo in ceramica per fusibili automobilistici A seconda dello scenario applicativo, è possibile utilizzare ceramica di allumina (per la protezione del circuito principale ad alta-tensione) o porcellana di talco (per la protezione del circuito ausiliario a bassa-tensione). Per prodotti come il corpo in ceramica per fusibili ad alta velocità che hanno requisiti speciali di conduttività termica, le ceramiche al nitruro di alluminio sono la soluzione preferita grazie alla loro elevata conduttività termica (fino a 170 W/(m·K)), che può condurre rapidamente il calore generato quando la massa fusa si scioglie, contribuendo a ridurre la durata dell'arco. In termini di stato di fornitura del materiale, la polvere utilizzata per produrre il corpo ceramico deve essere sottoposta a severi test di controllo della dimensione delle particelle e di purezza. La densità volumetrica del corpo ceramico dovrebbe raggiungere oltre il 95% della densità teorica per garantire la resistenza elettrica e l'affidabilità meccanica del prodotto.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Il processo di produzione del corpo del fusibile in ceramica è un sistema tecnico che coinvolge più collegamenti di controllo di precisione. Il flusso di processo tipico è il seguente: Fase 1: Preparazione delle materie prime – Pesare l'allumina o il talco, l'argilla, il feldspato e altre materie prime secondo la formula e aggiungerli al mulino a sfere. Contemporaneamente aggiungere acqua, disperdente e legante per macinazione ad umido. La finezza della macinazione influisce direttamente sulla successiva qualità dello stampaggio e della sinterizzazione e la dimensione media delle particelle della polvere deve solitamente essere controllata entro un intervallo di 2-5 micron. Il liquame macinato deve essere sottoposto a un trattamento di deferrizzazione per rimuovere le impurità magnetiche che potrebbero ridurre le prestazioni di isolamento, quindi passa attraverso una torre di essiccazione a spruzzo per produrre polvere granulata con buona fluidità. Per i prodotti per applicazioni ad alta pressione come il corpo in ceramica del fusibile per l'accumulo di energia e il corpo in ceramica del fusibile per l'accumulo di energia fotovoltaica, è richiesta la purezza delle materie prime e deve essere selezionata polvere di allumina con basso contenuto di sodio per ridurre il rischio di migrazione ionica alle alte temperature.

 

Fase 2: Stampaggio – Riempire la polvere granulata in uno stampo di precisione e ottenere un corpo verde mediante pressatura a secco, pressatura isostatica o stampaggio a barbottina. Lo stampaggio con pressa a secco è il metodo più comunemente utilizzato. La pressione di stampaggio è solitamente compresa tra 50-150 MPa e il tempo di mantenimento della pressione deve garantire che il gas nella polvere sia completamente scaricato. Per i prodotti tubolari come i tubi in ceramica per fusibili per l'accumulo di energia, viene solitamente utilizzata la pressatura o l'estrusione isostatica per ottenere una distribuzione uniforme della densità e una migliore rettilineità. Per i corpi in ceramica per fusibili automobilistici, a causa del grande volume, la pressatura a secco ad alta-velocità viene solitamente utilizzata con stampi multi-cavità per migliorare l'efficienza della produzione. Fase 3: rifinitura del corpo verde – Potrebbero essere presenti bave o bave sui bordi del corpo verde formato, che devono essere rimosse manualmente o meccanicamente. Per i corpi in ceramica con cavità interne o fori passanti (come il corpo in ceramica steatite per fusibile EV, che può richiedere scanalature riservate per l'installazione della fusione), è necessaria anche la perforazione o la scanalatura allo stato verde, poiché la durezza della ceramica dopo la sinterizzazione è estremamente elevata e i successivi costi di lavorazione aumenteranno in modo significativo.

 

Fase 4: Sinterizzazione ad alta-temperatura – Il corpo verde viene sinterizzato ad alta temperatura in un forno a tunnel o in un forno a navetta. Il processo di sinterizzazione è diviso in tre fasi: la fase di pre-sinterizzazione (temperatura ambiente a circa 600 gradi) viene utilizzata per scaricare il legante organico; la fase di sinterizzazione ad alta-temperatura (la ceramica di allumina è di circa 1600-1700 gradi, la porcellana di talco è di circa 1250-1350 gradi) per ottenere diffusione e densificazione tra le particelle; la fase di raffreddamento deve controllare la velocità di raffreddamento per evitare fessurazioni causate dallo stress termico. Per il corpo in ceramica per fusibili ad alta velocità, a causa dei suoi speciali requisiti di conduttività termica, la microstruttura dopo la sinterizzazione deve essere uniforme e densa e la porosità deve essere controllata a un livello basso. Passaggio 5: molatura di precisione – Per i corpi ceramici che richiedono dimensioni di corrispondenza rigorose, è necessaria la molatura dopo la sinterizzazione. È possibile utilizzare mole diamantate e smerigliatrici CNC

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Le industrie applicative dei corpi dei fusibili ceramici coprono un'ampia gamma di campi, dalla tradizionale distribuzione dell'energia alla nuova generazione di energia, dai veicoli elettrici all'automazione industriale. Nei sistemi di alimentazione, i corpi dei fusibili in ceramica vengono utilizzati per la protezione del trasformatore, la protezione da sovracorrente dell'armadio di distribuzione e i fusibili corrispondenti per i quadri ad alta-tensione. I materiali devono avere livelli di resistenza ad alta-tensione e capacità ant-inquinamento. Nel campo della nuova energia, il corpo ceramico del fusibile per l'accumulo di energia è ampiamente utilizzato nelle centrali elettriche di accumulo dell'energia elettrochimica, nei sistemi di accumulo dell'energia industriali e commerciali e nelle apparecchiature di accumulo dell'energia domestica. Le caratteristiche della corrente di cortocircuito-dei sistemi di accumulo dell'energia sono significativamente diverse da quelle dei sistemi fotovoltaici -la corrente di cortocircuito-della batteria aumenta più velocemente e ha un valore di picco più elevato. Pertanto, il corpo ceramico del fusibile di accumulo dell'energia deve avere una maggiore resistenza alla trazione meccanica e una migliore resistenza all'erosione dell'arco. Il corpo ceramico del fusibile per accumulo di energia fotovoltaica viene utilizzato principalmente nei sistemi fotovoltaici e di accumulo integrati. Questo tipo di sistema abbina la generazione di energia fotovoltaica e l'accumulo di energia della batteria sul lato CC, il che impone requisiti più elevati al potere di interruzione CC del corpo ceramico del fusibile.

 

Nel settore dei veicoli elettrici, il corpo in ceramica steatite per fusibili EV viene utilizzato nella protezione del pacco batteria ad alta-tensione, nella PDU (unità di distribuzione dell'alimentazione ad alta-tensione) e nei circuiti di ricarica dei veicoli elettrici. La tensione operativa dei veicoli elettrici è generalmente compresa tra 400 V e 800 V e alcune piattaforme ad alta-tensione hanno raggiunto i 1000 V. Il corpo ceramico del fusibile deve mantenere prestazioni di isolamento stabili a questo livello di tensione. Il corpo in ceramica per fusibili automobilistici copre una gamma più ampia di scenari applicativi automobilistici, inclusa la protezione dei circuiti nei circuiti ausiliari a bassa-tensione (12 V/24 V), come controlli dei finestrini, regolazioni dei sedili, sistemi di illuminazione, ecc. Nel campo dell'automazione industriale, il fusibile con corpo in ceramica per accumulo di energia viene utilizzato anche nei gruppi di continuità UPS, nei sistemi di accumulo dell'energia industriale e nella protezione dell'alimentazione di backup nei data center. Inoltre, il corpo in ceramica per fusibili ad alta velocità serve principalmente scenari come il trasporto ferroviario, la propulsione elettrica delle navi e convertitori ad alta-potenza che hanno requisiti rigorosi sulla velocità di risposta della protezione. Il tubo in ceramica per fusibili per l'accumulo di energia, come componente strutturale principale dei fusibili per l'accumulo di energia, è ampiamente utilizzato nelle centrali elettriche di accumulo di energia containerizzate e nei sistemi di accumulo di energia modulari. Le sue specifiche dimensionali di solito devono corrispondere ai parametri di protezione del convertitore di accumulo di energia (PCS).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Il team di ingegneri può completare rapidamente ilTubo ceramico per fusibile nuova energiaprogettazione della soluzione del corpo in base alla tensione nominale, al potere di interruzione e ai requisiti dell'interfaccia di installazione. Benvenuti a presentare disegni o specifiche tecniche per la valutazione del processo e l'aggancio dei campioni.