Mis on keraamiline kaitsme

Keraamilised kaitsmed on teatud tüüpi kaitsmed, mille isolatsioonikestaks on keraamiline toru. Sisemiselt kapseldavad need sulavat elementi (tavaliselt kindlat sulamist traati või sulavat lüli) ja on mõlemast otsast metallkorkide kaudu elektriliselt ühendatud. Kui voolutugevus vooluringis ületab nimiväärtust ja püsib teatud aja, kuumeneb sulav element Joule'i kuumutusefekti tõttu kiiresti ja saavutab sulamistemperatuuri, lõpuks sulab ja katkestab vooluringi, et katkestada rikkevool, saavutades nii ülevoolu- ja lühiskaitse. Uute energia- ja{4}}kõrgepingerakenduste puhul on levinud konstruktsioonivormide hulka keraamiline toru kõrgepinge kaitsme jaoks ja keraamiline toru uue energiakaitsme jaoks, mille põhiväärtus seisneb kõrgema ohutuse isolatsiooni ja kaare summutamise jõudluses.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Materjali vaatenurgast kasutavad keraamilised kaitsmed tavaliselt kõrge{0}}puhtusastmega alumiiniumoksiidi materjale, näiteks 95% alumiiniumoksiidi keraamikat. Seda tüüpi materjalil on suurepärane kõrge-temperatuurikindlus, elektriisolatsiooni omadused ja mehaaniline tugevus. Kaare tekitamise hetkel talub keraamiline kest kõrgel temperatuuril{5}}mõju ja säilitab konstruktsiooni terviklikkuse, samas kui sisemine kaarekustutusvahend, nagu kvartsliiv, võimaldab kiiret jahutamist ja kaare katkestamist. See struktuur on eriti kriitiline suure-energiatihedusega-stsenaariumide puhul, näiteks keraamilise toru rakendused EV alalisvoolu kaitsme jaoks ja keraamilise korpuse rakendused suure kiirusega kaitsme jaoks, mis tavaliselt nõuavad kõrget pinget, suurt voolu ja kiiret reageerimist.

 

Tööomaduste osas on keraamilistel kaitsmetel märkimisväärselt suur katkestusvõime, mis tähendab, et nad suudavad vooluringi ohutult lahti ühendada, ilma et see lõhkeks või tekiks kaare väga suures lühisvoolus{0}}. See omadus muudab need fotogalvaaniliste, elektrisõidukite ja energiasalvestussüsteemide peamisteks kaitsekomponentideks. Näiteks fotogalvaanilistes süsteemides kasutatakse PV kaitsme keraamilist korpust ja fotogalvaaniliste gPV päikesekaitsmete keraamilist korpust laialdaselt alalisvoolu-külgkaitseks; nende stabiilne kaare-kustutusvõime hoiab tõhusalt ära pideva kaare tekitamise põhjustatud süsteemiriskid. Samamoodi võtab energiasalvestussüsteemides keraamiline korpus akusalvestuse kaitsmeks vastutuse akuklastri{6}}taseme ohutuskaitse eest.

 

Seoses mehaanilise ja keskkonnaga kohanemisvõimega pakuvad keraamilised korpused suuremat löögi- ja vibratsioonikindlust võrreldes traditsiooniliste klaasist või plastist{0}}kapseldatud konstruktsioonidega, samas on neil ka suurepärane ilmastikukindlus ning temperatuuri- ja niiskusmuutused mõjutavad neid vähem. See võimaldab kohaneda keeruliste töötingimustega, nagu tööstuslikud juhtimissüsteemid, jõuseadmed ja uute energiasõidukite töökeskkond. Elektrisõidukite valdkonnas on tüüpilisteks rakendusteks elektri- ja hübriidsõidukite kaitsmete keraamiline korpus ja EV alalisvoolukaitsmete keraamiline korpus, mille konstruktsioonid peavad tasakaalustama ohutuse koondamise ja pikaajalise töökindluse kõrge-pingeplatvormidel (nt 800 V süsteemid).

 

Tulenevalt sulamisomaduste erinevustest võib keraamilised kaitsmed jagada kiireks-läbilöögi ja aja{1}}viivitusega tüüpideks. Fast-blow tooted sobivad pooljuhtseadmete, näiteks IGBT-moodulite või toiteseadmete kaitsmiseks, reageerides kiiresti praegustele muutustele; aja-viivitustüübid sobivad käivituspingetega süsteemidele, nagu mootoriajamid või trafoahelad. Mõnes standardrakenduses on näha ka konkreetsete standardite jaoks välja töötatud struktuure, nagu keraamiline toru EV Briti standardkaitsme jaoks ja keraamiline toru EV BS-seeria jaoks, et vastata erinevate piirkondade sertifitseerimis- ja süsteemiühilduvusnõuetele.

 

Konstruktsioonivormi poolest kasutatakse polt{0}}ühendatud kaitsmetes lisaks traditsioonilisele torukujulisele konstruktsioonile laialdaselt ka keraamilisi korpuseid, nagu näiteks keraamiline korpus sulavkaitsme jaoks ja poltidega ühendatud EV sulavkaitsmed. Seda tüüpi konstruktsioon suurendab juhtivuse stabiilsust ja soojusjuhtimist jäikade ühenduste kaudu, muutes selle sobivaks suure-vooluga siinisüsteemide ja sisemise akukaitse jaoks. Laadimisinfrastruktuuris kasutatakse EV laadija kaitsmeühenduse keraamilist toru ka kiireks lahtiühendamiseks ja süsteemi isoleerimiseks.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Keraamiliste kaitsmete peamised piirangud on nende suhteliselt kõrge hind ja läbipaistmatu korpus, mis muudab kaitsme oleku visuaalse määramise võimatuks. Lisaks võivad need sama elektrilise võimsuse korral olla veidi suuremad kui klaastoru konstruktsioonid, kuid see konstruktsioon on tavaliselt vajalik tehniline kompromiss-, et parandada purunemis- ja soojusmahtuvust.

 

Valimisel ja rakendamisel tuleks hoolikalt kaaluda selliseid põhiparameetreid nagu nimipinge, nimivool, katkestusvõime ja sulavkaitse omadused. Nimipinge ei tohiks olla madalam kui süsteemi tööpinge, nimivool peab vastama tegelikule koormusele ja arvestama ohutusvarudega ning katkestusvõimsus peab katma maksimaalse võimaliku lühisevoolu{1}}. Samal ajal peavad mõõtmed vastama kinnitusklambrile, et tagada hea mehaaniline ja elektriline kontakt. Asendamise ajal tuleks esmalt uurida vooluringi tõrke algpõhjust, et vältida korduvatest kaitsme riketest tulenevaid süsteemiriske.

 

Üldiseltkeraamilised kaitsmed, oma suurepärase kõrge -temperatuurikindluse, suure purunemisvõime ja stabiilse kaare-kustutusomadused, on muutunud uute energia-, jõuelektroonika ja suure-kindlusega süsteemide peamisteks kaitsekomponentideks ning sobivad eriti hästi kõrge-pinge-, kõrge-voolu- ja keerukate töökeskkondade ohutuskaitsevajadusteks.