مرحل التيار المستمر عالي الجهد: حارس السلامة لمركبات الطاقة الجديدة ومحطات الشحن

مع تطور مركبات الطاقة الجديدة نحو 800 فولت أو حتى منصات ذات جهد أعلى، تحقق كفاءة الشحن قفزة نوعية. ويمكن للشحن السريع أن يجدد 80% من سعة البطارية خلال 10-20 دقيقة، وهو ما يقترب من تجربة التزود بالوقود في مركبات البنزين. ومع ذلك، وراء هذه المضاعفة للجهد تكمن تحديات خطيرة متعددة للأنظمة الكهربائية: درجات حرارة القوس تتجاوز 3000 درجة مئوية أثناء الانفصال، وزيادة مخاطر فشل العزل بشكل كبير، وزيادة مخاطر اللحام بشكل كبير من التيارات العالية. لم تعد مرحلات النظام التقليدية بقدرة 400 فولت قادرة على تلبية متطلبات السلامة الزائدة. وباعتبارها 'بوابة الأمان النهائية' في دوائر الجهد العالي، فإن التطور الفني لمرحلات التيار المستمر ذات الجهد العالي يحدد بشكل مباشر حدود السلامة لكل من المركبات ومحطات الشحن، مما يجعلها عنق الزجاجة الأساسي وساحة معركة استراتيجية لتقدم صناعة الطاقة الجديدة.

1. التكنولوجيا الأساسية: الضمانات الثلاثية تحل تحديات الجهد العالي والتيار العالي.
يعتمد التشغيل الموثوق لمرحلات التيار المستمر عالية الجهد على الابتكار التآزري لتقنية التبريد القوسي، ومواد الاتصال، وعمليات الختم. تشكل هذه العناصر الثلاثة معًا الأساس للتشغيل المستقر في ظل ظروف الجهد العالي والتيار العالي.

أ. تقنية تبريد القوس الكهربائي: الطريقة الأساسية لترويض أقواس 3000 درجة مئوية. تشكل الأقواس المتولدة أثناء انقطاع دوائر التيار المستمر عالية الجهد تهديدًا أساسيًا للسلامة، حيث تؤثر مدتها بشكل مباشر على عمر التلامس وسلامة النظام. تقدم الأساليب السائدة الحالية حلين أساسيين. الأكثر انتشارًا هي تقنية نفخ القوس المغناطيسي، والتي تستخدم ملفًا مغناطيسيًا داخليًا لتوليد قوة لورنتز المستعرضة، وسحب القوس إلى شبكة نفخ القوس الخزفية للتجزئة والتبريد، وتحقيق الانقراض السريع. والثاني هو تقنية إطفاء القوس الفراغي، التي تستفيد من قوة العزل العالية لبيئة الفراغ لمنع توصيل القوس، وهي مناسبة لمستويات الجهد العالي. من خلال منع توليد القوس من خلال الوسائط الفراغية داخل فجوة الاتصال ودفع نشر القوس عبر المجالات المغناطيسية، تحقق هذه الطريقة انبعاثات غازية صفرية وعمر خدمة طويل بشكل استثنائي، مما يجعلها مناسبة بشكل خاص للتشغيل عالي التردد في البيئات القاسية.

ب. مواد الاتصال: صياغة دقيقة موازنة الموصلية ومقاومة القوس. تعمل جهات الاتصال بمثابة 'قلب' المرحلات، مما يتطلب اختيار المواد الذي يوازن بشكل مثالي بين التوصيل الكهربائي، ومقاومة اللحام، وتحمل تآكل القوس.

ج. عملية الختم: حاجز وقائي ضد التدخل البيئي. تتطلب التطبيقات ذات الجهد العالي متطلبات إغلاق صارمة بشكل استثنائي، مما يؤثر بشكل مباشر على أداء عزل المرحل وعمره. لذلك، نحن نستخدم تكنولوجيا الختم الخزفي. تحقق هذه التقنية عزلًا كاملاً بين غرفة الاتصال والبيئة الخارجية، مما يوفر تصنيف حماية IP67 أو أعلى. إنه يتحمل درجات الحرارة القصوى التي تتراوح من -40 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية، بالإضافة إلى الظروف القاسية مثل الرطوبة والغبار. نحن نقدم أيضًا تكنولوجيا الختم باستخدام راتنجات الايبوكسي. يملأ بوتينغ الفراغ فجوات الاتصال، جنبًا إلى جنب مع جو غاز مختلط بالهيدروجين، مما يضمن انقطاع الجهد الكهربي 1000 فولت تيار مستمر بشكل موثوق داخل الهياكل المدمجة مع تقليل الضوضاء التشغيلية والتكيف مع مساحات تركيب المركبات المحصورة.

2. السلامة والموثوقية: من الحماية السلبية إلى الإنذار المبكر النشط

يشمل تصميم السلامة لمرحلات التيار المستمر ذات الجهد العالي عملية 'الوقاية والمراقبة والحماية' بأكملها. من خلال تنفيذ فلاش القوس الصفري، وآليات مقاومة الالتصاق، وأنظمة مراقبة الحالة، تم إنشاء نظام حماية السلامة متعدد الطبقات.

أ. تنفيذ Zero Arc Flash: منع مسارات انتشار القوس. يُعد فلاش القوس الصفري ميزة الأمان الأساسية للمرحلات ذات الجهد العالي. يعمل تصميم غرفة إطفاء القوس المختوم على حصر الأقواس داخل حاويات سيراميكية أو معدنية، مما يمنع البقع الخارجية التي يمكن أن تشعل المواد القابلة للاحتراق المحيطة.

ب. تصميم مضاد للالتصاق: ضمانات مزدوجة ضد الفشل الفادح. يمثل التصاق الاتصال أخطر وضع فشل للمرحلات ذات الجهد العالي، مما قد يمنع انقطاع الدائرة ويؤدي إلى نشوب حرائق أو حوادث صدمة كهربائية. تستخدم الصناعة حلول الكشف المزدوج لمنع مثل هذه الإخفاقات بشكل فعال.

ج. مراقبة الحالة: تنبيهات سلامة دورة الحياة. لقد تطورت مرحلات التيار المستمر ذات الجهد العالي الحديثة من مشغلات بسيطة إلى وحدات استشعار ذكية. من خلال دمج أجهزة استشعار الجهد والتيار، فإنها تتيح مراقبة شاملة للحالة لمنع الأعطال المفاجئة.

الحلول المدعومة بالتكنولوجيا: المعالجة الدقيقة لنقاط الضعف في التطبيقات المتطورة

في مواجهة التحديات التقنية لمنصات الجهد العالي 800 فولت ومتطلبات السلامة في صناعة الطاقة الجديدة، توفر مرحلاتنا ذات الجهد العالي DC مزايا متعددة. بالإضافة إلى ذلك، فإن منتجاتنا تدمج شرائح المراقبة الذكية من الجيل الثالث. بفضل خصائصها التقنية المتمثلة في 'السلامة القصوى، والعمر الطويل، وإمكانية التحكم الذكي'، تعمل مرحلات HVDC الخاصة بنا بمثابة 'حارس السلامة' لمركبات الطاقة الجديدة ومحطات الشحن. فهي تحمي ترقيات المنصات عالية الجهد، مما يدفع الصناعة نحو مزيد من الكفاءة وتعزيز السلامة والموثوقية.