FN-QB-058 Hartkupfer (Hartaluminium) und Isolierschicht - DV-Testübersicht

Die Norm „FN-QB-058 Hartkupfer (Hartaluminium) und Isolierschicht – Prüfablauf für die Spannungsprüfung“ beschreibt die Terminologiedefinitionen, den Prüfablauf für die Spannungsprüfung und die Prüfmethoden für Hartkupfer (Hartaluminium) und Isolierschichten von Farasis Energy (Ganzhou). Diese Norm gilt für Hartkupfer (Hartaluminium) und Isolierschichten, die in Lithium-Ionen-Akkumulatoren und -Batteriepacks von Farasis Energy (Ganzhou) verwendet werden, einschließlich Rohmaterialien und Fertigprodukten.

Für die Zwecke dieser Norm gelten die folgenden Definitionen:

• Elektrische Verbindungskomponenten: Diese Komponenten dienen dem Anschluss des Batteriestromkreises, dem Schutz des externen Ausgangsstroms des Batteriesystems und der Leitung von Leitungen. Gängige Typen sind Kabel, flexible Kupferbänder und Aluminium-Stromschienen. Leitfähige Materialien beeinflussen die Leistung elektrischer Verbindungen direkt, wobei Kupfer und Aluminium am häufigsten verwendet werden. Je nach Verarbeitungstechnik werden sie in flexible Kupferbänder, starre Kupfer-Stromschienen, flexible Aluminiumbänder, Kupferkabel und Aluminiumkabel unterteilt. Kabel sind aufgrund des Biegeradius und der Kosten im Allgemeinen nicht empfehlenswert.
• Grundschutz: Darunter versteht man die Vermeidung des direkten Kontakts mit stromführenden Teilen unter normalen Bedingungen.
• Isolationsfestigkeit: Die maximale Wechsel- oder Gleichspannung, die dauerhaft zwischen den Eingangs- und Ausgangsklemmen, zwischen den Eingangsklemmen und dem Gehäuse sowie zwischen den Ausgangsklemmen und dem Gehäuse angelegt werden kann.
• Starre Kupfersammelschiene: Ein langer Leiter aus Kupfer oder einer Kupferlegierung, gestanzt aus starren Kupferblechen mit rechteckigem oder rundem Querschnitt. Sie dient der Stromübertragung in Stromkreisen und zum Anschluss elektrischer Geräte. Ihre Leitfähigkeit entspricht den Anforderungen der Norm GB/T 5585.1.
• Starre Aluminium-Stromschiene: Ein langer Leiter aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, gestanzt aus starren Aluminiumblechen mit rechteckigem oder rundem Querschnitt. Sie dient der Stromübertragung in Stromkreisen und zum Anschluss elektrischer Geräte. Ihre Leitfähigkeit entspricht den Anforderungen der Norm GB/T 5585.2.
• PVC-Ummantelung: Polyvinylchlorid, das sich durch hervorragende dielektrische und gute mechanische Eigenschaften auszeichnet. Es besitzt keinen festen Schmelzpunkt; es beginnt bei 80–85 Grad Celsius zu erweichen.
• Vergleichs-Kriechstromindex: Wird verwendet, um den Kriechstromwiderstand von Oberflächen fester Isoliermaterialien unter der kombinierten Wirkung eines elektrischen Feldes und einer feuchten oder verunreinigten Umgebung zu bewerten.

Die Anforderungen an die Materialeigenschaften wurden wie folgt definiert:

• Die Außenfarbe der Kupfersammelschiene sollte Orange RAL2003-RAL2011 sein, und es sollte keinen erkennbaren Farbunterschied an der Oberfläche geben.
• Die Kupfersammelschiene sollte ein sauberes Gesamtbild aufweisen und frei von Fettflecken, Schmutz oder anderen Rückständen sein, die ihr Aussehen beeinträchtigen könnten.
• Die Kupfersammelschiene sollte einwandfrei aussehen und frei von Kratzern, Dellen, Beschädigungen, Rissen, Verformungen oder anderen Herstellungsfehlern sein.
• Kupfersammelschienen erfordern Produktkennzeichnungsetiketten auf der Verpackungsoberfläche, die Produktname, Materialcode, Produktionschargennummer und Informationen zur Werksinspektionsqualifikation enthalten.
• Die Leistungsfähigkeit von Hartkupfer (Hartaluminium) und Isolierschichtmaterialien muss den in der Tabelle der Norm angegebenen Anforderungen entsprechen.

Die wichtigsten in dieser Norm definierten Prüfmethoden sind:

• Prüfung der Flammschutzklasse von Isolierschichtmaterialien
• Leitfähigkeitsprüfung
• Abriebfestigkeit der Isolierschicht
• Prüfung der Durchschlagsfestigkeit
• Härteprüfung der Pulverbeschichtung
• Isolationsprüfung
• Festigkeitsprüfung
• Temperaturanstiegstest
• Vergleichsprüfung des Kriechstromindex der Isolierschicht
• Dehnung der Isolierschicht beim Bruch
• Kreuzschnittprüfung
• Tieftemperaturtest
• Test auf konstanter feuchter Hitze
• Thermoschocktest
• Alterung der Isolierschicht
• Neutraler Salzsprühtest

Diese Prüfungen bestätigen, dass die Isolierschicht einer bestimmten Hochspannung standhält, ohne auszufallen, und gewährleisten so elektrische Sicherheit, Leckageschutz und Zuverlässigkeit unter Überspannungsbedingungen (z. B. Spannungsspitzen). Sie decken Defekte in der Isolierung starrer Kupfer- oder Aluminiumleiter auf, wie z. B. Kerben, Ausdünnungen, Verunreinigungen oder Herstellungsfehler.

Starre Zugleiter werden für höhere Festigkeit bei Freileitungen oder Stromkabeln verwendet, dieser Validierungstest konzentriert sich jedoch primär auf die Isolationsleistung.

Die im Standard FN-QB-058 definierten Prüfverfahren entsprechen im Allgemeinen Normen wie UL 1581, IEC 60502 oder ASTM-Verfahren. Im Wesentlichen folgen diese Prüfungen diesem Ablauf:

• Probenvorbereitung: Es werden aufbereitete Kabelproben verwendet (üblicherweise 5–10 Meter lang). Die Enden werden abisoliert, um die Leiter freizulegen. Bei der Tauchmethode (gängig für Kabel) wird der mittlere Abschnitt in ein Wasserbad (optional Salzwasser zur Leitfähigkeitsmessung) eingetaucht, wobei die Enden freiliegen. Das Wasser dient als Erdungselektrode.
• Prüfaufbau: Der Leiter (hartes Kupfer oder Aluminium) wird an eine Hochspannungsquelle angeschlossen. Seine Außenfläche wird geerdet (mittels Wasserbad, Metallfolie um die Isolierung oder, falls vorhanden, Schirmung). Bei mehradrigen Kabeln erfolgt die Prüfung zwischen Leiter und Erde/Schirmung oder, falls erforderlich, zwischen den Phasen.
• Spannungsanwendung: Es wird Wechsel- oder Gleichspannung angelegt (Wechselspannung ist in der Produktion üblicher, Gleichspannung eignet sich für die Montage vor Ort/nach der Montage). Typische Spannungen:
• Niederspannungskabel (maximal 1 kV): 1-5 kV (z.B. 2-3 mal die Nennspannung + 1000 V).
• Mittelspannung: Höher, abhängig von der Isolationsdicke/-wert.

Die Spannung sollte schrittweise erhöht werden (z. B. 500 V/s), bis der Prüfwert erreicht ist. Die Haltezeit beträgt typischerweise 1 Minute (bzw. 60 Sekunden bei Wechselstrom, bei manchen Gleichstromprüfungen länger).

• Abnahmekriterien: Es darf kein dielektrischer Fehler (Blitzentladung, Lichtbogen oder Durchschlag) auftreten. Der Leckstrom muss unterhalb des Grenzwerts liegen (z. B. 1–10 mA, abhängig von der Norm). Es dürfen keine übermäßigen Koronaentladungen oder Teilentladungen auftreten. Nach der Prüfung werden eine Sichtprüfung auf Beschädigungen und optional eine Isolationswiderstandsmessung durchgeführt.
• Sicherheit und Ausrüstung: Es wird ein Hochspannungsprüfgerät mit Stromabschaltfunktion verwendet. Die Prüfung erfolgt in einer kontrollierten Umgebung (Raumtemperatur, trockene Umgebung, sofern nicht ausdrücklich ein Eintauchen vorgeschrieben ist). Die Sicherheitsvorschriften müssen eingehalten werden (geschlossener Raum, Erdung).

Die Hauptunterschiede zwischen hartem Kupfer und hartem Aluminium sind:

• Das leitfähige Material beeinflusst die Leitfähigkeit und die mechanischen Eigenschaften, hat aber keinen direkten Einfluss auf die DV-Prüfspannung (die von der Art/Dicke der Isolierung abhängt).
• Aluminium benötigt möglicherweise größere Querschnitte und unter Umständen eine dickere Isolierung für die gleiche Stromtragfähigkeit, das Testverfahren bleibt jedoch ähnlich.

Seit vielen Jahren versteht unser Unternehmen mit seinen kompetenten und erfahrenen Mitarbeitern die Bedürfnisse seiner Kunden, bietet ihnen die benötigten fortschrittlichen Prüfdienstleistungen und unterstützt sie beim Aufbau, der Implementierung und der Optimierung von Managementsystemen. In diesem Rahmen bieten wir Unternehmen auch Prüfdienstleistungen gemäß der Norm „FN-QB-058 Hartkupfer (Hartaluminium) und Isolierschicht – DV-Prüfrichtlinien“ an.