FN-QB-058 Cobre duro (aluminio duro) y capa aislante - Esquema de prueba DV

La norma “FN-QB-058 Cobre duro (aluminio duro) y capa aislante - Esquema de prueba DV” describe la terminología, el esquema de prueba DV y los métodos de prueba para el cobre duro (aluminio duro) y las capas aislantes de Farasis Energy (Ganzhou). Esta norma se aplica al cobre duro (aluminio duro) y las capas aislantes utilizadas en módulos y paquetes de baterías de iones de litio de Farasis Energy (Ganzhou), incluyendo materias primas y productos terminados.

Para los propósitos de esta norma, se aplican las siguientes definiciones:

Componentes de conexión eléctrica: Estos componentes se utilizan para conectar el circuito principal de la batería, proteger la corriente de salida externa del sistema y funcionar como conductores. Los tipos más comunes incluyen cables, tiras flexibles de cobre y barras colectoras de aluminio. Los materiales conductores influyen directamente en el rendimiento de la conexión eléctrica, siendo el cobre y el aluminio los más utilizados. Según las diferentes técnicas de procesamiento, se clasifican en tiras flexibles de cobre, barras colectoras rígidas de cobre, tiras flexibles de aluminio, cables de cobre y cables de aluminio. Generalmente, no se recomienda el uso de cables debido a su radio de curvatura y su coste.
Protección básica: Se refiere a evitar el contacto directo con partes activas en condiciones normales.
Tensión de aislamiento rígido: La tensión máxima de CA o CC que se puede aplicar de forma continua entre los terminales de entrada y salida, entre los terminales de entrada y el chasis, y entre los terminales de salida y el chasis.
Barra conductora rígida de cobre: Conductor largo fabricado en cobre o aleación de cobre, troquelado a partir de láminas rígidas de cobre con sección transversal rectangular o redondeada. Se utiliza para la transmisión de corriente en circuitos y para la conexión de equipos eléctricos. Su conductividad cumple con los requisitos de la norma GB/T 5585.1.
Barra conductora rígida de aluminio: Un conductor largo fabricado en aluminio o aleación de aluminio, troquelado a partir de láminas rígidas de aluminio con sección transversal rectangular o redondeada. Se utiliza para la transmisión de corriente en circuitos y para la conexión de equipos eléctricos. Su conductividad cumple con los requisitos de la norma GB/T 5585.2.
Revestimiento de PVC: Cloruro de polivinilo, con excelentes propiedades dieléctricas y buenas propiedades mecánicas. No tiene un punto de fusión fijo; comienza a ablandarse a 80-85 grados Celsius.
Índice de seguimiento comparativo: Se utiliza para evaluar la resistencia al seguimiento de superficies de materiales aislantes sólidos bajo el efecto combinado de un campo eléctrico y un ambiente húmedo o contaminado.

Los requisitos de rendimiento del material se han definido de la siguiente manera:

El color de la superficie exterior de la barra conductora de cobre debe ser naranja, entre los tonos RAL2003 y RAL2011, y no debe haber ninguna diferencia de color perceptible en la superficie.
La barra conductora de cobre debe tener un aspecto general limpio, libre de manchas de grasa, suciedad u otros residuos que puedan afectar su apariencia.
La barra conductora de cobre debe tener un aspecto sólido, sin arañazos, abolladuras, daños, grietas, deformaciones ni otros defectos de fabricación.
Las barras conductoras de cobre requieren etiquetas de identificación del producto en la superficie del embalaje, que incluyan el nombre del producto, el código del material, el número de lote de producción y la información sobre la calificación de la inspección de fábrica.
El rendimiento del cobre duro (aluminio duro) y de los materiales de la capa aislante debe cumplir con los requisitos que figuran en la tabla de la norma.

Los principales métodos de prueba definidos en esta norma son:

Prueba de clasificación de resistencia a la llama del material de la capa aislante
Prueba de conductividad
Resistencia a la abrasión de la capa de aislamiento
Prueba de rigidez dieléctrica
Prueba de dureza del recubrimiento en polvo
prueba de aislamiento
Prueba de resistencia
Prueba de aumento de temperatura
Prueba comparativa del índice de seguimiento de la capa de aislamiento
Alargamiento de la capa de aislamiento en el punto de rotura
Prueba de corte transversal
Prueba de baja temperatura
Prueba de calor húmedo constante
Prueba de choque térmico
Envejecimiento de la capa aislante
Prueba de niebla salina neutra

Estas pruebas verifican que la capa aislante pueda soportar un voltaje elevado sin fallar, garantizando la seguridad eléctrica, la prevención de fugas y la fiabilidad en condiciones de sobretensión (por ejemplo, picos de voltaje). Detectan defectos en el aislamiento que rodea a los conductores rígidos de cobre o aluminio, como muescas, puntos de adelgazamiento, contaminantes o defectos de fabricación.

Los conductores rígidos de tracción se utilizan para obtener mayor resistencia en cables aéreos o de alimentación, pero esta prueba de validación de diseño se centra principalmente en el rendimiento del aislamiento.

Los métodos de ensayo definidos en la norma FN-QB-058 generalmente se ajustan a normas como UL 1581, IEC 60502 o los métodos ASTM. Básicamente, estos ensayos siguen este proceso:

Preparación de la muestra: Se utilizan muestras de cable procesadas (generalmente de 5 a 10 metros de longitud). Se pelan los extremos para exponer los conductores. Para los métodos de inmersión (comunes en cables), la sección central se sumerge en un baño de agua (agua salada opcional para comprobar la conductividad), dejando los extremos expuestos. El agua actúa como electrodo de puesta a tierra.
Configuración de la prueba: El conductor (de cobre o aluminio macizo) se conecta a una fuente de alta tensión. Su superficie exterior se conecta a tierra (mediante un baño de agua, una lámina metálica que envuelve el aislamiento o un apantallamiento, si está disponible). En el caso de cables multipolares, la prueba se realiza entre el conductor y la tierra/apantallamiento, o entre fases si es necesario.
Aplicación de voltaje: Se aplica voltaje CA o CC (CA es más común para producción, CC es adecuada para campo/postensamblaje). Voltajes típicos:
Cables de baja tensión (máximo 1 kV): 1-5 kV (por ejemplo, 2-3 veces la tensión nominal + 1000 V).
Media tensión: Mayor dependiendo del espesor/valor del aislamiento.

El voltaje debe incrementarse gradualmente (por ejemplo, 500 V/s) hasta alcanzar el nivel de prueba. El tiempo de mantenimiento suele ser de 1 minuto (o 60 segundos para corriente alterna, y mayor para algunas pruebas de corriente continua).

Criterios de aceptación: No debe haber fallas dieléctricas (descargas repentinas, arcos eléctricos o ruptura dieléctrica). La corriente de fuga debe estar por debajo del límite (p. ej., 1-10 mA, según la norma). No debe haber descargas corona ni parciales excesivas. Tras las pruebas, se realiza una inspección visual para detectar daños y, opcionalmente, una comprobación de la resistencia de aislamiento.
Seguridad y equipo: Se utiliza un dispositivo de prueba de alta tensión con ajuste de corte de corriente. La prueba se realiza en un entorno controlado (temperatura ambiente, ambiente seco, a menos que se especifique inmersión). Deben seguirse los protocolos de seguridad (espacio cerrado, conexión a tierra).

Las principales diferencias entre el cobre duro y el aluminio duro son:

El material conductor afecta a la conductividad y a las propiedades mecánicas, pero no afecta directamente a la tensión de prueba DV (que depende del tipo/espesor del aislamiento).
El aluminio puede requerir secciones transversales más grandes y un aislamiento potencialmente más grueso para lograr una capacidad de conducción de corriente equivalente, pero el procedimiento de prueba sigue siendo similar.

Durante muchos años, nuestra organización, con su personal competente y experimentado, ha comprendido las necesidades de sus clientes, brindándoles los servicios de ensayo avanzados que requieren y ayudándolos en el establecimiento, la implementación y la mejora de sus sistemas de gestión. En este contexto, también ofrecemos servicios de ensayo a empresas de acuerdo con la norma “FN-QB-058: Esquemas de ensayo de la capa de cobre duro (aluminio duro) y aislamiento DV”.