FN-QB-058 Cobre Duro (Alumínio Duro) e Camada Isolante - Descrição do Teste DV

A norma “FN-QB-058 Camada de cobre duro (alumínio duro) e isolamento - Resumo do teste DV” descreve as definições de terminologia, o resumo do teste DV e os métodos de teste para camadas de cobre duro (alumínio duro) e isolamento da Farasis Energy (Ganzhou). Esta norma aplica-se a camadas de cobre duro (alumínio duro) e isolamento utilizadas em módulos e baterias de íon-lítio da Farasis Energy (Ganzhou), incluindo matérias-primas e produtos acabados.

Para os fins desta norma, as seguintes definições se aplicam:

Componentes de conexão elétrica: São componentes utilizados para conectar o circuito principal da bateria, proteger a corrente de saída externa do sistema de baterias e atuar como condutores. Os tipos mais comuns incluem cabos, fitas de cobre flexíveis e barramentos de alumínio. Os materiais condutores afetam diretamente o desempenho da conexão elétrica, sendo o cobre e o alumínio os mais utilizados. Dependendo das diferentes técnicas de processamento, são classificados como fitas de cobre flexíveis, barramentos de cobre rígidos, fitas de alumínio flexíveis, cabos de cobre e cabos de alumínio. Cabos geralmente não são recomendados devido ao raio de curvatura e ao custo.
Proteção básica: Refere-se a evitar o contato direto com partes energizadas em condições normais.
Tensão suportável de isolamento: A tensão CA ou CC máxima que pode ser aplicada continuamente entre os terminais de entrada e saída, entre os terminais de entrada e o chassi, e entre os terminais de saída e o chassi.
Barramento rígido de cobre: Um condutor longo feito de cobre ou liga de cobre, cortado a partir de chapas rígidas de cobre com seção transversal retangular ou arredondada. É utilizado para transmissão de corrente em circuitos e para conexão de equipamentos elétricos. Sua condutividade atende aos requisitos da norma GB/T 5585.1.
Barramento rígido de alumínio: Um condutor longo feito de alumínio ou liga de alumínio, cortado a partir de chapas rígidas de alumínio com seção transversal retangular ou arredondada. É utilizado para transmissão de corrente em circuitos e para conexão de equipamentos elétricos. Sua condutividade atende aos requisitos da norma GB/T 5585.2.
Revestimento de PVC: Cloreto de polivinila, que possui excelentes propriedades dielétricas e mecânicas. Não tem um ponto de fusão fixo; começa a amolecer entre 80 e 85 graus Celsius.
Índice de trilhamento comparativo: Utilizado para avaliar a resistência ao trilhamento de superfícies de materiais isolantes sólidos sob o efeito combinado de um campo elétrico e um ambiente úmido ou contaminado.

Os requisitos de desempenho do material foram definidos da seguinte forma:

A cor da superfície externa da barra de cobre deve ser laranja RAL2003-RAL2011, e não deve haver diferença de cor perceptível na superfície.
A barra de cobre deve ter uma aparência geral limpa, livre de manchas de graxa, sujeira ou outros resíduos que possam afetar sua estética.
A barra de cobre deve apresentar-se em bom estado, sem riscos, amassados, danos, rachaduras, deformações ou outros defeitos de fabricação.
As barras de cobre requerem etiquetas de identificação do produto na superfície da embalagem, incluindo nome do produto, código do material, número do lote de produção e informações sobre a qualificação da inspeção de fábrica.
O desempenho do cobre duro (alumínio duro) e dos materiais da camada isolante deve estar em conformidade com os requisitos apresentados na tabela da norma.

Os principais métodos de teste definidos nesta norma são:

teste de classificação de retardamento de chama do material da camada de isolamento
Teste de condutividade
resistência à abrasão da camada isolante
Teste de rigidez dielétrica
teste de dureza do revestimento em pó
teste de isolamento
Teste de força
teste de aumento de temperatura
Teste comparativo do índice de rastreamento da camada de isolamento
Alongamento da camada isolante na ruptura
Teste de corte transversal
Teste de baixa temperatura
teste de calor úmido constante
Teste de choque térmico
Envelhecimento da camada de isolamento
Teste de névoa salina neutra

Esses testes verificam se a camada isolante suporta uma determinada alta tensão sem falhar, garantindo segurança elétrica, prevenção de fugas e confiabilidade em condições de sobretensão (por exemplo, picos de tensão). Eles detectam defeitos no isolamento que envolve condutores rígidos de cobre ou alumínio, como cortes, pontos de afinamento, contaminantes ou defeitos de fabricação.

Condutores rígidos de tração são usados para maior resistência em cabos aéreos ou de energia, mas este teste de validação de projeto se concentra principalmente no desempenho do isolamento.

Os métodos de ensaio definidos na norma FN-QB-058 geralmente estão em conformidade com normas como UL 1581, IEC 60502 ou métodos ASTM. Essencialmente, esses ensaios seguem o seguinte processo:

Preparação da amostra: São utilizadas amostras de cabos processados (geralmente com 5 a 10 metros de comprimento). As extremidades são descascadas para expor os condutores. Para os métodos de imersão (comuns para cabos), a seção central é imersa em um banho de água (água salgada opcional para melhorar a condutividade), deixando as extremidades expostas. A água atua como eletrodo de aterramento.
Configuração do teste: O condutor (cobre sólido ou alumínio) é conectado a uma fonte de alta tensão. Sua superfície externa é aterrada (por meio de um banho de água, folha metálica enrolada ao redor do isolamento ou blindagem, se disponível). Para cabos multicondutores, o teste é realizado entre o condutor e o terra/blindagem ou entre fases, se necessário.
Aplicação de tensão: aplica-se tensão CA ou CC (CA é mais comum na produção, CC é adequada para montagem em campo/pós-montagem). Tensões típicas:
Cabos de baixa tensão (máximo 1 kV): 1-5 kV (por exemplo, 2-3 vezes a tensão nominal + 1000 V).
Média tensão: Maior dependendo da espessura/valor do isolamento.

A tensão deve ser aumentada gradualmente (por exemplo, 500 V/s) até atingir o nível de teste. O tempo de espera é normalmente de 1 minuto (ou 60 segundos para corrente alternada, e mais longo para alguns testes de corrente contínua).

Critérios de aceitação: Não deve haver falha dielétrica (descarga instantânea, arco voltaico ou ruptura dielétrica). A corrente de fuga deve estar abaixo do limite (por exemplo, 1-10 mA, dependendo da norma). Não deve haver efeito corona excessivo ou descarga parcial. Após os testes, são realizadas inspeções visuais para detecção de danos e, opcionalmente, verificação da resistência de isolamento.
Segurança e equipamentos: Utiliza-se um dispositivo de teste de alta tensão (Hipot) com ajuste de corte de corrente. O teste é realizado em ambiente controlado (temperatura ambiente, ambiente seco, a menos que a imersão seja especificada). Os protocolos de segurança devem ser seguidos (espaço fechado, aterramento).

As principais diferenças entre o cobre duro e o alumínio duro são:

O material condutor afeta a condutividade e as propriedades mecânicas, mas não afeta diretamente a tensão de teste DV (que depende do tipo/espessura do isolamento).
O alumínio pode exigir seções transversais maiores e, potencialmente, isolamento mais espesso para uma capacidade de condução de corrente equivalente, mas o procedimento de teste permanece semelhante.

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