Nelle scatole di distribuzione ad alta-tensione, negli impianti di ricarica e nei convertitori di stoccaggio dell'energia fotovoltaica per i veicoli a nuova energia, i componenti correlati svolgono un ruolo cruciale nell'alimentazione e nella disconnessione dell'energia. Questi dispositivi vengono spesso installati in armadi esterni, scantinati o aree costiere dove l'umidità relativa è elevata e è presente nebbia salina. Gli ambienti umidi fanno sì che la placcatura metallica sulla superficie del dispositivo subisca reazioni elettrochimiche con molecole di acqua e ossigeno, formando una pellicola di ossido scarsamente conduttiva o uno strato di corrosione. Ciò porta a un aumento non-lineare della resistenza di contatto, a un riscaldamento anomalo localizzato e, nei casi più gravi, a falsi allarmi dovuti a deviazioni del campionamento del segnale. Affrontare questo problema di ossidazione richiede molto più della semplice sostituzione; richiede una combinazione di bonifica ambientale e manutenzione scientifica per ripristinare l'affidabilità della conduttività. Il funzionamento stabile dei punti di contatto bimetallici in argento è una base cruciale per la sicurezza dell'intero sistema.
Una breve descrizione del meccanismo di ossidazione negli ambienti umidi
I materiali comunemente utilizzati per i componenti conduttivi bimetallici a base di argento- sono leghe d'argento o substrati di rame placcato in argento-. L'argento si ossida molto lentamente nell'aria pulita e l'argento ossidato conserva ancora un certo grado di conduttività. Tuttavia, in atmosfere industriali umide contenenti anidride solforosa e idrogeno solforato, la superficie dell'argento forma rapidamente cristalli di solfuro d'argento simili ad aghi. Questo film sottile, pur avendo una bassa resistenza meccanica, è sufficiente a bloccare la conduzione elettronica. Se nella placcatura sono presenti micropori, il materiale di rame sottostante si corroderà più rapidamente a causa dell'effetto galvanico, formando uno strato di ossido rameoso ad alta-resistività. Quando il dispositivo si trova in un circuito di segnale di basso livello- per un periodo prolungato (come il campionamento della tensione in un sistema di gestione della batteria), le correnti di livello di milliampere-non possono rompere la pellicola di ossido, facendo apparire il circuito-aperto e la conduttività del rivetto di contatto bimetallico argento elettrico diminuirà in modo significativo.
Misure di riferimento per il trattamento graduale e il ripristino della conduttività
Dopo aver scoperto una caduta di tensione anomala dovuta all'ossidazione nei dispositivi correlati, il primo passo è distinguere il tipo di dispositivo e il grado di ossidazione. Per i dispositivi CC ad alta-tensione completamente sigillati, l'interno è solitamente riempito con gas inerte o si trova in uno stato di vuoto, quindi l'umidità esterna ha un impatto limitato; se tali dispositivi mostrano segni di ossidazione, spesso indica un guasto della guarnizione e la sostituzione diretta è l'opzione più sicura.Per i dispositivi ausiliari aperti o semi-sigillati, se la superficie è solo leggermente scolorita e la funzione non è stata completamente persa, è possibile tentare metodi di riparazione elettrica. Ciò comporta l'applicazione di diversi brevi impulsi di corrente nominale, garantendo che il circuito a valle sia disconnesso in modo sicuro. L'effetto microscopico dell'ablazione con arco durante la chiusura rompe ed evapora la pellicola di ossido superficiale. Questo metodo si basa sull'esperienza del settore e richiede un controllo rigoroso del numero di operazioni per evitare un'eccessiva perdita di materiale. Per superfici con evidenti cavità di corrosione o grumi anneriti, si sconsiglia la lucidatura meccanica, poiché le particelle di carta vetrata si incastreranno nello strato d'argento, accelerando la successiva usura. Si consiglia di sostituire direttamente l'intero gruppo componente per garantire la prestazione completa dei contatti in argento con rivetti bimetallici.
Strategie di controllo ambientale a lungo-termine
Il trattamento dell'ossidazione esistente è una soluzione temporanea; bloccare il percorso dell’intrusione di umidità è la soluzione fondamentale. Durante la fase di progettazione degli armadi di distribuzione o delle scatole ad alta-tensione, assicurarsi che le strisce di tenuta dell'alloggiamento siano realizzate in schiuma poliuretanica o gomma siliconica resistente agli agenti atmosferici-, raggiungendo un grado di protezione IP54 o superiore. Per le apparecchiature già in funzione, è possibile installare all'interno dell'armadio uno sfiatatoio deumidificante con funzione di limitazione della pressione-antideflagrante, utilizzando particelle ad alto-assorbimento di umidità molecolare-per controllare l'umidità relativa interna al di sotto del 60%. Se lo spazio di installazione lo consente, è possibile aggiungere all'interno dell'armadio un piccolo riscaldatore deumidificatore a semiconduttore. Questo riscaldatore si avvia e si arresta automaticamente durante i periodi di significativa differenza di temperatura, interrompendo le condizioni di condensa e fornendo un ambiente operativo stabile per il contatto per rivetti compositi in ossido di argento e stagno.
La protezione durante l'assemblaggio del circuito è altrettanto cruciale. Dopo la saldatura, quando si rimuovono i residui di flusso e si applica il rivestimento protettivo, è necessario prestare particolare attenzione alle giunture tra l'involucro del dispositivo e la base per formare una barriera fisica contro l'umidità. Per le aree costiere con elevata nebbia salina, si consiglia di utilizzare modelli di dispositivi specializzati con placcatura in oro o rivestimenti anti-ossidanti per migliorare la resistenza alla corrosione dovuta all'umidità proveniente dalla fonte e prolungare la durata dei rivetti bimetallici elettrici in argento per interruttore.
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