Изследване на технология за устойчиви на висока-температура-свиваеми тръби за електрическа изолация: Подобряване на защитата на безопасността за системи с шини за високо-напрежение

С бързото развитие на нова енергия, силова електроника и интелигентни системи за разпределение на електроенергия, разпределителните уреди за високо-напрежение все повече се насочват към миниатюризация и висока плътност на мощността. Пренасянето на по-високи токове в ограничени пространства изостря проблеми като повишаване на температурата във вътрешните проводници, концентрация на електрическо поле и надеждност на изолацията. Като важен изолационен и защитен материал за високо-електрическо оборудване с високо напрежение, термосвиваемите тръби трябва не само да осигуряват отлична изолационна производителност, но и да отговарят на изискванията за дългосрочна-топлоустойчивост, устойчивост на механични повреди и адаптивност към сложни среди.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В -разпределителните апарати за високо напрежение, електроразпределителните шкафове и новото енергийно захранващо оборудване медните или алуминиевите шини обикновено се използват за предаване на електрическа енергия. Тъй като шините генерират топлина по време на дългосрочна-работа-и като се има предвид, че някои проводници с неправилна форма са изправени пред ограничения като ограничено пространство за монтаж или остри ръбове-, откритите проводници са податливи на рискове като частичен разряд, проследяване на повърхността и дори разрушаване на изолацията. Следователно капсулирането на проводници с термосвиваеми изолационни материали се превърна в жизненоважна мярка за повишаване на безопасността на оборудването.

 

При практически приложения някои конфигурации на проводници са сложни, изискващи термо{0}}свиваеми тръби с висок коефициент на свиване, за да се осигури безпроблемна инсталация на-мястото. Освен това, за да отговори на специфичните изисквания за монтаж, може да се наложи изолационният слой да бъде подложен на перфорация или механична обработка; това поставя по-високи изисквания към устойчивостта на разкъсване и дългосрочната -стабилност на материала. Например, когато се използват персонализирани връзки на медни шини с термо-свиваеми тръби, изолационният слой трябва не само да осигури електрическа изолация, но също така да издържа на вариации на механични напрежения в сложни монтажни среди.

 

Традиционните термо{0}}свиваеми тръби за енергийни приложения обикновено използват полимерни материали като етилен-винил ацетат (EVA) като основна основна смола, предлагаща добра гъвкавост и изолационни свойства. Въпреки това, тъй като работните температури се повишават и дизайнът на оборудването става по-компактен, стандартните термо{3}}свиваеми материали са податливи на проблеми като намалена якост и намалена устойчивост на скъсване при високи-температурни среди, което потенциално води до повреда на изолацията по време на дългосрочна-експлоатация.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

За да отговорят на изискванията на работна среда с висока-температура, изследователите са използвали техники за модификация на материала, за да подобрят цялостната производителност на термосвиваемите тръби. Чрез включване на етилен-октенови блок кополимери (OBC) в традиционната формула-използвайки тяхната уникална молекулярна структура за подобряване на якостта, устойчивостта на топлина и устойчивостта на стареене-тръбите могат да поддържат по-стабилни механични свойства при условия на висока температура и голямо натоварване.

 

Модифицираните терм{0}}свиваеми материали основно повишават якостта на опън и удължението на продукта при скъсване чрез укрепване на свързването между полимерните молекулни вериги. В рамките на материала структурата на твърдия-сегмент на OBC (олефинов блоков съполимер) подобрява кристалността и структурната стабилност при високи температури, докато структурата на мекия-сегмент подобрява гъвкавостта, осигурявайки добра пластичност по време на -предизвикано от топлина свиване и механичен монтаж.

 

Експерименталните проучвания показват, че увеличаването на дела на модифицирания материал подобрява както якостта на опън, така и удължението при скъсване на термо{0}}свиваемите тръби. По време на високо{2}}температурно изпитване, модифицираната тръба показва значително намален спад на механичните свойства, демонстрирайки превъзходна термична стабилност. Освен това, при условия на дългосрочно-термо-окислително стареене, модифицираният материал забавя разграждането на полимера, което позволява на продукта да поддържа висока механична надеждност.

 

За приложения за изолация на силови шини термосвиваемите тръби трябва не само да издържат на механични натоварвания, но и да отговарят на строги изисквания за електрическа ефективност. Резултатите от теста показват, че включването на модифицирани материали не намалява значително якостта на диелектрика при пробив, което позволява на тръбите да продължат да отговарят на стандартите за защита на изолацията за енергийно оборудване. Следователно тези материали са подходящи за използване в електрически връзки-като изолирани медни шини-, които изискват високонадеждна изолационна защита.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В допълнение към изолационните характеристики, забавянето на горенето е критичен показател за защитните материали, използвани в енергийното оборудване. Ненормално повишаване на температурата може да възникне по време на дългосрочна-работа на комутационни уредби с високо-напрежение; следователно изолационните материали трябва да притежават ефективни свойства за забавяне на пламъка, за да намалят рисковете от пожар. Тестовете за ограничаване на кислородния индекс (LOI) и нажежен-тел разкриват, че модифицираната термо{6}}свиваема тръба запазва своите-възможности за забавяне на пламъка, като същевременно предлага подобрени механични свойства, като по този начин отговаря на стандартите, необходими за съответните приложения на електрическо оборудване.

 

В работна среда с висок{0}}ток, характеристиките на повишаване на температурата пряко влияят върху живота на оборудването и безопасността при работа. Тестването за повишаване на температурата обикновено включва симулиране на действителни работни условия чрез непрекъснато прилагане на номинален ток към проводника и наблюдение на поведението на изолационния материал при термични цикли. По време на такива тестове, тъй като през проводника непрекъснато протича силен ток, температурата се повишава; конвенционалните терм{3}}свиваеми материали могат да се напукат поради концентрация на топлинно напрежение.

 

Обратно, термо{0}}свиваемите тръби, формулирани с подобрената модификация, поддържат превъзходна структурна цялост при повишени температури. Дори при наличие на локализирани дефекти или механични отвори, материалът поддържа отлична устойчивост на пукнатини, като ефективно намалява рисковете за безопасността, свързани с повреда на изолацията. Такава производителност е от решаващо значение за оборудване, предназначено за дългосрочна-експлоатация, включително комутационни уреди за високо-напрежение, системи за съхранение на енергия и оборудване за преобразуване на енергия.

 

Напредъкът на новите енергийни превозни средства, системите за съхранение на енергия и високо{0}}мощната силова електроника вдигна летвата за защита на изолацията на шините. Конвенционалните едно-слойни изолационни методи се борят да отговорят на комбинираните изисквания за висок токов капацитет, висока-температурна толерантност и висока надеждност. Следователно термо{5}}свиваемите изолационни материали трябва да бъдат оптимизирани в тандем със структурния дизайн на медните шини, методите на свързване и работните среди.

 

В задвижванията на новите енергийни превозни средства структурите за свързване на батериите трябва да балансират високо-токово предаване, пространствена ефективност и безопасност. Например конфигурацията на плоска медна шина за батерии, включваща термо{2}}свиваеми тръби, осигурява стабилна електрическа проводимост, като същевременно използва топлинно-свиваемия изолационен слой за минимизиране на рисковете от късо- съединение и подобряване на цялостната безопасност на системата.

 

За станции за съхранение на енергия и промишлено енергийно оборудване шините трябва надеждно да се справят с високи токове за продължителни периоди, което изисква стабилна проводимост и надеждна изолация. Използването на медни шини с термо{1}}свиваема изолация позволява намаляване на изискванията за безопасно разстояние между откритите проводници, като същевременно подобрява използването на вътрешното пространство.

 

Тъй като електрическото оборудване се развива към по-високи напрежения и плътности на мощността, термо{0}}свиваемите изолационни материали ще продължат да напредват по отношение на устойчивост на топлина, механична якост, забавяне на горенето и екологична устойчивост. Чрез модификация на материала, структурна оптимизация и подобрения на производствения процес, дългосрочната-оперативна надеждност на силови шинни системи може да бъде допълнително подобрена.

 

В практическите инженерни приложения композитните шинни конструкции-като плоски квадратни медни шини с PVC термо{1}}свиваеми тръби-се очертаха като жизненоважни решения за свързване за нова енергия, силова електроника и промишлено контролно оборудване. Комбинирането на проводими материали със защитна изолация позволява по-ефективно и по-безопасно предаване на енергия.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Като цяло, разработването на устойчиви на високи-температури{1}}подсилени термосвиваеми тръби-за електрическа изолация предлага нов технически път към миниатюризация и високонадеждна работа на електрическо оборудване с високо-напрежение. Чрез оптимизиране на съставите на материалите за подобряване на устойчивостта на топлина, якостта на разкъсване и изолационните характеристики, производителите могат ефективно да се справят с предизвикателствата наизолация на шинивъв високо{0}}температурни среди, като по този начин осигурява стабилна основа за бъдещото развитие на интелигентни мрежи, нови енергийни превозни средства и системи за съхранение на енергия.