Υλικά μόνωσης για πλαστικοποιημένες ράβδους - Μια σύντομη συζήτηση για την εύκαμπτη και άκαμπτη μόνωση και τις παραμέτρους τους

Μια πλαστικοποιημένη ράβδος είναι ένα εξάρτημα ηλεκτρικής σύνδεσης που αποτελείται από πολλαπλά στρώματα αγωγών και μονωτικών υλικών. Χρησιμοποιείται ευρέως σε ηλεκτρονικά συστήματα υψηλής-πυκνότητας-και συμπαγούς ισχύος, όπως Πολυστρωματικές ράβδους διαύλου χαμηλής επαγωγής και ράβδους διαύλου με ελασματοποίηση χαλκού. Ο βασικός σχεδιαστικός του στόχος είναι να βελτιώσει τη συνολική απόδοση και αξιοπιστία του συστήματος βελτιστοποιώντας την κατανομή του ηλεκτρικού πεδίου και την παρασιτική επαγωγή μέσω μιας τρισδιάστατης δομής, ενώ ικανοποιεί τις απαιτήσεις μετάδοσης υψηλής τάσης και υψηλού ρεύματος. Τυπικές εφαρμογές περιλαμβάνουν πλαστικοποιημένους ζυγούς σε μετατροπείς υψηλής ισχύος-και πολυστρωματικούς ζυγούς για συστήματα διανομής ισχύος συνεχούς ρεύματος.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Δομικά, οι ελασματοποιημένοι ζυγοί χρησιμοποιούν συνήθως εύκαμπτα μονωτικά υλικά με ελασματοποίηση με αγωγούς για να σχηματίσουν βασικές αγώγιμες μονάδες. Αυτή η δομή είναι επίσης γνωστή ως μερικώς πολυστρωματική γραμμή διαύλου ή γραμμή σύνδεσης σύνθετης δομής πολλαπλών-στρώσεων. Κατά τη διάρκεια μιας διαδικασίας θερμής-συμπίεσης, το εύκαμπτο μονωτικό υλικό συνδέεται στενά με τον αγωγό μέσω συγκολλητικών στρωμάτων, σχηματίζοντας μια αποτελεσματική στεγανοποίηση στις άκρες του αγωγού, διατηρώντας έτσι σταθερή απόδοση μόνωσης ακόμη και σε πολύπλοκα περιβάλλοντα. Τα κοινά εύκαμπτα μονωτικά υλικά περιλαμβάνουν τον πολυεστέρα (PET) και το πολυϊμίδιο (PI), με το PET να είναι το πιο ευρέως χρησιμοποιούμενο σε ζυγούς με στρώσεις τριών{5} στρωμάτων και τυποποιημένα προϊόντα αγωγών λόγω των ολοκληρωμένων πλεονεκτημάτων απόδοσης.

 

Τα πολυεστερικά υλικά έχουν μέτρια αντοχή στη θερμοκρασία (συνήθως 105 μοίρες), διατηρώντας σταθερές μηχανικές και ηλεκτρικές ιδιότητες κάτω από-μακροπρόθεσμες συνθήκες θερμικού κύκλου. Η επιμήκυνσή του μπορεί να ξεπεράσει το 100%, καθιστώντας το λιγότερο επιρρεπές σε σχίσιμο ή μείωση πάχους κατά την κάμψη και το δέσιμο των άκρων. Επιπλέον, το PET έχει υψηλό σχετικό δείκτη παρακολούθησης (CTI), ο οποίος μειώνει αποτελεσματικά τον κίνδυνο ερπυσμού, ο οποίος είναι ιδιαίτερα κρίσιμος για εφαρμογές υψηλής-τάσης, όπως οι ράβδοι στεγανοποίησης αντιστροφέα υψηλής τάσης. Ενώ πληροί τις ονομασίες επιβραδυντικών φλόγας (π.χ. V0), το PET διατίθεται επίσης σε διάφορα πάχη (π.χ. 50μm έως 350μm) για προσαρμογή σε διαφορετικά επίπεδα τάσης και απαιτήσεις δομικού σχεδιασμού, προσφέροντας έτσι υψηλή ευελιξία σε εφαρμογές όπως Laminated Busbars for Three{15}}Level Inverters IGBT και Customized Lamin.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Αντίθετα, τα υλικά πολυιμιδίου (PI) είναι μονωτικά υλικά υψηλής απόδοσης με υψηλότερη αντίσταση θερμοκρασίας (το RTI συνήθως υπερβαίνει τους 200 βαθμούς ), καθιστώντας τα κατάλληλα για εφαρμογές που περιλαμβάνουν συγκόλληση σε υψηλές{{2} θερμοκρασίες ή υψηλά εντοπισμένα θερμικά φορτία, όπως δομές που περιλαμβάνουν συγκόλληση πυκνωτή ή ηλεκτρονικών εξαρτημάτων σε Laminated Busbars Cars. Τα υλικά PI έχουν μεγαλύτερη μηχανική ακαμψία και είναι λιγότερο επιρρεπή σε χαλάρωση υπό μακροπρόθεσμη-καταπόνηση, γεγονός που βοηθά στη διατήρηση της σταθερότητας της στεγανοποιημένης δομής. Ωστόσο, η απόδοσή τους CTI είναι σχετικά χαμηλή, συνήθως απαιτεί σχεδιασμό μεγαλύτερης απόστασης ερπυσμού, καθιστώντας τα πιο κατάλληλα για περιβάλλοντα μέσης- και χαμηλής-τάσης, όπως ορισμένες εφαρμογές DC-Link Capacitor Laminated Bus Bars ή DC Capacitor Laminated Bus Bars.

 

Σε ένα σύστημα πλήρους πλαστικοποιημένου ζυγού, η εύκαμπτη μόνωση χρησιμοποιείται κυρίως για ηλεκτρική μόνωση και σφράγιση μεταξύ των στρωμάτων αγωγών, ενώ άκαμπτα μονωτικά υλικά χρησιμοποιούνται για δομική στήριξη και ηλεκτρική μόνωση μεταξύ συγκροτημάτων ζυγών. Το πάχος της άκαμπτης μόνωσης συνήθως σχετίζεται άμεσα με το επίπεδο τάσης του συστήματος. μια γενική αρχή σχεδιασμού είναι περίπου 1 mm άκαμπτου μονωτικού υλικού ανά κιλοβολτ. Σε συστήματα υψηλής{3}τάσης, όπως πολυστρωματικές ράβδους για μετατροπείς μεγάλης

 

Όσον αφορά τις βασικές παραμέτρους απόδοσης, ο δείκτης σχετικής θερμοκρασίας (RTI) και ο σχετικός δείκτης παρακολούθησης (CTI) είναι σημαντικοί δείκτες για την αξιολόγηση των μονωτικών υλικών. Το RTI μετρά την ικανότητα ενός υλικού να διατηρεί την απόδοση υπό-μακροπρόθεσμες συνθήκες θερμικής γήρανσης. Η αξιολόγηση της διάρκειας ζωής του βασίζεται συνήθως σε δοκιμές επιταχυνόμενης γήρανσης που υπερβαίνουν τις 20.000 ώρες και ακολουθεί μια εκθετική σχέση μεταξύ θερμοκρασίας και διάρκειας ζωής. Το CTI αντανακλά την αντίσταση ενός υλικού στην παρακολούθηση σε μολυσμένα περιβάλλοντα και είναι ζωτικής σημασίας για τον σχεδιασμό της απόστασης ερπυσμού σε συστήματα υψηλής-τάσης. Επιπλέον, η επιμήκυνση του υλικού επηρεάζει άμεσα την προσαρμοστικότητά του κατά την επεξεργασία και είναι μία από τις βασικές παραμέτρους για την αξιολόγηση της απόδοσης στεγανοποίησης και της μηχανικής αξιοπιστίας.

 

Οι απαιτήσεις απόδοσης για μονωτικά υλικά σε πλαστικοποιημένες ράβδους διαφέρουν σημαντικά σε διαφορετικούς τομείς εφαρμογής. Σε βιομηχανικές{1}}εφαρμογές υψηλής τάσης, όπως οι Busbars High Voltage Explosion-Proof Inverter Busbars ή μεγάλα-συστήματα μετατροπής ισχύος, οι τάσεις λειτουργίας κυμαίνονται συνήθως από 1000V έως 6000V. Αυτές οι εφαρμογές απαιτούν εξαιρετικά υψηλά πρότυπα για έλεγχο μερικής εκφόρτισης, απόδοση ηλεκτρικής μόνωσης και μακροπρόθεσμη διάρκεια ζωής. Ως εκ τούτου, απαιτείται ένας συνδυασμός εύκαμπτων και άκαμπτων σχεδίων μόνωσης, με τα υλικά υψηλής CTI να είναι η προτιμώμενη επιλογή. Στον τομέα των νέων ενεργειακών οχημάτων, όπως οι ράβδοι διαύλου με μεταλλικό φιλμ υψηλής θερμικής αγωγιμότητας για συστήματα ελέγχου EV, οι τάσεις του συστήματος είναι συνήθως κάτω από 800 V. Οι απαιτήσεις απόδοσης μόνωσης είναι σχετικά χαμηλότερες, με μεγαλύτερη έμφαση στον ελαφρύ σχεδιασμό, την αντίσταση στη θερμότητα και τη συμβατότητα της διαδικασίας συναρμολόγησης. Επομένως, τα υλικά PI προσφέρουν ορισμένα πλεονεκτήματα σε συγκεκριμένες συγκολλημένες κατασκευές.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Επιπλέον, σε ορισμένες μη{0}}ελασματοποιημένες δομές ή εφαρμογές απλών-αγωγών, μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί μόνωση με επίστρωση πούδρας, π.χ. πλαστικοποιημένες ράβδοι διαύλου με βαμμένες σε σκόνη-με εύρος πάχους διηλεκτρικής επίστρωσης μεταξύ 0,2 mm ~ 3,00 mm. Αυτή η διαδικασία είναι κατάλληλη για μόνωση αγωγών με πολύπλοκα σχήματα, επιτυγχάνοντας καλή επιφανειακή κάλυψη και σφράγιση. Ωστόσο, λόγω της δυσκολίας στον έλεγχο της συνοχής της μόνωσης στα άκρα του αγωγού και στις αιχμηρές γωνίες, γενικά δεν χρησιμοποιείται σε συστήματα ζυγών με πλαστικοποιημένο υλικό υψηλής ακρίβειας, όπως σε απαιτητικές εφαρμογές όπως η προσαρμοσμένη χάλκινη ράβδος με πλαστικοποιημένο μετατροπέα για ηλεκτρική εγκατάσταση.

 

Συνολικά, ως τυπικά παθητικά ηλεκτρονικά εξαρτήματα Laminated busbar, η απόδοση των laminated busbars εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από την επιλογή των μονωτικών υλικών και τον δομικό σχεδιασμό. Με την κατάλληλη αντιστοίχιση εύκαμπτων και άκαμπτων μονωτικών υλικών και με την εξέταση συγκεκριμένων σεναρίων εφαρμογής (όπως π.χ.Πολυστρωματικές μπάρες για σύνθετες εγκαταστάσεις Busbar), μπορεί να επιτευχθεί υψηλότερη πυκνότητα ισχύος και ενοποίηση του συστήματος, διασφαλίζοντας παράλληλα την ηλεκτρική ασφάλεια.