Έρευνα σχετικά με την υψηλή-Ανθεκτική στη θερμότητα σε υψηλή θερμοκρασία-Τεχνολογία συρρικνώμενων σωλήνων για ηλεκτρική μόνωση: Ενίσχυση της προστασίας ασφαλείας για συστήματα διαύλου υψηλής-τάσης

Με την ταχεία ανάπτυξη της νέας ενέργειας, των ηλεκτρονικών ισχύος και των ευφυών συστημάτων διανομής ισχύος, οι συσκευές διανομής υψηλής τάσης τείνουν όλο και περισσότερο προς τη σμίκρυνση και την υψηλή πυκνότητα ισχύος. Η μεταφορά υψηλότερων ρευμάτων σε περιορισμένους χώρους επιδεινώνει ζητήματα όπως η αύξηση της θερμοκρασίας στους εσωτερικούς αγωγούς, η συγκέντρωση ηλεκτρικού πεδίου και η αξιοπιστία της μόνωσης. Ως κρίσιμο υλικό μόνωσης και προστασίας για ηλεκτρικό εξοπλισμό υψηλής τάσης,-οι σωλήνες θερμικής συρρίκνωσης όχι μόνο πρέπει να παρέχουν εξαιρετική απόδοση μόνωσης αλλά και να πληρούν τις απαιτήσεις για μακροπρόθεσμη αντίσταση στη θερμότητα, αντοχή σε μηχανικές βλάβες και προσαρμοστικότητα σε πολύπλοκα περιβάλλοντα.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Σε συσκευές διανομής υψηλής τάσης, ντουλάπια διανομής ρεύματος και νέο εξοπλισμό ενέργειας, χρησιμοποιούνται συνήθως χάλκινοι ή αλουμινένιοι ζυγοί για τη μετάδοση ηλεκτρικής ενέργειας. Επειδή οι ζυγοί παράγουν θερμότητα κατά τη διάρκεια-μακροπρόθεσμης λειτουργίας-και δεδομένου ότι ορισμένοι αγωγοί ακανόνιστου σχήματος αντιμετωπίζουν περιορισμούς, όπως περιορισμένο χώρο εγκατάστασης ή αιχμηρές ακμές-οι εκτεθειμένοι αγωγοί είναι επιρρεπείς σε κινδύνους όπως μερική εκφόρτιση, παρακολούθηση επιφάνειας, ακόμη και βλάβη μόνωσης. Συνεπώς, η ενθυλάκωση αγωγών με θερμικά-συστελλόμενα μονωτικά υλικά έχει καταστεί ζωτικό μέτρο για τη βελτίωση της ασφάλειας του εξοπλισμού.

 

Σε πρακτικές εφαρμογές, ορισμένες διαμορφώσεις αγωγών είναι περίπλοκες και απαιτούν θερμική-σωλήνωση συρρίκνωσης με υψηλή αναλογία συρρίκνωσης για να διασφαλιστεί η ομαλή εγκατάσταση-στην τοποθεσία. Επιπλέον, για να ικανοποιηθούν συγκεκριμένες απαιτήσεις τοποθέτησης, το μονωτικό στρώμα μπορεί να χρειαστεί να υποβληθεί σε διάτρηση ή μηχανική επεξεργασία. Αυτό δημιουργεί υψηλότερες απαιτήσεις για την αντοχή σε σχίσιμο και τη μακροπρόθεσμη-σταθερότητα του υλικού. Για παράδειγμα, όταν χρησιμοποιούνται προσαρμοσμένες συνδέσεις χάλκινων ζυγών με σωλήνες θερμικής-συρρίκνωσης, το μονωτικό στρώμα πρέπει όχι μόνο να εξασφαλίζει ηλεκτρική μόνωση αλλά και να αντέχει τις διακυμάνσεις μηχανικής καταπόνησης σε πολύπλοκα περιβάλλοντα συναρμολόγησης.

 

Οι παραδοσιακοί{0}}σωλήνες συρρίκνωσης θερμότητας για εφαρμογές ισχύος συνήθως χρησιμοποιούν πολυμερή υλικά όπως το αιθυλένιο-οξικό βινύλιο (EVA) ως κύρια βασική ρητίνη, προσφέροντας καλή ευελιξία και μονωτικές ιδιότητες. Ωστόσο, καθώς οι θερμοκρασίες λειτουργίας αυξάνονται και τα σχέδια του εξοπλισμού γίνονται πιο συμπαγή, τα τυπικά υλικά θερμικής-συρρίκνωσης είναι επιρρεπή σε ζητήματα όπως μειωμένη αντοχή και μειωμένη αντίσταση σε σχίσιμο σε περιβάλλοντα υψηλής{{4} θερμοκρασίας, που ενδεχομένως οδηγούν σε αστοχία μόνωσης κατά τη μακροπρόθεσμη-λειτουργία.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Για να ανταποκριθούν στις απαιτήσεις των λειτουργικών περιβαλλόντων υψηλής{0} θερμοκρασίας, οι ερευνητές έχουν χρησιμοποιήσει τεχνικές τροποποίησης υλικού για να βελτιώσουν τη συνολική απόδοση των σωλήνων θερμικής συρρίκνωσης. Με την ενσωμάτωση-συμπολυμερών μπλοκ αιθυλενίου (OBC) στην παραδοσιακή σύνθεση-αξιοποιώντας τη μοναδική τους μοριακή δομή για τη βελτίωση της σκληρότητας, της αντοχής στη θερμότητα και της αντίστασης στη γήρανση-ο σωλήνας μπορεί να διατηρήσει πιο σταθερές μηχανικές ιδιότητες υπό συνθήκες υψηλής θερμοκρασίας και βαρύ φορτίο.

 

Τα τροποποιημένα θερμικά-συστελλόμενα υλικά ενισχύουν κυρίως την αντοχή σε εφελκυσμό και την επιμήκυνση του προϊόντος κατά τη θραύση ενισχύοντας τη σύνδεση μεταξύ των μοριακών αλυσίδων πολυμερούς. Εντός του υλικού, η σκληρή-δομή τμημάτων του OBC (Olefin Block Copolymer) ενισχύει την κρυσταλλικότητα και τη δομική σταθερότητα σε υψηλές θερμοκρασίες, ενώ η μαλακή-δομή του τμήματος βελτιώνει την ευελιξία, εξασφαλίζοντας καλή ολκιμότητα κατά τη διάρκεια της θερμότητας{4}συστολής και της μηχανικής εγκατάστασης.

 

Πειραματικές μελέτες υποδεικνύουν ότι η αύξηση της αναλογίας του τροποποιημένου υλικού βελτιώνει τόσο την αντοχή σε εφελκυσμό όσο και την επιμήκυνση κατά τη θραύση του θερμικά-συστελλόμενου σωλήνα. Κατά τη διάρκεια δοκιμών σε υψηλές-θερμοκρασίες, ο τροποποιημένος σωλήνας παρουσιάζει σημαντικά μειωμένη μείωση των μηχανικών ιδιοτήτων, επιδεικνύοντας ανώτερη θερμική σταθερότητα. Επιπλέον, υπό συνθήκες μακροχρόνιας-θερμο-οξειδωτικής γήρανσης, το τροποποιημένο υλικό επιβραδύνει την αποικοδόμηση του πολυμερούς, επιτρέποντας στο προϊόν να διατηρεί υψηλή μηχανική αξιοπιστία.

 

Για εφαρμογές μόνωσης ζυγών ισχύος, οι θερμοσυστελλόμενες σωλήνες δεν πρέπει μόνο να αντέχουν τη μηχανική καταπόνηση αλλά και να πληρούν αυστηρές απαιτήσεις ηλεκτρικής απόδοσης. Τα αποτελέσματα των δοκιμών δείχνουν ότι η ενσωμάτωση τροποποιημένων υλικών δεν μειώνει σημαντικά τη διηλεκτρική αντοχή σε διάσπαση, επιτρέποντας στη σωλήνωση να συνεχίσει να πληροί τα πρότυπα προστασίας μόνωσης για εξοπλισμό ισχύος. Συνεπώς, αυτά τα υλικά είναι κατάλληλα για χρήση σε ηλεκτρικές συνδέσεις-όπως μονωμένες χάλκινες ράβδους-που απαιτούν πολύ αξιόπιστη προστασία μόνωσης.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Εκτός από την απόδοση μόνωσης, η επιβράδυνση φλόγας είναι μια κρίσιμη μέτρηση για τα προστατευτικά υλικά που χρησιμοποιούνται στον εξοπλισμό ισχύος. Ασυνήθιστες αυξήσεις θερμοκρασίας μπορεί να προκύψουν κατά τη διάρκεια της μακροπρόθεσμης-λειτουργίας του διανομέα υψηλής-τάσης. Επομένως, τα μονωτικά υλικά πρέπει να διαθέτουν αποτελεσματικές ιδιότητες επιβραδυντικής φλόγας-για τον μετριασμό των κινδύνων πυρκαγιάς. Οι δοκιμές περιοριστικού δείκτη οξυγόνου (LOI) και σύρματος λάμψης-αποκαλύπτουν ότι η τροποποιημένη θερμότητα-συστελλόμενη σωλήνωση διατηρεί τις ικανότητες επιβράδυνσης της φλόγας{{7} ενώ προσφέρει βελτιωμένες μηχανικές ιδιότητες, πληρώντας έτσι τα πρότυπα που απαιτούνται για τις σχετικές εφαρμογές ηλεκτρικού εξοπλισμού.

 

Σε περιβάλλοντα λειτουργίας με υψηλό-ρεύμα, τα χαρακτηριστικά αύξησης της θερμοκρασίας επηρεάζουν άμεσα τη διάρκεια ζωής του εξοπλισμού και την ασφάλεια λειτουργίας. Η δοκιμή αύξησης θερμοκρασίας συνήθως περιλαμβάνει προσομοίωση πραγματικών συνθηκών λειτουργίας με συνεχή εφαρμογή ονομαστικού ρεύματος στον αγωγό και παρατήρηση της συμπεριφοράς του μονωτικού υλικού υπό θερμικό κύκλο. Κατά τη διάρκεια τέτοιων δοκιμών, καθώς το υψηλό ρεύμα ρέει συνεχώς μέσω του αγωγού, η θερμοκρασία αυξάνεται. τα συμβατικά θερμικά-συστελλόμενα υλικά ενδέχεται να ραγίσουν λόγω της συγκέντρωσης θερμικής τάσης.

 

Αντίθετα, ο θερμοσυστελλόμενος σωλήνας-που έχει σχεδιαστεί με την βελτιωμένη τροποποίηση διατηρεί ανώτερη δομική ακεραιότητα σε υψηλές θερμοκρασίες. Ακόμη και με την παρουσία τοπικών ελαττωμάτων ή μηχανικών ανοιγμάτων, το υλικό διατηρεί εξαιρετική αντοχή στις ρωγμές, μετριάζοντας αποτελεσματικά τους κινδύνους ασφαλείας που σχετίζονται με τη φθορά της μόνωσης. Αυτή η απόδοση είναι ζωτικής σημασίας για εξοπλισμό που έχει σχεδιαστεί για μακροπρόθεσμη-λειτουργία, συμπεριλαμβανομένων των συστημάτων διανομής υψηλής τάσης, των συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας και του εξοπλισμού μετατροπής ισχύος.

 

Η πρόοδος των νέων ενεργειακών οχημάτων, των συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας και των ηλεκτρονικών συσκευών υψηλής ισχύος-έχει ανεβάσει τον πήχη για την προστασία της μόνωσης του διαύλου. Οι συμβατικές μέθοδοι μόνωσης μονής-επίστρωσης αγωνίζονται να ανταποκριθούν στις συνδυασμένες απαιτήσεις για υψηλή χωρητικότητα ρεύματος, υψηλή-ανοχή θερμοκρασίας και υψηλή αξιοπιστία. Κατά συνέπεια, τα θερμικά-συστελλόμενα μονωτικά υλικά πρέπει να βελτιστοποιούνται παράλληλα με τη δομική σχεδίαση των χάλκινων ζυγών, τις μεθόδους σύνδεσης και τα περιβάλλοντα λειτουργίας.

 

Στα συστήματα μετάδοσης κίνησης των οχημάτων νέας ενέργειας, οι δομές σύνδεσης της μπαταρίας πρέπει να εξισορροπούν την υψηλή{0}}μετάδοση ρεύματος, την απόδοση χώρου και την ασφάλεια. Για παράδειγμα, μια επίπεδη χάλκινη διάταξη ζυγού μπαταρίας που διαθέτει θερμική-σωλήνωση συρρίκνωσης εξασφαλίζει σταθερή ηλεκτρική αγωγιμότητα ενώ χρησιμοποιεί το στρώμα θερμικής-συρρίκνωσης μόνωσης για να ελαχιστοποιήσει τους κινδύνους βραχυκυκλώματος-και να βελτιώσει τη συνολική ασφάλεια του συστήματος.

 

Για σταθμούς αποθήκευσης ενέργειας και βιομηχανικό εξοπλισμό ισχύος, οι ζυγοί πρέπει να χειρίζονται αξιόπιστα υψηλά ρεύματα για εκτεταμένες περιόδους, απαιτώντας σταθερή αγωγιμότητα και αξιόπιστη μόνωση. Η χρήση χάλκινων ζυγών με μόνωση-συρρίκνωσης θερμότητας επιτρέπει μειωμένες απαιτήσεις απόστασης ασφαλείας μεταξύ εκτεθειμένων αγωγών, ενώ ταυτόχρονα βελτιώνει τη χρήση του εσωτερικού χώρου.

 

Καθώς ο ηλεκτρικός εξοπλισμός εξελίσσεται προς υψηλότερες τάσεις και πυκνότητες ισχύος, τα θερμικά{0}}συστελλόμενα μονωτικά υλικά θα συνεχίσουν να προοδεύουν όσον αφορά τη θερμική αντίσταση, τη μηχανική αντοχή, την επιβράδυνση της φλόγας και την περιβαλλοντική βιωσιμότητα. Μέσω της τροποποίησης υλικού, της δομικής βελτιστοποίησης και των βελτιώσεων της παραγωγικής διαδικασίας, η μακροπρόθεσμη λειτουργική αξιοπιστία των συστημάτων ζυγών ισχύος μπορεί να βελτιωθεί περαιτέρω.

 

Σε πρακτικές μηχανολογικές εφαρμογές, οι σύνθετες δομές ράβδων-όπως επίπεδες τετράγωνες χάλκινες ράβδοι με σωλήνες συρρίκνωσης θερμότητας-PVC-έχουν αναδειχθεί ως ζωτικής σημασίας λύσεις σύνδεσης για νέα ενέργεια, ηλεκτρονικά ισχύος και εξοπλισμό βιομηχανικού ελέγχου. Ο συνδυασμός αγώγιμων υλικών με προστατευτική μόνωση καθιστά δυνατή την αποτελεσματικότερη και ασφαλέστερη μετάδοση ισχύος.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Συνολικά, η ανάπτυξη υψηλής-θερμοκρασίας-ανθεκτικής, ενισχυμένης θερμότητας-συστελλόμενων σωλήνων για ηλεκτρική μόνωση προσφέρει μια νέα τεχνική πορεία προς τη σμίκρυνση και την εξαιρετικά αξιόπιστη λειτουργία του ηλεκτρικού εξοπλισμού υψηλής-τάσης. Βελτιστοποιώντας τις συνθέσεις υλικών για τη βελτίωση της αντοχής στη θερμότητα, της αντοχής σε σχίσιμο και της απόδοσης μόνωσης, οι κατασκευαστές μπορούν να αντιμετωπίσουν αποτελεσματικά τις προκλήσεις τουμόνωση ζυγούσε περιβάλλοντα υψηλής-θερμοκρασίας, παρέχοντας έτσι μια σταθερή βάση για τη μελλοντική ανάπτυξη έξυπνων δικτύων, νέων ενεργειακών οχημάτων και συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας.