تحقیق در مورد-حرارت مقاوم در برابر دمای بالا-فناوری لوله‌های منقبض‌شونده برای عایق‌های الکتریکی: افزایش حفاظت ایمنی برای سیستم‌های باسبار ولتاژ بالا-

با توسعه سریع انرژی های جدید، الکترونیک قدرت، و سیستم های توزیع برق هوشمند، تابلو برق{0}بالا به طور فزاینده ای به سمت کوچک سازی و چگالی توان بالا گرایش پیدا می کند. حمل جریان های بالاتر در فضاهای محدود مسائلی مانند افزایش دما در هادی های داخلی، تمرکز میدان الکتریکی و قابلیت اطمینان عایق را تشدید می کند. به عنوان یک ماده عایق و حفاظتی حیاتی برای تجهیزات الکتریکی با ولتاژ بالا، لوله‌های انقباض حرارتی نه تنها باید عملکرد عایق عالی را ارائه دهند، بلکه باید الزامات مقاومت حرارتی طولانی مدت، مقاومت در برابر آسیب‌های مکانیکی و سازگاری با محیط‌های پیچیده را نیز برآورده کنند.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

در تابلو برق ولتاژ بالا، کابینت‌های توزیع برق و تجهیزات انرژی جدید، معمولاً از شینه‌های مسی یا آلومینیومی برای انتقال انرژی الکتریکی استفاده می‌شود. از آنجا که شین‌ها در طول-کارکرد طولانی‌مدت{3}} گرما تولید می‌کنند و با توجه به اینکه برخی از هادی‌های نامنظم با محدودیت‌هایی مانند فضای نصب محدود یا لبه‌های تیز مواجه هستند{4}}در معرض خطراتی مانند تخلیه جزئی، ردیابی سطح، و حتی خرابی عایق هستند. در نتیجه، محصور کردن رساناها با مواد عایق{6}}قابل انقباض به یک اقدام حیاتی برای افزایش ایمنی تجهیزات تبدیل شده است.

 

در کاربردهای عملی، برخی از پیکربندی‌های رسانا پیچیده هستند و برای اطمینان از نصب صاف در سایت،{0}}به لوله‌های جمع‌شدگی حرارتی با نسبت جمع‌شدگی بالا نیاز دارند. علاوه بر این، برای برآوردن الزامات نصب خاص، لایه عایق ممکن است نیاز به سوراخ کردن یا پردازش مکانیکی داشته باشد. این امر باعث افزایش مقاومت در برابر پارگی و پایداری طولانی مدت مواد می شود. به عنوان مثال، هنگام استفاده از اتصالات شینه مسی سفارشی شده با لوله‌های{5}}جمع‌شدگی، لایه عایق نه تنها باید عایق الکتریکی را تضمین کند، بلکه باید تغییرات تنش مکانیکی را در محیط‌های مونتاژ پیچیده نیز تحمل کند.

 

لوله‌های حرارتی{0}} سنتی برای کاربردهای برق معمولاً از مواد پلیمری مانند اتیلن-وینیل استات (EVA) به عنوان رزین پایه اولیه استفاده می‌کنند که انعطاف‌پذیری و خواص عایق خوبی را ارائه می‌دهد. با این حال، با افزایش دمای کار و فشرده‌تر شدن طراحی‌های تجهیزات، مواد انقباض حرارتی استاندارد مستعد مشکلاتی مانند کاهش استحکام و کاهش مقاومت در برابر پارگی در محیط‌های با دمای بالا هستند که به طور بالقوه منجر به شکست عایق در طول کارکرد طولانی‌مدت می‌شود.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

برای رسیدگی به نیازهای محیط‌های عملیاتی با دمای بالا، محققان از تکنیک‌های اصلاح مواد برای بهبود عملکرد کلی لوله‌های جمع‌شونده گرمایی- استفاده کرده‌اند. با ترکیب کوپلیمرهای بلوک اتیلن -اکتن کوپلیمر (OBC) در فرمول سنتی-با استفاده از ساختار مولکولی منحصربه‌فرد آنها برای بهبود چقرمگی، مقاومت در برابر حرارت و مقاومت در برابر پیری{5}}لوله می‌تواند خواص مکانیکی پایدارتری را تحت شرایط دمای بالا و بار سنگین حفظ کند.

 

مواد قابل انقباض{0}}حرارتی اصلاح شده در درجه اول با تقویت پیوند بین زنجیره های مولکولی پلیمری، استحکام کششی و ازدیاد طول محصول را در هنگام شکست افزایش می دهند. در داخل ماده، ساختار قطعه سخت OBC (کوپلیمر بلوک اولفین) بلورینگی و پایداری ساختاری را در دماهای بالا افزایش می‌دهد، در حالی که ساختار قطعه نرم انعطاف‌پذیری را بهبود می‌بخشد و از شکل‌پذیری خوب در طول گرما{4} انقباض{4} و نصب مکانیکی اطمینان می‌دهد.

 

مطالعات تجربی نشان می‌دهد که افزایش نسبت مواد اصلاح‌شده هم استحکام کششی و هم ازدیاد طول را در هنگام شکستن لوله‌های قابل جمع شدن{0}}حرارت بهبود می‌بخشد. در طول آزمایش دمای بالا، لوله اصلاح شده کاهش قابل توجهی در خواص مکانیکی نشان می دهد که پایداری حرارتی برتر را نشان می دهد. علاوه بر این، در شرایط پیری حرارتی طولانی‌مدت-، ماده اصلاح‌شده تخریب پلیمر را کند می‌کند و به محصول اجازه می‌دهد تا قابلیت اطمینان مکانیکی بالایی داشته باشد.

 

برای کاربردهای عایق باسبار قدرت، لوله‌های قابل جمع شدن{0}}حرارت نه تنها باید در برابر فشارهای مکانیکی مقاومت کنند، بلکه باید الزامات عملکرد الکتریکی دقیق را نیز برآورده کنند. نتایج آزمایش نشان می‌دهد که ترکیب مواد اصلاح‌شده به طور قابل‌توجهی قدرت شکست دی‌الکتریک را کاهش نمی‌دهد، و لوله را قادر می‌سازد تا استانداردهای حفاظت از عایق را برای تجهیزات قدرت ادامه دهد. در نتیجه، این مواد برای استفاده در اتصالات الکتریکی-مانند شین‌های مسی عایق‌شده- که به حفاظت عایق بسیار مطمئن نیاز دارند، مناسب هستند.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

علاوه بر عملکرد عایق، تاخیر در شعله یک معیار مهم برای مواد محافظ مورد استفاده در تجهیزات قدرت است. افزایش غیرعادی دما می‌تواند در طول-عملکرد طولانی‌مدت تابلو برق-بالا رخ دهد. بنابراین، مواد عایق برای کاهش خطرات آتش سوزی باید دارای خواص ضد شعله{3} موثری باشند. آزمایش‌های سیم محدود کردن شاخص اکسیژن (LOI) و درخشش- نشان می‌دهد که گرمای اصلاح‌شده-لوله‌های منقبض‌شونده قابلیت‌های بازدارنده شعله{7} خود را حفظ می‌کند و در عین حال خواص مکانیکی پیشرفته‌تری را ارائه می‌دهد، در نتیجه استانداردهای مورد نیاز برای کاربردهای تجهیزات الکتریکی مربوطه را برآورده می‌کند.

 

در محیط‌های عملیاتی{0}بالا، ویژگی‌های افزایش دما مستقیماً بر طول عمر تجهیزات و ایمنی عملیاتی تأثیر می‌گذارد. آزمایش افزایش دما معمولاً شامل شبیه‌سازی شرایط عملیاتی واقعی با اعمال مداوم جریان نامی به هادی و مشاهده رفتار مواد عایق تحت چرخه حرارتی است. در طول چنین آزمایشاتی، با عبور مداوم جریان زیاد از هادی، دما افزایش می یابد. مواد قابل انقباض حرارتی معمولی ممکن است به دلیل تمرکز تنش حرارتی ترک بخورند.

 

در مقابل، لوله‌های منقبض‌شونده{0}}حرارتی که با اصلاحات پیشرفته فرموله شده‌اند، یکپارچگی ساختاری برتر را در دماهای بالا حفظ می‌کنند. حتی در صورت وجود عیوب موضعی یا دهانه های مکانیکی، این ماده مقاومت عالی در برابر ترک را حفظ می کند و به طور موثر خطرات ایمنی مرتبط با آسیب عایق را کاهش می دهد. چنین عملکردی برای تجهیزاتی که برای کارکرد طولانی مدت طراحی شده‌اند، از جمله تابلو برق ولتاژ بالا، سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی و تجهیزات تبدیل توان بسیار مهم است.

 

پیشرفت وسایل نقلیه با انرژی جدید، سیستم‌های ذخیره انرژی، و-لوازم الکترونیکی با قدرت بالا، سطح حفاظت از عایق شینه را افزایش داده است. روش‌های عایق تک لایه‌ای معمولی برای برآوردن نیازهای ترکیبی برای ظرفیت جریان بالا، تحمل دمای{{3} و قابلیت اطمینان بالا تلاش می‌کنند. در نتیجه، مواد عایق{5}}قابل انقباض باید همزمان با طراحی ساختاری شینه مسی، روش‌های اتصال و محیط‌های عملیاتی بهینه شوند.

 

در قوای محرکه وسایل نقلیه با انرژی جدید، ساختارهای اتصال باتری باید انتقال{0} جریان بالا، کارایی فضا و ایمنی را متعادل کنند. به عنوان مثال، پیکربندی باسبار باتری مسی مسطح که دارای لوله‌های جمع‌شونده گرمایی است، هدایت الکتریکی پایداری را تضمین می‌کند در حالی که از لایه عایق حرارتی{3}}برای به حداقل رساندن خطرات اتصال کوتاه-و افزایش ایمنی کلی سیستم استفاده می‌کند.

 

برای ایستگاه‌های ذخیره‌سازی انرژی و تجهیزات برق صنعتی، شین‌ها باید به‌طور قابل‌اطمینانی جریان‌های بالا را در دوره‌های طولانی تحمل کنند، که به رسانایی پایدار و عایق قابل اعتماد نیاز دارد. استفاده از شینه‌های مسی با عایق حرارتی-به کاهش نیازهای فاصله ایمنی بین هادی‌های در معرض دید امکان‌پذیر می‌شود و در عین حال بهره‌برداری از فضای داخلی را بهبود می‌بخشد.

 

همانطور که تجهیزات الکتریکی به سمت ولتاژها و چگالی توان بالاتر تکامل می‌یابند، مواد عایق{0}}قابل انقباض از نظر مقاومت در برابر حرارت، استحکام مکانیکی، تاخیر در شعله و پایداری محیطی به پیشرفت خود ادامه می‌دهند. از طریق اصلاح مواد، بهینه سازی ساختاری، و بهبود فرآیند تولید، قابلیت اطمینان عملیاتی بلند مدت سیستم های شینه قدرت را می توان بیشتر افزایش داد.

 

در کاربردهای مهندسی عملی، ساختارهای شینه مرکب-مانند شین‌های مسی مربع مسطح با لوله‌های حرارتی PVC{1}}به‌عنوان راه‌حل‌های اتصال حیاتی برای انرژی‌های جدید، الکترونیک قدرت، و تجهیزات کنترل صنعتی ظاهر شده‌اند. ترکیب مواد رسانا با عایق محافظ، انتقال نیرو را کارآمدتر و ایمن تر می کند.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

به طور کلی، توسعه لوله‌های قابل جمع‌شدگی-درجه حرارت-تقویت‌شده{2}}برای عایق‌های الکتریکی، یک مسیر فنی جدید به سمت کوچک‌سازی و عملکرد بسیار مطمئن تجهیزات الکتریکی- ولتاژ بالا ارائه می‌دهد. با بهینه سازی فرمولاسیون مواد برای بهبود مقاومت در برابر حرارت، استحکام پارگی و عملکرد عایق، تولیدکنندگان می توانند به طور موثر چالش های موجود را برطرف کنند.عایق شینهدر محیط‌های با دمای{0}بالا، بنابراین پایه‌ای پایدار برای توسعه آینده شبکه‌های هوشمند، وسایل نقلیه جدید انرژی و سیستم‌های ذخیره انرژی فراهم می‌کند.