Laminált gyűjtősínek szigetelőanyagainak elemzése: rugalmas és merev szigetelés kiválasztása és alkalmazása

Az új energetikai járművek, energiatároló rendszerek, vasúti tranzit és ipari áramellátási berendezések fejlesztésével a laminált gyűjtősíneket széles körben alkalmazzák alacsony induktivitása, nagy megbízhatósága és kompakt szerkezete miatt. Legyen szó elektromos gyűjtősínről, autó akkumulátor gyűjtősínről vagy ipari -minőségű kondenzátorsínrendszerről, a szigetelőanyag kiválasztása közvetlenül befolyásolja a termék elektromos teljesítményét, élettartamát és biztonsági szintjét.

 

A modern gépjármű-gyűjtősín-rendszereknél a szigetelőréteg nemcsak vezetőszigetelésként szolgál, hanem meg kell felelnie a hőállóság, a feszültségállóság, a lángállóság és a hosszú távú megbízható működés követelményeinek is. Ezért a rugalmas és merev szigetelőanyagok jellemzőinek alapos ismerete döntő fontosságú a gyűjtősín tervezése és kiválasztása szempontjából.

 

 

 

Jelenleg a legtöbb laminált gyűjtősín rugalmas vékony{0}}filmes szigetelőszerkezetet alkalmaz, amely laminálási eljárással szorosan rögzíti a szigetelőfóliát a rézvezetőhöz. Ez az eljárás hatékonyan csökkenti a vezetékek távolságát, javítja a rendszerintegrációt, és kiváló gyűjtősínszigetelési teljesítményt biztosít.

 

Poliészter (PET) szigetelőanyag

A PET az egyik legszélesebb körben használt szigetelőanyag, jelentős piaci részesedéssel rendelkezik az autósín PET szigetelés területén. Fő jellemzői a következők:

Hosszú távú működési hőmérséklet, akár 105 fok ; Nagy, jellemzően 100%-ot meghaladó nyúlás, alkalmas összetett hajlító szerkezetekhez; Jó mechanikai szívósság és formázási teljesítmény; Magas relatív követési index (CTI); Különféle vastagságban kapható, hogy megfeleljen a különböző feszültségszinteknek; Kiváló égésgátló tulajdonságokkal rendelkezik, megfelel az ipari és autóipari alkalmazások követelményeinek.

Az új energetikai járművek energiaellátó rendszereiben a PET szigetelő rétegeket széles körben használják az elektromos járművek akkumulátorsíneiben, az autóipari földi gyűjtősínekben és az automatikus buszsín termékekben.

 

Poliimid (PI) szigetelőanyag

A PI egy nagy -teljesítményű, magas-hőmérsékletnek ellenálló szigetelőanyag, amelynek folyamatos üzemi hőmérséklete általában meghaladja a 200 fokot.

A PET-hez képest a PI a következő tulajdonságokkal rendelkezik:

Kiváló magas{0}}hőmérsékletállóság; Kiváló eredendő égésgátlás; Magasabb mechanikai merevség; Alkalmasabb hegesztési eljárásokhoz; Viszonylag magasabb költség; Alacsonyabb CTI, mint PET.

Ezért a kondenzátorok, teljesítménymodulok vagy csatlakozók hegesztését igénylő alkalmazásokban a PI-anyagot gyakran használják az új energiájú járművek filmkondenzátor gyűjtősínjeiben és egyes teljesítménykondenzátor termékek gyűjtősíneiben.

 

A rugalmas és merev szigetelés közötti különbségek

A rugalmas szigetelés elsősorban a rézvezetők felületének szigetelésére szolgál, laminálással teljes szigetelőszerkezetet alkotva.

 

Előnyei közé tartozik:

Lehetővé teszi a vezeték éleinek teljes tömítését;

Alkalmas összetett háromdimenziós szerkezeti{0}}tervekhez;

Hatékonyan csökkenti a rendszer méretét;

Megkönnyíti a tömeggyártást és az automatizált gyártást.

 

A merev szigetelést ezzel szemben főként a különböző vezetőrétegek közötti távolságra és alátámasztásra használják.

A nagyfeszültségű{0}}rendszereknél a rugalmas szigetelés önmagában gyakran nem felel meg az elektromos térelosztás és a részleges kisülés szabályozás követelményeinek; ezért a szigetelési távolság növeléséhez merev szigetelőanyagokra van szükség.

 

Jellemzően:

Körülbelül 1 mm-es szigetelési távolság szükséges minden 1kV-os üzemi feszültségnövekedéshez;

Minél nagyobb az üzemi feszültség, annál nagyobb a merev szigetelés vastagsága;
A nagyfeszültségű{0}}rendszerek jellemzően üvegszállal megerősített poliészter táblákat használnak szerkezeti szigetelőrétegként.

A nagyfeszültségű-gyűjtősín-kialakításban a merev szigetelés kulcsfontosságú elem, amely biztosítja a hosszú-távú stabil működést, míg az alacsony-feszültségű gyűjtősín-rendszerek általában nem igényelnek további, nehéz merev szigetelőszerkezeteket.

 

 

 

Relatív hőmérsékleti index (RTI)

Az RTI fontos mutatója a szigetelőanyagok hosszú távú -hőállóságának.

 

A relatív követési index (RTI) meghatározása a következő:

Az a hőmérséklet, amelyen egy anyag mechanikai és elektromos tulajdonságai a kezdeti értékük 50%-ára csökkennek körülbelül 20 000 óra hosszú távú{3}}működés után.

 

A hosszú távú-sínes elektromos járműrendszerek esetében az RTI közvetlenül befolyásolja a termék élettartamát.

Általában:

 

A hőmérséklet minden 10 fokos csökkenésével a szigetelés élettartama körülbelül megkétszereződik;

Minden 10 fokos hőmérséklet-emelkedés esetén a szigetelés élettartama körülbelül a felére csökkenhet.

 

Ezért az elektromos járművekhez való ónozott réz gyűjtősín tervezése során mind a hőkezelési megoldásokat, mind a szigetelőanyag-minőségeket átfogóan figyelembe kell venni.

 

 

A CTI tükrözi az anyag felületi ellenállását a nyomkövetéssel szemben.

 

Ha a berendezés huzamosabb ideig nedves, szennyezett vagy magas feszültségű környezetnek van kitéve, a magasabb CTI-érték hatékonyan csökkenti a felület kúszásának kockázatát.

 

Az ipari energiatároló rendszerek, az egyenáramú kondenzátorsínek és a nagyméretű kondenzátor-lamináló gyűjtősínek esetében a CTI a biztonsági tervezést befolyásoló döntő paraméter.

 

A PET-anyagok általában magasabb CTI-besorolással rendelkeznek, ezért szélesebb körben használják őket a nagyfeszültségű{0}}alkalmazásokban.

 

A nyúlás az anyag azon képességét jelenti, hogy feszültség alatt megőrzi szigetelő tulajdonságait.

Ez a paraméter közvetlenül befolyásolja:

Hajlítási teljesítmény;
Vezető él burkolási minőség;
A tömítési folyamat stabilitása;
Hosszú távú -mechanikai megbízhatóság.

A PET anyagok nyúlása általában 100% feletti, míg a PI anyagok 70% körüli. Ezért a PET alkalmasabb összetett rézvezető laminálási eljárásokhoz.

 

 

Ipari villamosenergia-rendszerek

Az ipari berendezések gyűjtősínekre vonatkozó követelményei elsősorban a nagyfeszültségre és a hosszú élettartamra összpontosítanak.

 

A tipikus jellemzők a következők:

Üzemi feszültség jellemzően 1000V és 6000V között;
Szigorú követelmények a részleges kisülés szabályozására;
Megnövelt merev szigetelőszerkezetekre vonatkozó követelmény;
Magas kúszótávolság követelmények;
Élettartam 20-25 év vagy több.

 

Ezért a nagy-feszültségű energiatároló berendezések, a vasúti szállítás és a nagy-áramelosztó rendszerek általában nagy CTI anyagokat és vastagabb szigetelőszerkezeteket használnak az elosztósínekhez.

 

 

 

Az új energetikai járművek alkalmazásai nagyobb hangsúlyt fektetnek a könnyű súlyozásra, a helykihasználásra és a költségszabályozásra.

A tipikus jellemzők a következők:

 

A feszültségszintek általában 800 V alatt vannak;
Alacsonyabb követelmények a részleges ürítéshez;
Jellemzően rugalmas laminált szigetelőszerkezetek alkalmazása;
Érzékenyebb a súlyra és térfogatra;
Az élettartam általában 5-10 év.

 

Ezért az olyan termékek, mint a BusBar Cars, az Automotive Power Connectors és a Tin{0}}plate Busbar Automotives egyre gyakrabban használnak PET vagy PI szigetelési megoldásokat a kompakt tervezési követelmények teljesítése érdekében.

 

 

A laminált szigetelés technológia mellett a porszórt szigetelés is elterjedt megoldás.

 

Ez az eljárás általános szigetelésvédelmet biztosít azáltal, hogy epoxigyanta bevonatot képez a vezető felületén, és különösen alkalmas szerkezetileg összetett egyvezetők esetén.

 

Előnyei közé tartozik:

Összetett geometriákat lefedhet;
Alkalmas nem-laminált vezetékekhez;
Jó korrózióállóság;
Megfelel bizonyos alacsony feszültségű{0}}alkalmazási követelményeknek.

 

Az alacsony induktivitást és nagy teljesítménysűrűséget igénylő autós-gyűjtősín- és gyűjtősín-elektromos járműalkalmazások esetében azonban továbbra is a laminált szigetelési technológia a fő megoldás.

 

 

 

A szigetelőanyagok a laminált gyűjtősínek teljesítményének meghatározó elemei. A PET és a PI, mint a legelterjedtebb rugalmas szigetelőanyagok, mindegyiknek megvannak a maga előnyei a különböző alkalmazási helyzetekben. A nagyfeszültségű ipari rendszerek esetében az RTI-t, a CTI-t és a merev szigetelőszerkezeteket átfogóan kell mérlegelni, míg az új energetikai járművek ágazatában a hangsúly inkább a könnyű kialakításon, a helykihasználáson és a termelés hatékonyságán van.

 

A fejlesztésévelEV sínek, kondenzátor gyűjtősínek és új energiateljesítményű elektronikai eszközök, a szigetelőanyag-technológia továbbfejlesztése folytatódik, biztonságosabb és hatékonyabb megoldásokat kínálva a jövőbeni nagy{0}}teljesítményű, nagy{1}} megbízhatóságú elektromos csatlakozórendszerekhez.