Recherche sur la technologie de gaines thermorétractables-résistantes aux hautes températures-pour l'isolation électrique : amélioration de la protection de sécurité pour les systèmes de jeux de barres-haute tension

Avec le développement rapide des nouvelles énergies, de l'électronique de puissance et des systèmes de distribution d'énergie intelligents, les appareillages de commutation haute tension-s'orientent de plus en plus vers la miniaturisation et la densité de puissance élevée. Le transport de courants plus élevés dans des espaces limités exacerbe les problèmes tels que l'augmentation de la température des conducteurs internes, la concentration du champ électrique et la fiabilité de l'isolation. En tant que matériau d'isolation et de protection essentiel pour les équipements électriques à haute tension-, les gaines thermorétractables-doivent non seulement fournir d'excellentes performances d'isolation, mais également répondre aux exigences de résistance thermique à long-, de résistance aux dommages mécaniques et d'adaptabilité aux environnements complexes.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Dans les appareillages de commutation haute tension, les armoires de distribution d'énergie et les nouveaux équipements électriques, les barres omnibus en cuivre ou en aluminium sont couramment utilisées pour transmettre l'énergie électrique. Étant donné que les jeux de barres génèrent de la chaleur lors d'un fonctionnement à long-fonctionnement à long terme-et étant donné que certains conducteurs de forme irrégulière sont confrontés à des contraintes telles qu'un espace d'installation limité ou des arêtes vives-les conducteurs exposés sont sujets à des risques tels que des décharges partielles, des traces de surface et même des ruptures d'isolation. Par conséquent, l'encapsulation des conducteurs avec des matériaux isolants thermorétractables est devenue une mesure essentielle pour améliorer la sécurité des équipements.

 

Dans les applications pratiques, certaines configurations de conducteurs sont complexes, nécessitant des gaines thermorétractables-avec un taux de rétrécissement élevé pour garantir une installation fluide sur-site. De plus, pour répondre à des exigences de montage spécifiques, la couche isolante peut devoir subir une perforation ou un traitement mécanique ; cela impose des exigences plus élevées en matière de résistance à la déchirure et de stabilité à long terme du matériau. Par exemple, lors de l'utilisation de connexions de barres omnibus en cuivre personnalisées avec des gaines thermorétractables, la couche d'isolation doit non seulement assurer l'isolation électrique, mais également résister aux variations de contraintes mécaniques dans des environnements d'assemblage complexes.

 

Les gaines thermorétractables traditionnelles-pour les applications électriques utilisent généralement des matériaux polymères tels que l'éthylène-acétate de vinyle (EVA) comme résine de base principale, offrant une bonne flexibilité et de bonnes propriétés d'isolation. Cependant, à mesure que les températures de fonctionnement augmentent et que la conception des équipements devient plus compacte, les matériaux thermorétractables standards-sont sujets à des problèmes tels qu'une résistance réduite et une résistance à la déchirure diminuée dans des environnements-températures élevées, pouvant conduire à une défaillance de l'isolation lors d'un fonctionnement à long-terme.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Pour répondre aux exigences des environnements d'exploitation-à haute température, les chercheurs ont utilisé des techniques de modification des matériaux pour améliorer les performances globales des gaines thermorétractables-. En incorporant des copolymères blocs d'éthylène-octène (OBC) dans la formulation traditionnelle-en tirant parti de leur structure moléculaire unique pour améliorer la ténacité, la résistance à la chaleur et la résistance au vieillissement-le tube peut conserver des propriétés mécaniques plus stables dans des conditions de température élevée et de charge importante.

 

Les matériaux thermorétractables modifiés-améliorent principalement la résistance à la traction et l'allongement à la rupture du produit en renforçant la liaison entre les chaînes moléculaires du polymère. Au sein du matériau, la structure de segment dur -de l'OBC (copolymère bloc d'oléfine) améliore la cristallinité et la stabilité structurelle à haute température, tandis que la structure de segment souple - améliore la flexibilité, garantissant une bonne ductilité lors du retrait induit par la chaleur - et de l'installation mécanique.

 

Des études expérimentales indiquent que l'augmentation de la proportion de matériau modifié améliore à la fois la résistance à la traction et l'allongement à la rupture de la gaine thermorétractable. Lors des tests à haute -température, le tube modifié présente une baisse considérablement réduite des propriétés mécaniques, démontrant une stabilité thermique supérieure. De plus, dans des conditions de vieillissement thermooxydatif à long-terme-, le matériau modifié ralentit la dégradation du polymère, permettant au produit de maintenir une fiabilité mécanique élevée.

 

Pour les applications d'isolation des barres omnibus de puissance, les gaines thermorétractables-doivent non seulement résister aux contraintes mécaniques, mais également répondre à des exigences strictes en matière de performances électriques. Les résultats des tests montrent que l'incorporation de matériaux modifiés ne réduit pas de manière significative la résistance au claquage diélectrique, ce qui permet aux tubes de continuer à répondre aux normes de protection d'isolation pour les équipements électriques. Par conséquent, ces matériaux conviennent à une utilisation dans les connexions électriques-telles que les barres omnibus en cuivre isolées-qui nécessitent une protection d'isolation très fiable.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Outre les performances d'isolation, le caractère ignifuge est une mesure essentielle pour les matériaux de protection utilisés dans les équipements électriques. Des augmentations anormales de température peuvent se produire pendant le fonctionnement à long terme-d'un appareillage à haute tension- ; par conséquent, les matériaux isolants doivent posséder des propriétés ignifuges -efficaces pour atténuer les risques d'incendie. Les tests d'indice d'oxygène limite (LOI) et de fil incandescent- révèlent que le tube thermorétractable modifié-conserve ses capacités ignifuges-tout en offrant des propriétés mécaniques améliorées, répondant ainsi aux normes requises pour les applications d'équipement électrique pertinentes.

 

Dans les environnements d'exploitation à courant élevé-, les caractéristiques d'échauffement ont un impact direct sur la durée de vie des équipements et la sécurité opérationnelle. Les tests d'échauffement impliquent généralement la simulation des conditions de fonctionnement réelles en appliquant en permanence le courant nominal au conducteur et en observant le comportement du matériau isolant sous cyclage thermique. Au cours de tels tests, à mesure qu'un courant élevé circule en continu à travers le conducteur, la température augmente ; Les matériaux thermorétractables conventionnels- peuvent se fissurer en raison de la concentration des contraintes thermiques.

 

En revanche, les tubes thermorétractables -formulés avec la modification améliorée conservent une intégrité structurelle supérieure à des températures élevées. Même en présence de défauts localisés ou d'ouvertures mécaniques, le matériau conserve une excellente résistance aux fissures, atténuant ainsi efficacement les risques de sécurité associés aux dommages causés à l'isolation. De telles performances sont cruciales pour les équipements conçus pour un fonctionnement à long terme-, notamment les appareillages de commutation haute-tension, les systèmes de stockage d'énergie et les équipements de conversion de puissance.

 

Les progrès des véhicules à énergie nouvelle, des systèmes de stockage d'énergie et de l'électronique de puissance-haute puissance ont placé la barre plus haut en matière de protection de l'isolation des jeux de barres. Les méthodes d'isolation conventionnelles à une seule couche-ont du mal à répondre aux exigences combinées d'une capacité de courant élevée, d'une tolérance élevée-à la température et d'une fiabilité élevée. Par conséquent, les matériaux d'isolation thermorétractables-doivent être optimisés en tandem avec la conception structurelle des barres omnibus en cuivre, les méthodes de connexion et les environnements d'exploitation.

 

Dans les groupes motopropulseurs des véhicules à énergies nouvelles, les structures de connexion des batteries doivent équilibrer la transmission de courant-élevé, l'efficacité de l'espace et la sécurité. Par exemple, une configuration de jeu de barres de batterie en cuivre plat comportant une gaine thermorétractable garantit une conductivité électrique stable tout en utilisant la couche d'isolation thermorétractable pour minimiser les risques de court-circuit et améliorer la sécurité globale du système.

 

Pour les stations de stockage d'énergie et les équipements électriques industriels, les jeux de barres doivent gérer de manière fiable des courants élevés sur des périodes prolongées, ce qui nécessite une conductivité stable et une isolation fiable. L'utilisation de barres omnibus en cuivre avec une isolation thermorétractable- permet de réduire les exigences de dégagement de sécurité entre les conducteurs exposés tout en améliorant simultanément l'utilisation de l'espace interne.

 

À mesure que les équipements électriques évoluent vers des tensions et des densités de puissance plus élevées, les matériaux d'isolation thermorétractables-continueront à progresser en termes de résistance thermique, de résistance mécanique, d'ignifugation et de durabilité environnementale. Grâce à la modification des matériaux, à l'optimisation structurelle et à l'amélioration des processus de fabrication, la fiabilité opérationnelle à long terme des systèmes de jeux de barres de puissance peut être encore améliorée.

 

Dans les applications d'ingénierie pratiques, les structures de jeux de barres composites-telles que les jeux de barres carrés plats en cuivre avec des tubes thermorétractables en PVC-sont apparues comme des solutions de connexion vitales pour les nouvelles énergies, l'électronique de puissance et les équipements de contrôle industriel. La combinaison de matériaux conducteurs avec une isolation protectrice permet une transmission de puissance plus efficace et plus sûre.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Dans l'ensemble, le développement de gaines thermorétractables renforcées-résistantes aux températures-pour l'isolation électrique offre une nouvelle voie technique vers la miniaturisation et le fonctionnement hautement fiable des équipements électriques à haute-tension. En optimisant les formulations de matériaux pour améliorer la résistance à la chaleur, la résistance à la déchirure et les performances d'isolation, les fabricants peuvent relever efficacement les défis deisolation des jeux de barresdans des environnements-à haute température, fournissant ainsi une base stable pour le développement futur des réseaux intelligents, des véhicules à énergie nouvelle et des systèmes de stockage d'énergie.