Laminuotų šynų izoliacinių medžiagų analizė: lanksčios ir standžios izoliacijos pasirinkimas ir pritaikymas

Kuriant naujas energetines transporto priemones, energijos kaupimo sistemas, geležinkelių tranzitą ir pramoninę galios įrangą, laminuotos šynos yra plačiai naudojamos dėl mažos induktyvumo, didelio patikimumo ir kompaktiškos konstrukcijos. Nesvarbu, ar tai EV šynos, automobilio akumuliatoriaus šynos, ar pramoninės-kondensatorių šynų sistema, izoliacinės medžiagos pasirinkimas tiesiogiai veikia gaminio elektrines charakteristikas, tarnavimo laiką ir saugos lygį.

 

Šiuolaikinėse automobilių šynų sistemose izoliacijos sluoksnis ne tik tarnauja kaip laidininko izoliacija, bet ir turi atitikti atsparumo karščiui, atsparumo įtampai, antipireno ir ilgalaikio{0}}patikimo veikimo reikalavimus. Todėl projektuojant ir pasirenkant šynas labai svarbu gerai išmanyti lanksčių ir standžių izoliacinių medžiagų savybes.

 

 

 

Šiuo metu daugumoje laminuotų šynų naudojama lanksti plonos{0}plėvelės izoliacinė struktūra, kuri laminavimo proceso metu izoliacinė plėvelė sandariai sujungiama su vario laidininku. Šis procesas efektyviai sumažina atstumą tarp laidininkų, pagerina sistemos integravimą ir užtikrina puikų šynų izoliacijos našumą.

 

Poliesterio (PET) izoliacinė medžiaga

PET yra viena iš plačiausiai naudojamų izoliacinių medžiagų, užimanti didelę rinkos dalį automobilių šynų PET izoliacijos srityje. Jo pagrindinės savybės yra šios:

Ilgalaikė{0}}darbinė temperatūra iki 105 laipsnių ; Didelis pailgėjimas, paprastai didesnis nei 100%, tinka sudėtingoms lenkimo konstrukcijoms; Geras mechaninis tvirtumas ir liejimo savybės; Aukštas santykinis sekimo indeksas (CTI); Galimi įvairaus storio, kad atitiktų skirtingus įtampos lygius; Puikios antipireno savybės, atitinkančios pramonės ir automobilių naudojimo reikalavimus.

Naujose energetinių transporto priemonių maitinimo sistemose PET izoliacijos sluoksniai plačiai naudojami elektromobilių akumuliatorių šynose, automobilių antžeminėse magistralėse ir „Auto Bus Bar“ gaminiuose.

 

Poliimido (PI) izoliacinė medžiaga

PI yra didelio -našumo, aukštai{1}} temperatūrai atspari izoliacinė medžiaga, kurios nuolatinė darbo temperatūra paprastai viršija 200 laipsnių.

Palyginti su PET, PI turi šias charakteristikas:

puikus atsparumas aukštai{0}}temperatūrai; Puikus būdingas antipirenas; Didesnis mechaninis tvirtumas; Labiau tinka suvirinimo procesams; Santykinai didesnė kaina; Mažesnis CTI nei PET.

Todėl tais atvejais, kai reikia suvirinti kondensatorius, galios modulius ar jungtis, PI medžiaga dažnai naudojama naujos energijos transporto priemonių plėvelinių kondensatorių šynose ir kai kuriose maitinimo kondensatorių gaminių šynose.

 

Lanksčios ir standžios izoliacijos skirtumai

Lanksti izoliacija visų pirma naudojama varinių laidininkų paviršiui izoliuoti, laminavimo būdu suformuojant visą izoliacijos konstrukciją.

 

Jo pranašumai apima:

Tai leidžia visiškai užsandarinti laidininko kraštus;

Jis tinka sudėtingiems trimačių{0} konstrukcijų projektams;

Tai efektyviai sumažina sistemos dydį;

Tai palengvina masinę gamybą ir automatizuotą gamybą.

 

Kita vertus, standi izoliacija daugiausia naudojama tarpams ir atramai tarp skirtingų laidininkų sluoksnių.

Aukštos{0}}tampos sistemose vien lanksti izoliacija dažnai negali atitikti elektros lauko paskirstymo ir dalinio iškrovimo valdymo reikalavimų; todėl izoliacijos atstumui padidinti reikalingos standžios izoliacinės medžiagos.

 

Paprastai:

Kiekvienam 1kV darbinės įtampos padidėjimui reikia maždaug 1 mm izoliacijos atstumo;

Kuo didesnė darbinė įtampa, tuo didesnis standžios izoliacijos storis;
Aukštos{0}} įtampos sistemose kaip konstrukcinis izoliacinis sluoksnis paprastai naudojamos stiklo pluoštu sustiprintos poliesterio plokštės.

Aukštos-įtampos šynų konstrukcijoje standi izoliacija yra esminis komponentas, užtikrinantis ilgalaikį-stabilų veikimą, o žemos-įtampos šynų automobilių sistemoms paprastai nereikia papildomų sunkių standžių izoliacinių konstrukcijų.

 

 

 

Santykinės temperatūros indeksas (RTI)

RTI yra svarbus ilgalaikio -izoliacinių medžiagų atsparumo karščiui rodiklis.

 

Santykinis stebėjimo indeksas (RTI) apibrėžiamas taip:

Temperatūra, kurioje medžiagos mechaninės ir elektrinės savybės sumažėja iki 50 % pradinių verčių po maždaug 20 000 ilgalaikio veikimo valandų.

 

Ilgai{0}}naudojant šynų elektrinių transporto priemonių sistemas, RTI tiesiogiai veikia produkto naudojimo trukmę.

Paprastai:

 

Sumažėjus temperatūrai kas 10 laipsnių, izoliacijos tarnavimo laikas pailgėja maždaug dvigubai;

Kaskart padidinus temperatūrą 10 laipsnių, izoliacijos tarnavimo laikas gali sutrumpėti maždaug perpus.

 

Todėl, projektuojant elektromobiliams skirtą alavu padengtą vario šyną, reikia visapusiškai apsvarstyti ir šilumos valdymo sprendimus, ir izoliacinių medžiagų klases.

 

 

CTI atspindi medžiagos paviršiaus atsparumą sekimui.

 

Kai įranga ilgą laiką yra veikiama drėgnos, užterštos ar aukštos{0}} įtampos aplinkos, didesnė CTI vertė veiksmingai sumažina paviršiaus šliaužimo riziką.

 

Pramoninėms energijos kaupimo sistemoms, nuolatinės srovės kondensatorių šynoms ir didelėms kondensatorių laminavimo šynoms CTI yra esminis parametras, turintis įtakos saugos projektavimui.

 

PET medžiagos paprastai turi aukštesnius CTI įvertinimus, todėl yra plačiau naudojamos aukštos{0}} įtampos įrenginiuose.

 

Pailgėjimas reiškia medžiagos gebėjimą išlaikyti izoliacines savybes esant įtempimui.

Šis parametras tiesiogiai veikia:

Lenkimo našumas;
Laidininko krašto apvyniojimo kokybė;
Sandarinimo proceso stabilumas;
Ilgalaikis{0}}mechaninis patikimumas.

PET medžiagų pailgėjimas paprastai yra didesnis nei 100%, o PI medžiagų - apie 70%. Todėl PET labiau tinka sudėtingiems vario laidininkų laminavimo procesams.

 

 

Pramoninės elektros energijos sistemos

Pramoninės įrangos reikalavimai šynoms pirmiausia orientuoti į aukštą įtampą ir ilgą tarnavimo laiką.

 

Tipiškos charakteristikos apima:

Darbinė įtampa paprastai nuo 1000 V iki 6000 V;
Griežti reikalavimai dalinio iškrovimo kontrolei;
Reikalavimas padidintoms standžioms izoliacinėms konstrukcijoms;
Aukšti valkšnumo atstumo reikalavimai;
Tarnavimo laikas nuo 20 iki 25 metų ir daugiau.

 

Todėl aukštos{0}}įtampos energijos kaupimo įrangoje, geležinkelių transporte ir didelės-galios paskirstymo sistemose dažniausiai naudojamos didelės CTI medžiagos ir storesnės izoliacinės konstrukcijos paskirstymo šynoms.

 

 

 

Naujose energetinių transporto priemonių programose didesnis dėmesys skiriamas lengvumui, erdvės panaudojimui ir sąnaudų kontrolei.

Tipiškos charakteristikos apima:

 

Įtampos lygis paprastai yra mažesnis nei 800 V;
Žemesni reikalavimai daliniam išleidimui;
Paprastai naudojamos lanksčios laminuotos izoliacinės konstrukcijos;
Jautresnis svoriui ir tūriui;
Gyvenimo trukmė paprastai yra nuo 5 iki 10 metų.

 

Todėl gaminiuose, pvz., „BusBar Cars“, „Automotive Power Connectors“ ir „Tin{0}}Place Busbar Automotives“, vis dažniau naudojami PET arba PI izoliacijos sprendimai, kad atitiktų kompaktiško dizaino reikalavimus.

 

 

Be laminuotos izoliacijos technologijos, taip pat įprastas sprendimas yra izoliacija milteliniu būdu.

 

Šis procesas užtikrina bendrą izoliacijos apsaugą, suformuojant epoksidinės dervos dangą ant laidininko paviršiaus, ir jis ypač tinka struktūriškai sudėtingiems pavieniams laidininkams.

 

Jo pranašumai apima:

Gali apimti sudėtingas geometrijas;
Tinka ne{0}}laminuotiems laidininkams;
Geras atsparumas korozijai;
Gali atitikti kai kuriuos žemos{0}}įtampos taikymo reikalavimus.

 

Tačiau automobilinių šynų ir šynų elektra varomoms transporto priemonėms, kurioms reikalinga maža induktyvumas ir didelis galios tankis, laminuotos izoliacijos technologija išlieka pagrindiniu sprendimu.

 

 

 

Izoliacinės medžiagos yra esminis komponentas, lemiantis laminuotų šynų veikimą. PET ir PI, kaip labiausiai paplitusios lanksčios izoliacinės medžiagos, turi savo privalumų skirtinguose panaudojimo scenarijuose. Aukštos -įtampos pramoninėse sistemose reikia visapusiškai apsvarstyti RTI, CTI ir standžias izoliacines konstrukcijas, o naujų energetinių transporto priemonių sektoriuje daugiau dėmesio skiriama lengvam dizainui, erdvės panaudojimui ir gamybos efektyvumui.

 

Su plėtraEV šynos, kondensatorių šynos ir nauji energijos galios elektroniniai prietaisai, izoliacinių medžiagų technologija ir toliau bus atnaujinama, todėl bus teikiami saugesni ir efektyvesni sprendimai būsimoms didelės{0}}galios ir didelio{1}}patikimo elektros jungčių sistemoms.