Varinių šynų izoliacijos metodų ir technologijų plėtros analizė

Energijos įrangoje, naujose energijos sistemose ir energijos paskirstymo įrenginiuose varinės šynos atlieka pagrindines srovės perdavimo ir energijos paskirstymo funkcijas. Jų izoliacinė struktūra tiesiogiai lemia sistemos veikimo saugą ir ilgalaikį patikimumą. Šiuo metu pramonėje labiausiai paplitę varinių šynų izoliacijos metodai apima du pagrindinius techninius būdus: šilumos-susitraukiančių vamzdelių izoliaciją ir epoksidinės dervos izoliaciją. Šie du metodai labai skiriasi savo proceso principais, taikomomis struktūromis ir našumu. Kuriant aukštos-įtampos ir kompaktišką įrangą, varinių šynų izoliacijos technologija palaipsniui tobulėja siekiant didesnio nuoseklumo ir didesnio patikimumo, o tai taip pat yra svarbus šiuolaikinės šynų izoliacijos konstrukcijos pagrindas.

 

 

Karščiui{0}}susitraukiančių vamzdžių izoliacija yra ankstyvas varinių šynų izoliacijos sprendimas. Pagrindinis jo principas yra padengti varinės šynos paviršių polimeriniu nuo karščio{2}}susitraukiančiu vamzdeliu, o po to pakaitinti, kad medžiaga susitrauktų ir priliptų prie laidininko, kad susidarytų izoliacijos sluoksnis. Šis metodas yra paprastos struktūros ir tinka tiesioms šynoms arba standartizuotoms laidų konstrukcijoms. Todėl jis buvo plačiai naudojamas ankstyvosiose žemos{5} įtampos elektros paskirstymo sistemose, taip pat yra įprastas kai kurių PVC{6}} padengtų šynų pagrindinėje izoliacijos konstrukcijoje.

 

Tačiau šilumoje{0}}susitraukianti izoliacija turi tam tikrų apribojimų sudėtingose ​​konstrukcijose. Kai varinės šynos turi lenkimų, netaisyklingų formų arba daugiamatių konstrukcijų, šilumos susitraukimo procese gali atsirasti netolygus storis, lokalizuota įtempių koncentracija arba nepakankamas sukibimas, o tai turi įtakos izoliacijos stabilumui. Tuo pačiu metu susitraukimo kokybei didelę įtaką daro rankinis valdymas ir šildymo vienodumas, todėl masinėje gamyboje sunku kontroliuoti konsistenciją. Esant aukšto-patikimumo scenarijams, tokioms struktūroms dažnai reikia papildomų šynų atramų, kad būtų sumažinta veiklos rizika.

 

 

Epoksidinio miltelinio verdančio sluoksnio dangos technologija atsirado septintajame dešimtmetyje ir yra vienas iš plačiai naudojamų izoliacijos metodų šiuolaikiniuose aukštos įtampos skirstomuosiuose įrenginiuose. Jo pagrindinis procesas apima vario šynos kaitinimą iki virš miltelių lydymosi temperatūros, bet žemiau skilimo temperatūros, tada panardinimas į verdantįjį sluoksnį. Tai leidžia epoksidiniams milteliams termiškai išsilydyti ant laidininko paviršiaus, sudarydami ištisinę dangą, kuri vėliau sukietinama aukštoje temperatūroje, kad būtų gauta stabili izoliacijos struktūra. Šis metodas gali sudaryti vienodą ir tankią dangą sudėtingų laidininkų konstrukcijų paviršiuje, sudarydamas esminį technologinį pagrindą šiuolaikinei panardinamų izoliuotų šynų gamybai.

 

Palyginti su tradicine vyniojimo izoliacija, šis procesas ne tik sumažina aplinkos taršą, bet ir leidžia automatizuoti gamybą, pagerinti gamybos efektyvumą ir gaminio nuoseklumą. Dėl lygaus paviršiaus, mažo poringumo ir stabilių elektrinių savybių epoksidinis impregnavimas leidžia vienodai izoliuoti net sudėtingos-formos šynas, todėl tai yra pagrindinė aukštos įtampos įrangos gamybos plėtros kryptis.

 

 

Kai kuriose didelio{0}}patikimumo srityse epoksidinis impregnavimas naudojamas pakeičiant verdančiojo sluoksnio dangą. Gamybos procesas paprastai apima išankstinį varinės šynos pašildymą, panardinimą į skystą epoksidinį mišinį, dangos pašalinimą iš kontaktinių vietų ir kietinimą aukštoje -temperatūroje. Taikant šį metodą sukuriamas izoliacijos sluoksnis, kuris glaudžiai prilimpa prie laidininko, žymiai sumažindamas sąsajų tuštumas ir taip sumažindamas dalinio iškrovimo riziką -svarbiausia aukštos įtampos izoliuotų šynų konstrukcijos savybė.

 

Epoksidinė impregnavimo izoliacija suteikia šiuos inžinerinius pranašumus:

 

Didelis izoliacijos stiprumas ir stabilios dielektrinės savybės

Gali uždengti bet kokio dydžio ir sudėtingos geometrijos laidininkus

Galima pilnai padengti net ir po lenkimo, todėl nebereikia pagalbinių apvalkalų

Tvirtas izoliacijos sluoksnio ir laidininko sujungimas neleidžia oro tarpams susidaryti išleidimo taškų

Palyginti su kai kuriomis plastikinėmis-panardinamomis varinėmis šynų konstrukcijomis, epoksidinė izoliacija pasižymi didesniu ilgalaikiu-stabiliumu aukštos-įtampos aplinkoje.

 

 

Metaliniuose -uždaruose skirstomuosiuose įrenginiuose, kurių vardinė įtampa viršija 15 kV, pramonės standartai paprastai reikalauja, kad šynos nebūtų atviros ir turi būti integruota izoliacinė konstrukcija. Epoksidinės-izoliacijos varinės šynos gali išlaikyti šynų izoliacijos bandymus ir antipireno{4}} veikimo patikrinimą. Jų danga turi atitikti ne-nuolatinio degimo liepsnos bandymų reikalavimus, kad būtų užtikrintas įrangos saugumas ekstremaliomis sąlygomis.

 

Praktika rodo, kad visiškai izoliuotos varinės šynų konstrukcijos gali žymiai sumažinti fazių -iki -fazių atstumą, taip sumažindamos skirstomųjų įrenginių tūrį ir medžiagų sunaudojimą. Ši dizaino koncepcija taip pat paskatino kurti kompaktiškas akumuliatoriaus magistralės sistemas, leidžiančias didelės-galios įrangai pasiekti didesnį energijos tankį ribotoje erdvėje.

 

 

Žvelgiant iš inžinerinio pritaikymo perspektyvos, pagrindiniai dviejų izoliacijos metodų skirtumai yra struktūrinis pritaikomumas ir ilgalaikis{0}}patikimumas.

 

Termiškai{0}}susitraukiantys vamzdeliai tinka taisyklingos formos laidininkams ir yra pigesni, tačiau gali atsiskirti lenkimo vietose; o epoksidiniai izoliaciniai sluoksniai gali išlaikyti vienodą storį visais kampais ir yra mažiau linkę į izoliacijos tarpus. Ypač tada, kai įtampos lygis yra padidintas, dėl tvirtai prilipusios dangos išvengiama dalinio iškrovimo problemų, o tai yra reikšmingas didelio našumo{2}}dipping šynos jungtims struktūros pranašumas.

 

Be to, epoksidine izoliacija gali būti dengiama tiesiai ant iš anksto suformuotų

 

 

Šiuolaikiniuose skirstomuosiuose įrenginiuose vis dažniau naudojamos vientisai izoliuotos šynų konstrukcijos, kai variniai laidininkai iš išorės izoliuojami epoksidine arba plastikine kapsule, o jungties zonoje pridedama išlieta liepsną{0}}sulaikanti danga, todėl įtampingosios dalys visiškai izoliuojamos. Ši konstrukcija žymiai sumažina šynų gedimo tikimybę ir išlaiko veikimo patikimumą net esant ekstremalioms sąlygoms, tokioms kaip drėgmė ar vanduo.

 

Naujoje energetikos srityje panašios koncepcijos taip pat taikomos izoliuotai lanksčiai varinei šynų juostai, skirtai maitinimo elementų blokui, ir minkštos jungties vario šynų konstrukcijoms, siekiant suderinti vibraciją ir saugumą derinant izoliaciją ir lanksčius laidininkus.

 

Tobulėjant elektra varomoms transporto priemonėms ir energijos kaupimo sistemoms, PVC panardinimo{0}}technologija palaipsniui tampa papildomu sprendimu. Pavyzdžiai: PVC panardinto laminuoto lankstaus vario ir PVC panardinto nikeliu padengto vario magistralės, skirtos elektromobilių akumuliatoriams, naudojamos izoliacijos apsaugai žemos -–-vidutinės įtampos, didelės{4}}vibracijos aplinkoje.

 

 

Atsižvelgiant į taikymo scenarijų, reikia pasirinkti skirtingus izoliacijos būdus:

 

Jei naudojate linijines struktūras ir{0}}kainoms jautrius scenarijus:Termiškai-susitraukiančios arba PVC panardinimo-dangos sprendimai yra ekonomiškesni, pvz., PVC panardintos izoliuotos magistralės.

 

Vidutinės{0}}tampos elektros paskirstymo sistemoms:Inkapsuliuotos arba panardintos{0}} konstrukcijos užtikrina gerą mechaninę apsaugą, pvz., plastikinės panardinamos elektrinės varinės šynos (pagamintos pagal užsakymą).

 

Aukštos{0}}įtampos arba didelio{1}}patikimumo įrangai:Norint pasiekti stabilų elektrinį veikimą, pirmenybė teikiama epoksidinės izoliacijos sistemoms.

 

Naujoms energijos akumuliatorių sistemoms:Skarda dengtos izoliuotos plokščios varinės magistralės akumuliatoriams, derinančios lankstumą ir izoliacijos dizainą, yra naudingesnės.

 

Tinkamas izoliacijos sprendimas ne tik turi įtakos saugos lygiui, bet ir tiesiogiai susijęs su įrangos dydžio optimizavimu ir ilgalaikėmis{0}} priežiūros išlaidomis.

 

 

Remiantis anksčiau paminėtomis varinių šynų izoliacijos technologijos plėtros tendencijomis, izoliuotos šynos tobulėja link pritaikymo, aukštos integracijos ir prisitaikymo prie naujų energijos šaltinių. Esant skirtingiems įtampos lygiams ir konstrukciniams reikalavimams, naudojant PVC panardintą dangą, epoksidinę dangą arba kompozicinę izoliaciją, galima pasiekti skirtingus dizainus. Pavyzdžiui, tokie sprendimai kaipŠynos su PVC{0}} panardinimu izoliuotosizoliuotos varinės šynos su PVC panardinimu yra plačiai naudojamos energijos kaupimo sistemose, akumuliatorių jungtyse ir maitinimo įrangoje.

 

Suderinus laidininkų medžiagų pasirinkimą, izoliacijos proceso valdymą ir konstrukcijos optimizavimo dizainą, šiuolaikiniai paauksuotų kontaktų ir izoliuotų varinių šynų mazgai gali pasiekti stabilų jungties veikimą esant didelei srovės galiai ir sudėtingoms aplinkos sąlygoms, ir tai suteikia ilgalaikius patikimus elektros prijungimo sprendimus naujoms energijos ir maitinimo sistemoms.