บัสบาร์ท่อยางซิลิโคน EPDM คืออะไร และการอัดรีดร่วมช่วยให้ฉนวนที่เหนือกว่าได้อย่างไร

ที่ บัสบาร์ยางซิลิโคน EPDM ใช้การออกแบบโครงสร้างฉนวนป้องกันคอมโพสิต ด้วยเทคโนโลยีการอัดขึ้นรูปโพลีเมอร์ ตัวนำทองแดงหรืออลูมิเนียมแบบท่อ ชั้นป้องกันตัวนำ ชั้นฉนวน และชั้นป้องกันฉนวน จะถูกอัดรีดร่วมกันในกระบวนการเดียว ทำให้ได้ฟังก์ชันฉนวนทั้งแบบนำกระแสไฟฟ้าและแบบมีฉนวนป้องกัน เมื่อเทียบกับบัสบาร์แบบหุ้มฉนวนแบบดั้งเดิม โครงสร้างนี้ ขจัดช่องว่างและฟองอากาศระหว่างชั้น ซึ่งช่วยลดความเสี่ยงในการปล่อยบางส่วนได้อย่างมาก ความต้านทานของฉนวนถึง ≥10,000 เมกะวัตต์ (10 กิโลโวลต์ ขึ้นไป) แรงกระตุ้นฟ้าผ่าทนแรงดันไฟฟ้าได้ถึง 95 กิโลโวลต์ (คลาส 10 kV) ถึง 200 กิโลโวลต์ (คลาส 35 กิโลโวลต์) และระดับการป้องกันถึง IP55 ทำให้เหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมกลางแจ้งและมีมลพิษสูง

หลักการออกแบบโครงสร้างฉนวนป้องกันคอมโพสิต

ข้อได้เปรียบเชิงโครงสร้างของเทคโนโลยีการอัดรีดร่วมสามชั้น

ที่ EPDM silicone rubber tubular bus bar employs triple-layer co-extrusion technology, simultaneously extruding the conductor shielding layer, insulation layer, and insulation shielding layer to ensure tight, gap-free interfaces between the inner and outer shielding layers and the insulation layer. Traditional wrapped-insulation bus bars use an insulation tape winding process, which has the following inherent defects:

• ที่ winding process tends to produce residual air gaps, increasing partial discharge risks
• ที่ uniformity of insulation liquid coating is difficult to control, and bubbles easily form after curing
• มีช่องว่างที่ส่วนต่อประสานระหว่างชั้น ซึ่งอาจนำไปสู่การพังทลายของฉนวนระหว่างการทำงานในระยะยาว

เทคโนโลยีการอัดรีดร่วมสามชั้นช่วยแก้ปัญหาข้างต้นโดยพื้นฐาน ด้วยการขึ้นรูปแบบขั้นตอนเดียว ทำให้ได้ a อินเทอร์เฟซแบบไม่มีช่องว่าง ทำให้การกระจายสนามไฟฟ้ามีความสม่ำเสมอมากขึ้นและควบคุมการคายประจุบางส่วน น้อยกว่า 10 ชิ้น .

หน้าที่และลักษณะเฉพาะของแต่ละเลเยอร์

การวิเคราะห์เปรียบเทียบประสิทธิภาพของวัสดุหลัก

ประสิทธิภาพของฉนวนระหว่างยาง EPDM กับยางซิลิโคน

ยาง EPDM (เอทิลีนโพรพิลีนไดอีนโมโนเมอร์) และยางซิลิโคนเป็นวัสดุหลักสำหรับชั้นฉนวนบัสบาร์แบบท่อ แต่ละข้อมีข้อดีในด้านประสิทธิภาพทางไฟฟ้าและความต้านทานต่อสิ่งแวดล้อม:

ตามข้อมูลที่แสดง ยางซิลิโคนมีข้อดีในด้านความเป็นฉนวนและช่วงอุณหภูมิ โดยมีความเป็นฉนวนสูงถึง 28 kV/มม. และช่วงอุณหภูมิในการทำงาน -60°C ถึง 200°C ยาง EPDM มีคุณสมบัติทนทานต่อสภาพอากาศและป้องกันการสั่นสะเทือนเป็นเลิศ และมีต้นทุนที่ต่ำกว่า ในทางปฏิบัติ สามารถเลือกการใช้วัสดุเดี่ยวหรือคอมโพสิตได้ตามสภาพการทำงานเฉพาะ

การเลือกวัสดุตัวนำ: ท่อทองแดงกับท่ออลูมิเนียม

ที่ tubular bus bar conductor adopts a hollow copper tube or aluminum tube structure, offering the following advantages over traditional rectangular bus bars:

• ที่ hollow structure effectively reduces the skin effect, improving current-carrying capacity
• ที่ circular tube shape optimizes electric field distribution and reduces corona discharge
• ตัวนำทองแดงมีความต้านทานต่ำและมีความจุกระแสไฟฟ้าสูง ตัวนำอะลูมิเนียมมีน้ำหนักเบาและคุ้มค่า

โดยทั่วไปตัวนำทองแดงจะใช้ทองแดงด้วยไฟฟ้าที่มีความบริสุทธิ์สูง C11000 หรือ C10100 ในขณะที่ตัวนำอะลูมิเนียมใช้อะลูมิเนียมอัลลอยด์ 1350 หรือ 6101 เมื่อดัดตัวนำควรมีรัศมีการดัดงอ ≥2.5เท่าของเส้นผ่านศูนย์กลางท่อ เพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้ชั้นฉนวนแตกร้าว

คำอธิบายโดยละเอียดของกระบวนการผลิต Co-Extrusion สามชั้น

ผังกระบวนการและการควบคุมคุณภาพ

ที่ manufacturing of EPDM silicone rubber tubular bus bars employs precision extrusion processes. The main steps include:

1. การเตรียมวัตถุดิบ : ท่อทองแดง/อลูมิเนียมถูกดึงและตัดตามข้อกำหนดมาตรฐาน วัสดุฉนวนต้องมีการปรับสภาพการอบแห้ง
2. การประมวลผลตัวนำ : การตัด การเยื้อง การเจาะ และการชุบดีบุกตามแบบเพื่อลดความต้านทานต่อการสัมผัส เครื่องดัดท่อ CNC ปรับมุมได้
3. การอัดรีดร่วมสามชั้น : เครื่องอัดรีดจะรีดชั้นป้องกันตัวนำ ชั้นฉนวน และชั้นป้องกันฉนวนพร้อมกัน เพื่อให้มั่นใจว่ามีการยึดเกาะระหว่างชั้นที่แน่นหนา
4. การอัดขึ้นรูปเปลือกนอก : เปลือกนอกโพลีโอเลฟินโพลีเมอร์ให้การปกป้องทางกลและการปิดผนึกด้านสิ่งแวดล้อม
5. การรักษาป้องกันข้อต่อ : การออกแบบที่มีฉนวนหุ้มทำให้ได้ฉนวนเต็มเส้น โดยมีการคายประจุบางส่วนที่ข้อต่อที่ควบคุมต่ำกว่า 10 pC

มาตรฐานการทดสอบที่สำคัญ

ผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปจะต้องผ่านการทดสอบอย่างเข้มงวดดังต่อไปนี้:

• การทดสอบแรงดันไฟฟ้าที่ทนต่อความถี่กำลัง: ตรวจสอบความน่าเชื่อถือของชั้นฉนวนที่แรงดันไฟฟ้าที่กำหนด
• การทดสอบการทนต่อแรงกระตุ้นฟ้าผ่า: คลาส 10 kV ต้องทนต่อแรงดันไฟฟ้าแรงกระตุ้น 95 kV; คลาส 35 kV ต้องทนต่อ 200 kV
• การตรวจจับการคายประจุบางส่วน: ต้องมีการปล่อยประจุบางส่วน <10 ชิ้น
• การทดสอบการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิและความเสถียรแบบไดนามิก: จำลองสภาวะโหลดเต็มและไฟฟ้าลัดวงจรเพื่อตรวจสอบการกระจายความร้อนและความแข็งแรงทางกล
• การตรวจสอบคุณภาพการเชื่อม: การเชื่อมอาร์กอนอาร์กอัตโนมัติ, ความต้านทานของข้อต่อ ≤1 μΩ

สถานการณ์การใช้งานทั่วไปและกรณีทางวิศวกรรม

การผลิตไฟฟ้าพลังงานใหม่

ในโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์และฟาร์มกังหันลม บัสบาร์ยางซิลิโคน EPDMs ใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับการส่งกระแสสูงที่ด้านแรงดันต่ำของหม้อแปลง ครอบคลุมแรงดันไฟฟ้าที่กำหนด 0.4 กิโลโวลต์ถึง 35 กิโลโวลต์ (ผลิตภัณฑ์บางชนิดรองรับ 110 กิโลโวลต์) และความจุกระแสไฟบาร์เดี่ยวสูงถึง 12,000 A ตอบสนองความต้องการในการสะสมพลังงานและความต้องการขั้นเพิ่มของหน่วยพลังงานใหม่ที่มีความจุสูง ผลิตภัณฑ์ประเภทกลางแจ้งมีระดับการป้องกัน IP55 ซึ่งสามารถต้านทานทราย สเปรย์เกลือ และการกัดเซาะของรังสียูวี

ระบบจำหน่ายไฟฟ้าอุตสาหกรรม

ในห้องกระจายสินค้าและสวิตช์เกียร์ขององค์กรอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ บัสบาร์แบบท่อจะมาแทนที่บัสบาร์และสายเคเบิลทรงสี่เหลี่ยมแบบดั้งเดิม เพื่อแก้ไขปัญหาต่อไปนี้:

• การกระจายความร้อน: ตัวนำกลวงรวมกับการนำความร้อนของชั้นฉนวนช่วยให้ควบคุมอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นได้ดีกว่าการเดินสายรถบัสที่หุ้มฉนวนหนาแน่น
• ความแข็งแรงทางกล: โครงสร้างแบบท่อมีความต้านทานการโค้งงอและการสั่นสะเทือนได้ดีกว่าแท่งบัสสี่เหลี่ยม
• การเพิ่มประสิทธิภาพพื้นที่: การออกแบบที่กะทัดรัดช่วยลดพื้นที่สวิตช์เกียร์

แหล่งจ่ายไฟสำหรับระบบรางขนส่งมวลชน

ในสถานีย่อยแบบฉุดลาก AC ขนาด 25 kV สำหรับรถไฟความเร็วสูงและการขนส่งทางรถไฟในเมือง อุปกรณ์ทนทานต่อการสั่นสะเทือนและการกระแทกที่รุนแรง โครงสร้างที่ใช้ฉนวนคอมโพสิตโพลีเมอร์เสริมใยแก้วพร้อมเปลือกด้านนอกยางซิลิโคนให้ความแข็งแรงเชิงกลสูงและต้านทานความล้าผ่านแกนใยแก้ว ที่ ลักษณะการทำความสะอาดตัวเองแบบไม่ชอบน้ำ ของยางซิลิโคนด้านนอกต้านทานฝุ่นเบรกที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าและมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมได้อย่างมีประสิทธิภาพ ทำให้มั่นใจได้ถึงความน่าเชื่อถือของแหล่งจ่ายไฟแบบฉุดลาก

ระบบไฟฟ้าแรงสูงของรถยนต์ไฟฟ้า

ด้วยการแพร่กระจายของยานพาหนะไฟฟ้า (EV) และรถยนต์ไฟฟ้าไฮบริด (HEV) ความต้องการปลอกฉนวนบัสบาร์ไฟฟ้าแรงสูงจึงเพิ่มขึ้น ปลอกหดด้วยความร้อนด้วยยางซิลิโคน (เช่น รุ่น ST-OR) ได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับการครอบคลุมฉนวนบัสบาร์ โดยมีความเป็นฉนวนสูงถึง 28 กิโลโวลต์/มม และช่วงอุณหภูมิในการทำงาน -40°C ถึง 200°C หลังจากการติดตั้งแบบหดด้วยความร้อน จะรักษาความยืดหยุ่นของยางซิลิโคน ซึ่งเป็นทางเลือกแทนสายเคเบิลไฟฟ้าแรงสูง เพื่อปรับปรุงความน่าเชื่อถือของระบบจำหน่ายและทำให้กระบวนการผลิตง่ายขึ้น

จุดคัดเลือกทางเทคนิคและข้อกำหนดการติดตั้ง

การจับคู่ระดับแรงดันไฟฟ้าและความหนาของฉนวน

เลือกความหนาของฉนวนและโครงสร้างการป้องกันที่สอดคล้องกันตามระดับแรงดันไฟฟ้าของระบบ:

การคัดเลือกการปรับตัวต่อสิ่งแวดล้อม

สภาพแวดล้อมการใช้งานที่แตกต่างกันกำหนดข้อกำหนดที่แตกต่างกันสำหรับวัสดุฉนวนบัสบาร์:

• สภาพแวดล้อมที่สูง (>1,000 ม.): ความหนาแน่นของอากาศที่ลดลงทำให้ความเป็นฉนวนลดลง ทำให้ต้องมีระยะห่างของฉนวนและระยะห่างตามผิวฉนวนเพิ่มขึ้น พร้อมการแก้ไขระดับความสูงตามมาตรฐาน IEC 62271-1
• พื้นที่ชายฝั่งทะเลและพื้นที่ที่มีมลพิษสูง : เลือกใช้เปลือกยางซิลิโคนด้านนอก ซึ่งใช้คุณลักษณะที่ไม่ชอบน้ำเพื่อป้องกันการเกิดชั้นฟิล์มน้ำอย่างต่อเนื่อง รวมกับโครงสร้างชั้นซี่โครงลึกเพื่อขยายเส้นทางการคืบคลาน
• บริเวณที่มีการสั่นสะเทือนสูง (ทางรถไฟ, เรือ): หลีกเลี่ยงวัสดุที่เปราะ; เลือกวัสดุที่มีความยืดหยุ่น เช่น EPDM หรือยางซิลิโคน เพื่อให้มั่นใจถึงความต้านทานต่อความล้า
• สภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงมาก : ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนของวัสดุจะต้องตรงกับตัวนำโลหะ เพื่อป้องกันไม่ให้ชั้นฉนวนแตกร้าวจากการหมุนเวียนของอุณหภูมิ

ข้อควรระวังในการติดตั้ง

ที่ following aspects require attention during installation:

• การควบคุมรัศมีการดัด: รัศมีการดัดขั้นต่ำ ≥2.5 เท่าของเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกของท่อเพื่อป้องกันการยืดตัวของชั้นฉนวนมากเกินไป
• การรักษาข้อต่อ: การออกแบบข้อต่อที่มีฉนวนช่วยให้มั่นใจได้ถึงความต่อเนื่องของฉนวนแบบเต็มเส้น
• การกำหนดระยะห่าง: กำหนดระยะห่างของจุดรองรับตามข้อกำหนดและช่วงของบัสบาร์อย่างเหมาะสม เพื่อหลีกเลี่ยงความเข้มข้นของความเค้นเชิงกล
• ข้อกำหนดในการต่อสายดิน: ชั้นฉนวนป้องกันจะต้องต่อสายดินอย่างเชื่อถือได้เพื่อความปลอดภัยของบุคลากรและอุปกรณ์

แนวโน้มการพัฒนาเทคโนโลยี

วัสดุใหม่และการผลิตอัจฉริยะ

เทคโนโลยีบัสบาร์ท่อยางซิลิโคน EPDM กำลังพัฒนาไปในทิศทางต่อไปนี้:

• การอัดรีดร่วมตามหน้าที่ : พัฒนากระบวนการรีดร่วมสำหรับยางซิลิโคนด้วย TPU และวัสดุอื่นๆ เพื่อให้เกิดความสมดุลระหว่างความยืดหยุ่นและความทนทานต่อการสึกหรอ หรือการสร้างโครงสร้างแซนวิชหลายชั้นเพื่อบูรณาการการทำงาน
• การอัดขึ้นรูปยางซิลิโคนเหลว (LSR) : ใช้สำหรับส่วนประกอบไมโครหน้าตัดที่ซับซ้อนที่มีความแม่นยำสูงเป็นพิเศษ ให้การทำงานอัตโนมัติและความสะอาดที่สูงขึ้น
• การตรวจสอบออนไลน์และการบูรณาการ MES : การตรวจสอบขนาดวิกฤตและข้อบกพร่องของพื้นผิวทางออนไลน์ 100% พร้อมข้อมูลที่ตรวจสอบย้อนกลับได้ ตรงตามข้อกำหนดด้านความน่าเชื่อถือสูง เช่น อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในยานยนต์
• ยางซิลิโคนเชื่อมขวางด้วยรังสี : ใช้สำหรับสายเคเบิลชนิดพิเศษ ให้ความต้านทานความร้อนและประสิทธิภาพทางกลที่สูงขึ้น

ด้วยการเร่งความเร็วของยานพาหนะพลังงานใหม่ การสื่อสาร 5G และการสร้างศูนย์ข้อมูล ความต้องการส่วนประกอบฉนวนไฟฟ้าแรงสูง ความถี่สูง และขนาดเล็กจะยังคงเติบโตต่อไป โดยขับเคลื่อน บัสบาร์ยางซิลิโคน EPDM เทคโนโลยีไปสู่ประสิทธิภาพที่สูงขึ้นและความฉลาดที่มากขึ้น