Что такое трубчатая шина из силиконовой резины EPDM и как совместная экструзия обеспечивает превосходную изоляцию?

Трубчатая шина из силиконовой резины EPDM использует композитную экранированную изоляционную конструкцию. Благодаря технологии экструзии полимера трубчатый медный или алюминиевый проводник, экранирующий слой проводника, изоляционный слой и изоляционный экранирующий слой экструдируются совместно в одном процессе, обеспечивая как проводящие токопроводящие, так и экранированные изоляционные функции. По сравнению с традиционными шинами с обернутой изоляцией, эта конструкция устраняет межслоевые воздушные зазоры и пузырьки , что значительно снижает риск частичных разрядов. Сопротивление изоляции достигает ≥10 000 МОм (10 кВ и выше), выдерживаемое напряжение грозового импульса достигает От 95 кВ (класс 10 кВ) до 200 кВ (класс 35 кВ) , а уровень защиты достигает IP55, что делает его пригодным для использования на открытом воздухе и в сильно загрязненных средах.

Принципы проектирования композитной экранированной изоляционной конструкции

Структурные преимущества технологии трехслойной совместной экструзии

Трубчатая шина из силиконовой резины EPDM 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:

• winding process tends to produce residual air gaps, increasing partial discharge risks
• uniformity of insulation liquid coating is difficult to control, and bubbles easily form after curing
• На межслойных границах имеются зазоры, что может привести к пробою изоляции при длительной эксплуатации.

Технология трехслойной соэкструзии принципиально решает вышеуказанные проблемы. Благодаря одноэтапному формованию достигается интерфейс с нулевым зазором , что делает распределение электрического поля более равномерным и контролирует частичный разряд для менее 10 шт. .

Функции и характеристики каждого слоя

Сравнительный анализ характеристик ключевых материалов

Изоляционные характеристики резины EPDM по сравнению с силиконовой резиной

Каучук EPDM (мономер этилен-пропилен-диена) и силиконовый каучук являются основными материалами для слоев изоляции трубчатых шин. Каждый из них имеет преимущества в электрических характеристиках и устойчивости к воздействию окружающей среды:

Как показывают данные, силиконовая резина имеет преимущества в диэлектрической прочности и температурном диапазоне. , с диэлектрической прочностью до 28 кВ/мм и диапазоном рабочих температур от -60°C до 200°C. Каучук EPDM отличается превосходной атмосферостойкостью и антивибрационными характеристиками и имеет относительно низкую стоимость. На практике использование одного материала или композита может быть выбрано в зависимости от конкретных условий работы.

Выбор материала проводника: медная трубка или алюминиевая трубка

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

• hollow structure effectively reduces the skin effect, improving current-carrying capacity
• circular tube shape optimizes electric field distribution and reduces corona discharge
• Медные проводники имеют низкое удельное сопротивление и большую токовую нагрузку; Алюминиевые проводники легкие и экономичные.

В медных проводниках обычно используется электролитическая медь высокой чистоты C11000 или C10100, а в алюминиевых проводниках — алюминиевый сплав 1350 или 6101. При изгибе проводника радиус изгиба должен быть ≥2,5-кратного диаметра трубки во избежание растрескивания изоляционного слоя.

Подробное объяснение процесса производства трехслойной совместной экструзии

Технологический процесс и контроль качества

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

1. Подготовка сырья : Медные/алюминиевые трубы вытягиваются и режутся в соответствии со стандартными спецификациями; изоляционные материалы требуют предварительной сушки
2. Обработка проводников : Резка, вдавливание, штамповка и лужение по чертежам для снижения контактного сопротивления; Трубогибы с ЧПУ регулируют углы
3. Трехслойная соэкструзия : Экструдер одновременно экструдирует экранирующий слой проводника, изоляционный слой и изоляционный экранирующий слой, обеспечивая плотное межслойное соединение.
4. Экструзия внешней оболочки : Внешняя оболочка из полиолефинового полимера обеспечивает механическую защиту и герметизацию от воздействия окружающей среды.
5. Защитная обработка суставов : Экранированная конструкция обеспечивает полную изоляцию, частичный разряд в соединениях контролируется ниже 10 ПК.

Ключевые стандарты тестирования

Готовая продукция должна пройти следующие строгие испытания:

• Испытание выдерживаемым напряжением промышленной частоты: проверяет надежность изоляционного слоя при номинальном напряжении.
• Испытание на устойчивость к грозовому импульсу: класс 10 кВ должен выдерживать импульсное напряжение 95 кВ; Класс 35 кВ должен выдерживать напряжение 200 кВ.
• Обнаружение частичного разряда: Требуется частичный разряд <10 ПК
• Испытание на повышение температуры и динамическую стабильность: имитирует условия полной нагрузки и короткого замыкания для проверки рассеивания тепла и механической прочности.
• Проверка качества сварки: автоматическая аргонодуговая сварка, сопротивление соединений. ≤1 мкОм

Типичные сценарии применения и инженерные случаи

Новая энергетика

На фотоэлектрических электростанциях и ветряных электростанциях Трубчатая шина из силиконовой резины EPDMs широко используются для передачи сильного тока по низковольтной стороне трансформаторов. Номинальное напряжение охватывает от 0,4 кВ до 35 кВ (некоторые продукты поддерживают напряжение 110 кВ), а токовая мощность одной шины достигает 12 000 А, что удовлетворяет потребности в сборе энергии и повышении мощности новых энергоблоков большой мощности. Изделия наружного типа имеют уровень защиты IP55 и способны противостоять песку, соляным брызгам и УФ-эрозии.

Промышленные системы распределения электроэнергии

В распределительных и распределительных устройствах крупных промышленных предприятий трубчатые шины заменяют традиционные прямоугольные шины и кабели, решая следующие задачи:

• Рассеяние тепла: полые проводники в сочетании с теплопроводностью изоляционного слоя обеспечивают лучший контроль повышения температуры, чем шинопровод с плотной изоляцией.
• Механическая прочность: трубчатая конструкция имеет лучшую устойчивость к изгибу и вибрации, чем прямоугольные шины.
• Оптимизация пространства: компактная конструкция уменьшает занимаемую площадь распределительного устройства.

Тяговый источник питания для железнодорожного транспорта

В тяговых подстанциях переменного тока напряжением 25 кВ для высокоскоростных железных дорог и городского железнодорожного транспорта оборудование выдерживает экстремальные вибрации и удары. Конструкции с использованием полимерных композитных изоляторов, армированных стекловолокном, с внешней оболочкой из силиконовой резины обеспечивают высокую механическую прочность и усталостную стойкость за счет стекловолоконного сердечника. гидрофобные свойства самоочистки Внешний силиконовый каучук эффективно противостоит проводящей тормозной пыли и загрязнителям окружающей среды, обеспечивая надежность тягового электропитания.

Системы высокого напряжения для электромобилей

С распространением электромобилей (EV) и гибридных электромобилей (HEV) спрос на изоляционные втулки для высоковольтных шин резко возрос. Термоусадочные втулки из силиконовой резины (например, типа ST-OR) специально разработаны для изоляции шин с диэлектрической прочностью до 28 кВ/мм и диапазон рабочих температур от -40°C до 200°C. После термоусадочной установки они сохраняют гибкость силиконовой резины, выступая альтернативой высоковольтным кабелям для повышения надежности распределительной системы и упрощения производственных процессов.

Точки технического выбора и характеристики установки

Согласование класса напряжения и толщины изоляции

Выберите соответствующую толщину изоляции и структуру экрана в соответствии с классом напряжения системы:

Выбор экологической адаптации

Различные среды применения предъявляют разные требования к материалам изоляции шин:

• Высотные условия (>1000 м): пониженная плотность воздуха приводит к снижению диэлектрической прочности, что требует увеличения изоляционного зазора и пути утечки с коррекцией по высоте в соответствии со стандартами IEC 62271-1.
• Прибрежные и сильно загрязненные районы : Внешние оболочки из силиконовой резины выбираются с использованием их гидрофобных свойств для предотвращения непрерывного образования водяной пленки в сочетании с ребристыми конструкциями с глубокими ребрами для расширения путей утечки.
• Зоны с высокой вибрацией (железные дороги, корабли): Избегайте хрупких материалов; выберите гибкие материалы, такие как EPDM или силиконовый каучук, чтобы обеспечить усталостную прочность.
• Экстремальные температуры окружающей среды : Коэффициенты теплового расширения материала должны соответствовать металлическим проводникам, чтобы предотвратить растрескивание изоляционного слоя из-за циклических температур.

Меры предосторожности при установке

following aspects require attention during installation:

• Контроль радиуса изгиба: Минимальный радиус изгиба ≥2,5 наружного диаметра трубы, чтобы предотвратить чрезмерное растяжение изоляционного слоя.
• Обработка соединений: экранированная конструкция соединения обеспечивает непрерывность изоляции по всей линии.
• Расстояние между креплениями: разумно установите расстояние между точками опоры в соответствии со спецификациями и пролетом шин, чтобы избежать концентрации механических напряжений.
• Требования к заземлению: Изоляционные экранирующие слои должны быть надежно заземлены для обеспечения безопасности персонала и оборудования.

Тенденции развития технологий

Новые материалы и интеллектуальное производство

Технология трубчатых шин из силиконовой резины EPDM развивается в следующих направлениях:

• Функциональная коэкструзия : Разработка процессов совместной экструзии силиконового каучука с ТПУ и другими материалами для баланса гибкости и износостойкости или создание многослойных сэндвич-структур для функциональной интеграции.
• Экструзия жидкой силиконовой резины (LSR) : Используется для сверхточных микрокомпонентов сложного сечения, обеспечивая более высокую автоматизацию и чистоту.
• Онлайн-инспекция и интеграция с MES : 100% онлайн-мониторинг критических размеров и поверхностных дефектов с отслеживаемыми данными, отвечающий требованиям высокой надежности в таких областях, как автомобильная электроника.
• Силиконовый каучук, сшитый радиацией : Используется для специальных кабелей, обеспечивающих более высокую термостойкость и механические характеристики.

С ускорением внедрения новых энергетических транспортных средств, связи 5G и строительства центров обработки данных спрос на высоковольтные, высокочастотные, миниатюрные изоляционные компоненты будет продолжать расти, что приведет к Трубчатая шина из силиконовой резины EPDM технологии для повышения производительности и интеллекта.