Artículo técnico|Materiales aislantes de barras colectoras de cobre laminado - Una breve discusión sobre el aislamiento flexible y rígido y sus parámetros

El núcleo de aislamiento del conductor de la barra colectora flexible laminada se basa en materiales aislantes flexibles, que están firmemente unidos al conductor mediante un proceso de laminación adhesiva, formando una protección sellada en el borde del conductor. Incluso en condiciones atmosféricas adversas, se pueden evitar fallas en el aislamiento y su retardo de llama puede reducir efectivamente el riesgo de inflamabilidad de la barra colectora. El material aislante flexible más utilizado actualmente es el poliéster (PET), que está disponible en especificaciones transparente o blanca y se ha convertido en la opción preferida para la mayoría de aplicaciones de barras debido a su rendimiento equilibrado.

El material PET tiene una temperatura de funcionamiento nominal de 105 grados C y puede funcionar de forma estable durante mucho tiempo a esta temperatura; Su tasa de alargamiento supera el 100% y no es fácil rasgarse o adelgazarse en el proceso de producción de barras de cobre laminadas, como el doblado y el enrollado de los bordes del conductor. También puede mantener la forma del conductor incluso después de exceder la temperatura de transición vítrea; Proporcionar varios espesores como 50 μ m, 125 μ m, 250 μ m, 350 μ m, etc., equilibrando economía y adaptabilidad; Al mismo tiempo, tiene un excelente índice relativo de seguimiento de fugas (CTI), que puede acortar la distancia de fuga y cumplir con la clasificación de retardante de llama UL94-V0 al mismo tiempo que logra adelgazamiento.

Otro tipo de material aislante flexible de alto-rendimiento es la poliimida (PI), que es de color marrón o negro y se centra en la resistencia a altas temperaturas. Su índice de temperatura relativa (RTI) supera los 200 grados C, lo que lo hace adecuado para soldar componentes de barras y evitar daños en el aislamiento durante el calentamiento. Sin embargo, el material PI tiene mayor dureza, no tiene puntos de relajación de tensión mecánica, tiene una calidad superficial deficiente y solo es adecuado para aplicaciones por debajo de 600 V. El espesor estándar es de sólo 25 µm a 50 µm, lo que es mucho más caro que el PET. Por lo tanto, solo se utiliza en escenarios específicos de demanda de alta temperatura-.

El aislamiento flexible y el aislamiento rígido cumplen diferentes funciones en las barras colectoras de cobre laminado y su selección depende del nivel de voltaje y los requisitos de aislamiento del escenario de aplicación. El aislamiento flexible se utiliza principalmente para la protección del aislamiento de cuerpos conductores y es el componente central de la base de la barra colectora apilada. Puede formar sellos eléctricos óptimos en posiciones clave, como bordes y vías de conductores, asegurando la confiabilidad del aislamiento de los conductores individuales.

El aislamiento rígido se utiliza para el aislamiento entre los componentes de la barra colectora laminada terminada para telecomunicaciones, y su espesor está determinado directamente por el voltaje de funcionamiento del sistema. El objetivo principal es optimizar la distribución del campo eléctrico crítico y cumplir con los requisitos de protección contra descargas parciales. El estándar de la industria es equipar un aislamiento rígido con un espesor de 1 mm por kilovoltio de voltaje. El material más utilizado es poliéster reforzado con fibra de vidrio, con un espesor que oscila entre 1 mm y 6 mm. Por ejemplo, una línea aérea de 3000 V CC con un voltaje de funcionamiento máximo que no exceda los 4800 V requiere el uso de material aislante rígido de 5 mm de espesor. Cuanto mayor sea el nivel de tensión, mayor será el espesor del aislamiento rígido requerido.

Los parámetros principales para medir el rendimiento de los materiales aislantes de barras colectoras laminadas del inversor incluyen principalmente el índice de temperatura relativa (RTI), el índice de traza de fuga relativa (CTI) y el alargamiento, que corresponden a la vida útil de la resistencia al calor del material, las propiedades eléctricas de la superficie y la compatibilidad mecánica, respectivamente.

RTI se define según la norma UL 746 como la temperatura máxima de funcionamiento continuo de los materiales aislantes, específicamente la temperatura a la que el alargamiento mecánico y la resistencia a la rotura eléctrica del material disminuyen al 50% de sus valores iniciales después de 20000 horas de uso. Los datos de pruebas reales muestran que los materiales de poliéster pueden alcanzar una vida útil de 60.000 horas a 105 grados C y, siguiendo la ley de Arrhenius, la vida útil se duplicará o reducirá a la mitad por cada cambio de temperatura de 10 grados C.

CTI refleja principalmente la capacidad antifugas y de rastreo de las superficies de los materiales aislantes en entornos contaminados, determina directamente el diseño de la distancia de fuga de los conectores de barra colectora laminada en aplicaciones de alto-voltaje y es una base de selección clave para escenarios de voltaje superiores a 1000 V. La tasa de alargamiento refleja la resistencia a la tracción del material, con una tasa de alargamiento del PET mayor o igual al 100%, mucho mayor que el 70% del PI. Esta característica lo hace más adaptable en procesos como sellado y sellado de moldes.

Además de los materiales aislantes rígidos y flexibles convencionales, el recubrimiento en polvo también es una solución complementaria importante para la barra colectora laminada para aislamiento de conductores industriales, especialmente adecuada para el tratamiento de aislamiento de conductores individuales con formas complejas. El proceso de pulverización de polvo puede lograr fácilmente el sellado y la protección de toda la superficie del conductor, resolviendo el problema del recubrimiento de resina epoxi que dificulta el sellado de conductores de formas complejas.

Cabe señalar que los esquemas de recubrimiento en polvo suelen ser adecuados para conductores individuales que no entran en contacto directo con otros conductores, por lo que los requisitos de protección del aislamiento para posiciones críticas, como las esquinas afiladas del conductor, son relativamente bajos. Esta característica lo convierte en una opción económica para escenarios específicos, enriqueciendo el sistema de selección de barras colectoras para materiales de aislamiento de transformadores y cumpliendo con los requisitos de aislamiento de diferentes estructuras y condiciones de trabajo.

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