Thanh cái hình ống bằng cao su silicon EPDM là gì và quá trình đồng đùn cho phép cách nhiệt vượt trội như thế nào?

các Thanh cái hình ống cao su silicon EPDM thông qua một thiết kế cấu trúc cách nhiệt được bảo vệ bằng composite. Thông qua công nghệ ép đùn polymer, dây dẫn bằng đồng hoặc nhôm dạng ống, lớp bảo vệ dây dẫn, lớp cách điện và lớp bảo vệ cách điện được ép đùn cùng nhau trong một quy trình duy nhất, đạt được cả chức năng mang dòng điện dẫn và cách điện được che chắn. So với các thanh cái bọc cách nhiệt truyền thống, cấu trúc này loại bỏ các khoảng trống không khí và bong bóng giữa các lớp , giảm đáng kể rủi ro phóng điện cục bộ. Điện trở cách điện đạt ≥10.000 MW (10 kV trở lên), điện áp chịu xung sét đạt 95 kV (cấp 10 kV) đến 200 kV (cấp 35 kV) , và cấp độ bảo vệ đạt IP55 nên phù hợp với môi trường ngoài trời và bị ô nhiễm nặng.

Nguyên tắc thiết kế của kết cấu cách nhiệt được che chắn bằng composite

Ưu điểm về cấu trúc của công nghệ đồng đùn ba lớp

các 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:

• các winding process tends to produce residual air gaps, increasing partial discharge risks
• các uniformity of insulation liquid coating is difficult to control, and bubbles easily form after curing
• Các khoảng trống tồn tại ở các bề mặt tiếp xúc giữa các lớp, có thể dẫn đến hư hỏng cách điện trong quá trình hoạt động lâu dài

Công nghệ đồng đùn ba lớp giải quyết cơ bản các vấn đề trên. Thông qua việc đúc một bước, nó đạt được một giao diện không khoảng cách , làm cho sự phân bố điện trường đồng đều hơn và kiểm soát phóng điện cục bộ tới ít hơn 10 PC .

Chức năng và đặc điểm của từng lớp

Phân tích so sánh hiệu suất vật liệu chính

Hiệu suất cách nhiệt của cao su EPDM so với cao su silicone

Cao su EPDM (ethylene propylene diene monomer) và cao su silicone là vật liệu cốt lõi cho các lớp cách nhiệt thanh cái dạng ống. Mỗi loại đều có ưu điểm về hiệu suất điện và khả năng chống chịu môi trường:

Như dữ liệu cho thấy, cao su silicon có lợi thế về độ bền điện môi và phạm vi nhiệt độ , với độ bền điện môi lên tới 28 kV/mm và phạm vi nhiệt độ hoạt động từ -60°C đến 200°C. Cao su EPDM vượt trội về khả năng chống chịu thời tiết và chống rung, đồng thời có chi phí tương đối thấp hơn. Trong thực tế, việc sử dụng một loại vật liệu hoặc hỗn hợp có thể được lựa chọn dựa trên các điều kiện làm việc cụ thể.

Lựa chọn vật liệu dây dẫn: Ống đồng và ống nhôm

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

• các hollow structure effectively reduces the skin effect, improving current-carrying capacity
• các circular tube shape optimizes electric field distribution and reduces corona discharge
• Dây dẫn bằng đồng có điện trở suất thấp và dòng điện cao; dây dẫn nhôm nhẹ và tiết kiệm chi phí

Dây dẫn bằng đồng thường sử dụng đồng điện phân có độ tinh khiết cao C11000 hoặc C10100, trong khi dây dẫn bằng nhôm sử dụng hợp kim nhôm 1350 hoặc 6101. Khi uốn dây dẫn, bán kính uốn phải là ≥2,5 lần đường kính ống để tránh nứt lớp cách nhiệt.

Giải thích chi tiết về quy trình sản xuất đồng đùn ba lớp

Quy trình xử lý và kiểm soát chất lượng

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

1. Chuẩn bị nguyên liệu : Ống đồng/nhôm được kéo và cắt theo thông số kỹ thuật tiêu chuẩn; vật liệu cách nhiệt yêu cầu xử lý trước sấy khô
2. Xử lý dây dẫn : Cắt, thụt, đục lỗ, mạ thiếc theo bản vẽ để giảm điện trở tiếp xúc; Máy uốn ống CNC điều chỉnh góc
3. Đồng đùn ba lớp : Máy đùn ép đùn đồng thời lớp bảo vệ dây dẫn, lớp cách điện và lớp bảo vệ cách điện, đảm bảo liên kết chặt chẽ giữa các lớp
4. Đùn vỏ ngoài : Vỏ ngoài bằng polyme polyolefin giúp bảo vệ cơ học và bịt kín môi trường
5. Điều trị che chắn khớp : Thiết kế được che chắn đạt được khả năng cách điện toàn đường dây, với sự phóng điện cục bộ tại các mối nối được kiểm soát dưới 10 pC

Tiêu chuẩn kiểm tra chính

Sản phẩm hoàn thiện phải vượt qua các cuộc kiểm tra nghiêm ngặt sau:

• Kiểm tra điện áp chịu tần số nguồn: Xác minh độ tin cậy của lớp cách điện ở điện áp định mức
• Thử nghiệm chịu xung sét: cấp 10 kV phải chịu được điện áp xung 95 kV; Cấp 35 kV phải chịu được 200 kV
• Phát hiện phóng điện cục bộ: Yêu cầu phóng điện cục bộ <10 chiếc
• Kiểm tra độ tăng nhiệt và độ ổn định động: Mô phỏng các điều kiện đầy tải và ngắn mạch để xác minh khả năng tản nhiệt và độ bền cơ học
• Kiểm tra chất lượng mối hàn: Hàn hồ quang argon tự động, điện trở mối hàn 1 Ω

Các kịch bản ứng dụng điển hình và các trường hợp kỹ thuật

Sản xuất năng lượng mới

Trong các nhà máy quang điện và trang trại gió, Thanh cái hình ống cao su silicon EPDMs được sử dụng rộng rãi để truyền tải dòng điện cao ở phía điện áp thấp của máy biến áp. Điện áp định mức bao gồm 0,4 kV đến 35 kV (một số sản phẩm hỗ trợ 110 kV) và công suất dòng điện một thanh đạt 12.000 A, đáp ứng nhu cầu thu năng lượng và tăng cường của các tổ máy năng lượng mới công suất lớn. Các sản phẩm loại ngoài trời có cấp độ bảo vệ IP55, có khả năng chống cát, phun muối và ăn mòn tia cực tím.

Hệ thống phân phối điện công nghiệp

Trong các phòng phân phối và thiết bị đóng cắt của doanh nghiệp công nghiệp lớn, thanh cái hình ống thay thế thanh cái và cáp hình chữ nhật truyền thống, giải quyết các vấn đề sau:

• Tản nhiệt: Dây dẫn rỗng kết hợp với dẫn nhiệt lớp cách nhiệt giúp kiểm soát độ tăng nhiệt độ tốt hơn so với đường trục xe buýt cách nhiệt dày đặc
• Độ bền cơ học: Kết cấu dạng ống có khả năng chống uốn và chống rung tốt hơn so với thanh cái hình chữ nhật
• Tối ưu hóa không gian: Thiết kế nhỏ gọn giúp giảm dấu chân của thiết bị đóng cắt

Cung cấp năng lượng cho lực kéo vận chuyển đường sắt

Trong các trạm biến áp kéo AC 25 kV dành cho đường sắt tốc độ cao và vận chuyển đường sắt đô thị, thiết bị có thể chịu được độ rung và va đập cực lớn. Các kết cấu sử dụng chất cách điện composite polyme gia cố bằng sợi thủy tinh với lớp vỏ ngoài bằng cao su silicon mang lại độ bền cơ học cao và khả năng chống mỏi thông qua lõi sợi thủy tinh. các đặc tính tự làm sạch kỵ nước của cao su silicon bên ngoài chống lại bụi phanh dẫn điện và các chất ô nhiễm môi trường một cách hiệu quả, đảm bảo độ tin cậy của nguồn cung cấp lực kéo.

Hệ thống điện cao áp cho xe điện

Với sự phát triển của xe điện (EV) và xe điện hybrid (HEV), nhu cầu về ống cách nhiệt thanh cái điện áp cao đã tăng cao. Ống co nhiệt bằng cao su silicon (chẳng hạn như loại ST-OR) được thiết kế đặc biệt để bọc cách điện cho thanh cái, với độ bền điện môi lên đến 28 kV/mm và phạm vi nhiệt độ hoạt động từ -40°C đến 200°C. Sau khi lắp đặt co nhiệt, chúng duy trì tính linh hoạt của cao su silicon, đóng vai trò thay thế cho cáp điện áp cao để cải thiện độ tin cậy của hệ thống phân phối và đơn giản hóa quy trình sản xuất.

Điểm lựa chọn kỹ thuật và thông số kỹ thuật lắp đặt

Phù hợp với cấp điện áp và độ dày cách điện

Chọn độ dày cách điện và kết cấu che chắn tương ứng theo cấp điện áp của hệ thống:

Lựa chọn khả năng thích ứng với môi trường

Các môi trường ứng dụng khác nhau đặt ra các yêu cầu khác nhau đối với vật liệu cách nhiệt thanh cái:

• Môi trường độ cao (>1.000 m): Mật độ không khí giảm dẫn đến độ bền điện môi giảm, yêu cầu tăng khe hở cách điện và khoảng cách đường rò, với hiệu chỉnh độ cao theo tiêu chuẩn IEC 62271-1
• Vùng ven biển và bị ô nhiễm nặng : Lớp vỏ ngoài bằng cao su silicon được lựa chọn, sử dụng đặc tính kỵ nước của chúng để ngăn chặn sự hình thành màng nước liên tục, kết hợp với cấu trúc có gân sâu để mở rộng đường đi của dây leo
• Khu vực có độ rung cao (đường sắt, tàu thủy): Tránh vật liệu giòn; chọn vật liệu linh hoạt như EPDM hoặc cao su silicon để đảm bảo khả năng chống mỏi
• Môi trường nhiệt độ khắc nghiệt : Hệ số giãn nở nhiệt của vật liệu phải phù hợp với dây dẫn kim loại để tránh nứt lớp cách điện do chu trình nhiệt độ

Biện pháp phòng ngừa khi lắp đặt

các following aspects require attention during installation:

• Kiểm soát bán kính uốn: Bán kính uốn tối thiểu ≥2,5 lần đường kính ngoài của ống để ngăn lớp cách nhiệt bị kéo căng quá mức
• Xử lý mối nối: Thiết kế mối nối được che chắn đảm bảo tính liên tục cách nhiệt toàn tuyến
• Khoảng cách cố định: Đặt khoảng cách điểm hỗ trợ hợp lý theo thông số kỹ thuật và nhịp của thanh cái để tránh tập trung ứng suất cơ học
• Yêu cầu nối đất: Các lớp che chắn cách nhiệt phải được nối đất chắc chắn để đảm bảo an toàn cho người và thiết bị

Xu hướng phát triển công nghệ

Vật liệu mới và sản xuất thông minh

Công nghệ thanh cái hình ống cao su silicon EPDM đang phát triển theo các hướng sau:

• Đồng đùn chức năng : Phát triển quy trình đồng đùn cho cao su silicon với TPU và các vật liệu khác để cân bằng tính linh hoạt và khả năng chống mài mòn hoặc xây dựng cấu trúc bánh sandwich nhiều lớp để tích hợp chức năng
• Đùn cao su silicone lỏng (LSR) : Được sử dụng cho các linh kiện vi mô có mặt cắt phức tạp, có độ chính xác cực cao, mang lại khả năng tự động hóa và độ sạch cao hơn
• Kiểm tra trực tuyến và tích hợp MES : Giám sát trực tuyến 100% các kích thước quan trọng và khuyết tật bề mặt, với dữ liệu có thể theo dõi, đáp ứng các yêu cầu hiện trường có độ tin cậy cao như thiết bị điện tử ô tô
• Cao su silicon liên kết ngang bức xạ : Được sử dụng cho các loại cáp đặc biệt, mang lại khả năng chịu nhiệt và hiệu suất cơ học cao hơn

Với sự tăng tốc của các phương tiện sử dụng năng lượng mới, truyền thông 5G và xây dựng trung tâm dữ liệu, nhu cầu về các bộ phận cách điện thu nhỏ, tần số cao, điện áp cao sẽ tiếp tục tăng, thúc đẩy Thanh cái hình ống cao su silicon EPDM công nghệ hướng tới hiệu suất cao hơn và trí thông minh cao hơn.