Wat is een EPDM-buisvormige busbar van siliconenrubber en hoe maakt co-extrusie superieure isolatie mogelijk?

De EPDM-buisvormige busstang van siliconenrubber keurt een samengesteld structureel ontwerp met afgeschermde isolatie goed. Door middel van polymeerextrusietechnologie worden de buisvormige koper- of aluminiumgeleider, de geleiderafschermingslaag, de isolatielaag en de isolatieafschermingslaag in één enkel proces gecoëxtrudeerd, waardoor zowel geleidende stroomvoerende als afgeschermde isolatiefuncties worden bereikt. Vergeleken met traditionele busbars met omwikkelde isolatie, is deze structuur elimineert luchtspleten en luchtbellen tussen de lagen , waardoor het risico op gedeeltelijke ontlading aanzienlijk wordt verminderd. De isolatieweerstand bereikt ≥10.000 MΩ (10 kV en hoger), de bliksemimpuls is bestand tegen spanning 95 kV (10 kV-klasse) tot 200 kV (35 kV-klasse) en het beschermingsniveau bereikt IP55, waardoor het geschikt is voor buiten en zwaar vervuilde omgevingen.

Ontwerpprincipes van de composiet afgeschermde isolatiestructuur

Structurele voordelen van drielaagse co-extrusietechnologie

De 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:

• De winding process tends to produce residual air gaps, increasing partial discharge risks
• De uniformity of insulation liquid coating is difficult to control, and bubbles easily form after curing
• Er bestaan hiaten op de grensvlakken tussen de lagen, wat kan leiden tot beschadiging van de isolatie tijdens langdurig gebruik

Drielaagse co-extrusietechnologie lost de bovengenoemde problemen fundamenteel op. Door het in één stap gieten wordt een zero-gap-interface , waardoor de verdeling van het elektrische veld uniformer wordt en de gedeeltelijke ontlading wordt gecontroleerd minder dan 10 pct .

Functies en kenmerken van elke laag

Vergelijkende analyse van de belangrijkste materiaalprestaties

Isolatieprestaties van EPDM-rubber versus siliconenrubber

EPDM-rubber (ethyleenpropyleendieenmonomeer) en siliconenrubber zijn de kernmaterialen voor buisvormige isolatielagen voor stroomrails. Elk heeft voordelen op het gebied van elektrische prestaties en omgevingsbestendigheid:

Zoals uit de gegevens blijkt, siliconenrubber heeft voordelen wat betreft diëlektrische sterkte en temperatuurbereik , met diëlektrische sterkte tot 28 kV/mm en een bedrijfstemperatuurbereik van -60°C tot 200°C. EPDM-rubber blinkt uit in weerbestendigheid en anti-vibratieprestaties, en heeft relatief lagere kosten. In de praktijk kan op basis van specifieke werkomstandigheden voor een enkele materiaal- of composiettoepassing worden gekozen.

Materiaalkeuze geleider: koperen buis versus aluminium buis

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

• De hollow structure effectively reduces the skin effect, improving current-carrying capacity
• De circular tube shape optimizes electric field distribution and reduces corona discharge
• Koperen geleiders hebben een lage soortelijke weerstand en een hoge stroomcapaciteit; aluminium geleiders zijn lichtgewicht en kosteneffectief

Koperen geleiders gebruiken doorgaans hoogzuiver elektrolytisch koper C11000 of C10100, terwijl aluminium geleiders een aluminiumlegering 1350 of 6101 gebruiken. Bij het buigen van de geleider moet de buigradius gelijk zijn ≥2,5 keer de buisdiameter om scheuren in de isolatielaag te voorkomen.

Gedetailleerde uitleg van het drielaags co-extrusieproductieproces

Processtroom en kwaliteitscontrole

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

1. Voorbereiding van grondstoffen : Koper/aluminium buizen worden getrokken en gesneden volgens standaardspecificaties; isolatiematerialen vereisen een drogende voorbehandeling
2. Dirigent verwerking : Snijden, indeuken, ponsen en vertinnen volgens tekening om de contactweerstand te verminderen; CNC-pijpbuigers passen hoeken aan
3. Drielaagse co-extrusie : De extruder extrudeert tegelijkertijd de geleiderafschermingslaag, de isolatielaag en de isolatieafschermingslaag, waardoor een nauwe verbinding tussen de lagen wordt gegarandeerd
4. Extrusie van de buitenmantel : Buitenmantel van polyolefinepolymeer biedt mechanische bescherming en afdichting tegen omgevingsinvloeden
5. Gezamenlijke afschermingsbehandeling : Afgeschermd ontwerp zorgt voor volledige isolatie, met gedeeltelijke ontlading bij verbindingen onder 10 pC

Belangrijkste testnormen

Afgewerkte producten moeten de volgende strenge tests doorstaan:

• Stroomfrequentie-spanningstest: Controleert de betrouwbaarheid van de isolatielaag bij nominale spanning
• Blikseminpulsbestendigheidstest: 10 kV-klasse moet bestand zijn tegen een impulsspanning van 95 kV; 35 kV-klasse moet bestand zijn tegen 200 kV
• Detectie van gedeeltelijke ontlading: Vereist gedeeltelijke ontlading <10 pct
• Temperatuurstijging en dynamische stabiliteitstest: Simuleert omstandigheden bij volledige belasting en kortsluiting om de warmteafvoer en mechanische sterkte te verifiëren
• Laskwaliteitscontrole: automatisch argonbooglassen, gewrichtsweerstand ≤1 μΩ

Typische toepassingsscenario's en technische cases

Nieuwe energie-energieopwekking

In fotovoltaïsche elektriciteitscentrales en windparken EPDM-buisvormige busstang van siliconenrubbers worden veel gebruikt voor transmissie van hoge stromen aan de laagspanningszijde van transformatoren. De nominale spanning omvat 0,4 kV tot 35 kV (sommige producten ondersteunen 110 kV), en de stroomcapaciteit met één staaf bereikt 12.000 A, waarmee wordt voldaan aan de stroomopvang- en intensiveringsbehoeften van nieuwe energie-eenheden met grote capaciteit. Producten voor buitengebruik hebben een beschermingsniveau van IP55 en zijn bestand tegen zand, zoutnevel en UV-erosie.

Industriële stroomdistributiesystemen

In distributieruimtes en schakelapparatuur van grote industriële ondernemingen vervangen buisvormige stroomrails de traditionele rechthoekige stroomrails en kabels, waardoor de volgende problemen worden opgelost:

• Warmteafvoer: holle geleiders gecombineerd met warmtegeleiding van de isolatielaag zorgen voor een betere controle van de temperatuurstijging dan dicht geïsoleerde buskanalen
• Mechanische sterkte: De buisvormige structuur heeft een betere buig- en trillingsbestendigheid dan rechthoekige stroomrails
• Ruimteoptimalisatie: compact ontwerp vermindert de voetafdruk van schakelapparatuur

Tractievoeding voor spoorwegvervoer

In 25 kV AC-tractieonderstations voor hogesnelheidsspoorwegen en stadsspoorvervoer is de apparatuur bestand tegen extreme trillingen en schokken. Structuren die gebruikmaken van glasvezelversterkte polymeercomposietisolatoren met buitenmantels van siliconenrubber zorgen voor een hoge mechanische sterkte en weerstand tegen vermoeidheid via de glasvezelkern. De hydrofobe zelfreinigende eigenschappen van het buitenste siliconenrubber is effectief bestand tegen geleidend remstof en milieuverontreinigende stoffen, waardoor de betrouwbaarheid van de tractiestroomvoorziening wordt gegarandeerd.

Hoogspanningssystemen voor elektrische voertuigen

Met de toename van het aantal elektrische voertuigen (EV’s) en hybride elektrische voertuigen (HEV’s) is de vraag naar hoogspanningsrailisolatiehulzen enorm gestegen. Warmtekrimpkousen van siliconenrubber (zoals het ST-OR-type) zijn speciaal ontworpen voor isolatiedekking van stroomrails, met een diëlektrische sterkte tot 28 kV/mm en een bedrijfstemperatuurbereik van -40°C tot 200°C. Na installatie door krimpkous behouden ze de flexibiliteit van siliconenrubber en dienen ze als alternatief voor hoogspanningskabels om de betrouwbaarheid van het distributiesysteem te verbeteren en productieprocessen te vereenvoudigen.

Technische selectiepunten en installatiespecificaties

Spanningsklasse en isolatiedikte overeenkomen

Selecteer de overeenkomstige isolatiedikte en afschermingsstructuur volgens de systeemspanningsklasse:

Selectie van aanpassingsvermogen aan het milieu

Verschillende toepassingsomgevingen stellen verschillende eisen aan isolatiematerialen voor stroomrails:

• Omgevingen op grote hoogte (>1.000 m): Verminderde luchtdichtheid leidt tot verminderde diëlektrische sterkte, waardoor een grotere isolatieafstand en kruipafstand nodig is, met hoogtecorrectie volgens IEC 62271-1-normen
• Kustgebieden en zwaar vervuilde gebieden : Buitenmantels van siliconenrubber zijn geselecteerd, waarbij gebruik wordt gemaakt van hun hydrofobe eigenschappen om continue vorming van een waterfilm te voorkomen, gecombineerd met diepgeribde schuurstructuren om kruippaden te verlengen
• Gebieden met veel trillingen (spoorwegen, schepen): Vermijd brosse materialen; selecteer flexibele materialen zoals EPDM of siliconenrubber om weerstand tegen vermoeidheid te garanderen
• Omgevingen met extreme temperaturen : De thermische uitzettingscoëfficiënten van het materiaal moeten overeenkomen met de metalen geleiders om te voorkomen dat de isolatielaag barst als gevolg van temperatuurwisselingen

Voorzorgsmaatregelen bij installatie

De following aspects require attention during installation:

• Buigradiuscontrole: Minimale buigradius ≥2,5 maal de buitendiameter van de buis om overmatig uitrekken van de isolatielaag te voorkomen
• Gezamenlijke behandeling: Het afgeschermde verbindingsontwerp zorgt voor continuïteit van de isolatie over de volledige lijn
• Bevestigingsafstand: Stel de afstand van de steunpunten redelijk in volgens de specificaties en overspanning van de rail om mechanische spanningsconcentratie te voorkomen
• Aardingsvereisten: Isolatie-afschermingslagen moeten op betrouwbare wijze worden geaard om de veiligheid van personeel en apparatuur te garanderen

Trends in technologische ontwikkeling

Nieuwe materialen en intelligente productie

De EPDM-buisvormige railtechnologie van siliconenrubber evolueert in de volgende richtingen:

• Functionele co-extrusie : Het ontwikkelen van co-extrusieprocessen voor siliconenrubber met TPU en andere materialen om flexibiliteit en slijtvastheid in evenwicht te brengen, of het construeren van meerlaagse sandwichstructuren voor functionele integratie
• Extrusie van vloeibaar siliconenrubber (LSR). : Gebruikt voor microcomponenten met ultrahoge precisie en complexe dwarsdoorsnede, wat zorgt voor een hogere automatisering en zuiverheid
• Online inspectie en MES-integratie : 100% online monitoring van kritische afmetingen en oppervlaktedefecten, met traceerbare gegevens, die voldoen aan veldvereisten met hoge betrouwbaarheid, zoals voor auto-elektronica
• Door straling verknoopt siliconenrubber : Gebruikt voor speciale kabels, die een hogere hittebestendigheid en mechanische prestaties bieden

Met de versnelling van nieuwe energievoertuigen, 5G-communicatie en de bouw van datacentra zal de vraag naar hoogspannings-, hoogfrequente, geminiaturiseerde isolatiecomponenten blijven groeien. EPDM-buisvormige busstang van siliconenrubber technologie richting hogere prestaties en grotere intelligentie.