Nieuwe isolatiematerialen vormen een prestatiebeschermingsbarrière voor stroomkabels die bestand zijn tegen hoge temperaturen

Naast de vlammen van metallurgische ovens en tussen hogetemperatuurapparatuur in nieuwe energiecentrales, worden krachtoverbrengingssystemen geconfronteerd met temperatuurtests die ver boven de norm liggen. Als de "reddingslijn" om een stabiele energietransmissie te garanderen, is de kern van het concurrentievermogen van Bestand tegen hoge temperaturen is geconcentreerd op zijn isolatieprestaties. Deze prestatie is geen simpele superpositie van hittebestendige eigenschappen, maar door het precieze ontwerp van de moleculaire structuur van het materiaal geeft het de kabel het vermogen om veroudering te weerstaan ​​en de isolatie te behouden in een omgeving met hoge temperaturen, waardoor de veiligheidsrisico's van traditionele kabels onder extreme werkomstandigheden fundamenteel worden opgelost.
Isolatiematerialen van polyvinylchloride (PVC) die gewoonlijk in traditionele stroomkabels worden gebruikt, kunnen voldoen aan de basisisolatievereisten bij kamertemperatuur, maar hun moleculaire structuureigenschappen bepalen de inherente tekortkomingen in het aanpassingsvermogen bij hoge temperaturen. De moleculaire keten van PVC bestaat uit gepolymeriseerde vinylchloridemonomeren, met zwakke krachten tussen de ketens, en bevat een groot aantal gemakkelijk afbreekbare chlooratomen. Wanneer de omgevingstemperatuur de 70°C overschrijdt, begint de moleculaire keten van PVC thermische degradatie te ondergaan, waarbij corrosieve gassen zoals waterstofchloride vrijkomen; als de temperatuur verder stijgt tot boven de 100°C, wordt het materiaal snel zacht en vervormt het, wordt de integriteit van de isolatielaag vernietigd en neemt het risico op lekkage sterk toe.
De revolutionaire doorbraak van de hittebestendige stroomkabel komt voort uit onderzoek, ontwikkeling en toepassing van nieuwe isolatiematerialen. Siliconenrubber, polyimide en andere materialen zijn met hun unieke moleculaire structuur de belangrijkste kracht geworden op het gebied van isolatie tegen hoge temperaturen. Deze structuur geeft het materiaal drie kernvoordelen: de π-elektronenwolk in het geconjugeerde systeem wordt gelijkmatig verdeeld en de chemische bindingsenergie wordt aanzienlijk verbeterd, zodat de thermische ontledingstemperatuur van polyimide zo hoog is als 500 ℃ of hoger, en de gebruikstemperatuur op lange termijn wordt stabiel op 260 ℃ gehouden; de stijve moleculaire keten kan niet gemakkelijk worden gedraaid en gebroken als gevolg van thermische beweging, en zelfs in een omgeving met hoge temperaturen kan de integriteit van de moleculaire keten worden gehandhaafd om ervoor te zorgen dat er geen gaten of scheuren in de isolatielaag zitten; er zijn sterke van der Waals-krachten en waterstofbruggen tussen moleculen, die een dichte moleculaire stapelstructuur vormen, waardoor elektronenmigratie effectief wordt voorkomen en uitstekende diëlektrische eigenschappen behouden blijven. Wanneer de kabel in een metallurgische werkplaats in een omgeving met hoge temperaturen van 300 ℃ loopt, is de polyimide-isolatielaag als een stevig pantser, waardoor de hitte wordt geïsoleerd tegen erodering van de geleider en kortsluitingsongevallen als gevolg van defecte isolatie worden voorkomen.
Naast polyimide vertonen isolatiematerialen van siliconenrubber ook een uniek aanpassingsvermogen bij hoge temperaturen. De belangrijkste moleculaire keten bestaat uit silicium-zuurstofbindingen (Si-O). De bindingsenergie van Si-O-bindingen is maar liefst 460 kJ/mol, wat veel hoger is dan de gebruikelijke koolstof-koolstofbindingen (C-C) en een natuurlijke thermische stabiliteit heeft. De flexibiliteit van de moleculaire keten van siliconenrubber zorgt ervoor dat deze een goede elasticiteit behoudt bij hoge temperaturen, waardoor scheuren in de isolatielaag, veroorzaakt door verharding en brosheid van het materiaal, worden vermeden. Siliconenrubber heeft een lage oppervlakte-energie en absorbeert niet gemakkelijk vocht en onzuiverheden, waardoor de isolatiebetrouwbaarheid in omgevingen met hoge temperaturen verder wordt gewaarborgd. In de omvormeraansluitkabel van de fotovoltaïsche energiecentrale is de isolatielaag van siliconenrubber bestand tegen de hoge temperaturen die worden gegenereerd door direct zonlicht en is bestand tegen wind- en zanderosie om een ​​stabiele transmissie van elektrische energie te garanderen.
Van het ontwerp van de moleculaire structuur tot de realisatie van materiaalprestaties: de doorbraak op het gebied van isolatietechnologie van de hittebestendige stroomkabel herdefinieert de norm voor krachtoverbrenging in extreme omgevingen. Door de inherente gebreken van traditionele materialen achterwege te laten en nieuwe materialen met thermisch stabiele moleculaire structuren te gebruiken, kan de kabel zijn isolatieprestaties blijven behouden bij hoge temperaturen.