Cum să alegi materialul de izolație al barelor colectoare: rășină epoxidică, EPDM sau PTFE pentru 35 kV?

O bară care trece testul de rutină din fabrică poate eșua în funcționare atunci când compusul de izolație a fost adaptat la o sarcină greșită. Temperatura este cel mai clar exemplu: o turnare cu o temperatură de 130 °C continuă se va întări și se va crăpa într-o fabrică de oțel, în timp ce aceeași bară se așează confortabil într-o stație de zeci de ani. Alegerea materialului de izolație pentru bare colectoare este un exercițiu de potrivire, nu un exercițiu de cumpărături.

Răspunsul scurt mai întâi. Pentru 35 kV și mai jos, trei materiale acoperă aproape fiecare bară tubulară complet izolată proiect: turnare cu rasina epoxidica pentru rulaje rigide, cu sarcini mecanice ridicate; Cauciuc siliconic EPDM pentru trasee flexibile, în aer liber și cu vibrații grele; și PTFE pentru zone cu temperaturi ridicate sau agresive chimic. Grosimea peretelui, distanța de curgere și distanța dintre suporturi urmează apoi din clasa de tensiune, mediu și curentul de defect.

Patru materiale de izolare pentru bare colectoare pe care le veți compara de fapt

Cele mai multe proiecte listează două sau trei dintre opțiunile de mai jos. Tabelul prezintă diferențele practice; notele de după el explică unde se defectează fiecare.

Valori de comparație tipice; confirmați cifrele finale în raport cu raportul de testare de tip al furnizorului.
Material izolator	Utilizarea tipică a tensiunii	Temperatura continuă	Forța cheie	Cel mai potrivit	Riscul principal
Rășină epoxidica turnată în vid	până la 35 kV	-40 până la 130 °C	Rigid, rezistenta mecanica ridicata	Substații, curse lungi rigide, curent de defect mare	Golurile sau turnarea slabă provoacă descărcare parțială; reparații înseamnă înlocuire
Cauciuc siliconic EPDM	până la 40,5 kV	-50 până la 150 °C	Flexibil, rezistent la UV și la ozon	Turnuri de vânt, site-uri de coastă, structuri vibrante	Rigiditate mai scăzută; necesită o distanță mai apropiată între suporturi
PTFE	până la 35 kV and above	-60 până la 260 °C	Inert chimic, constantă dielectrică scăzută	Uzini chimice, zone de cuptor, spatii inguste	Cel mai mare cost; curgere rece sub cleme
Termocontractabil, PE sau PVC	în principal până la 1 kV	-20 până la 105 °C	Cost redus, instalare rapidă	Canale de joasă tensiune și panouri de control	Rezistență slabă la urmărire în aer liber

Turnare cu rășină epoxidică: implicit pentru rulajele rigide

Rășina epoxidice turnată în vid este calul de lucru al izolației tubulare pentru bare colectoare. Conductorul este centrat într-o matriță, rășina este turnată sub vid pentru a îndepărta golurile, iar rezultatul este o carcasă rigidă, autoportabilă, cu proprietăți mecanice puternice, care contează atunci când forțele de scurtcircuit sunt măsurate în kilo-newtoni. Limitele sale sunt la fel de clare: cicluri termice peste aproximativ 130 °C, practică slabă de turnare care lasă descărcare parțială și reparații care înseamnă de obicei înlocuirea întregii secțiuni. Controlul procesului decide mai mult decât fișa de date compusă.

Bară tubulară din rășină epoxidică turnată în vid Bară tubulară epoxidică turnată în vid, complet izolată pentru transmisia puterii, cu construcție turnată rigidă și ecranare pentru instalațiile care necesită rezistență mecanică. Vizualizare produs →

Clasa de tensiune stabilește grosimea minimă a izolației

Tensiunea determină două numere pe care cumpărătorii le confundă adesea: rezistența dielectrică și distanța de fuga. Rigiditatea dielectrică este o proprietate a materialului măsurată în kV/mm; fluajul este o decizie de geometrie măsurată în milimetri între faze și la pământ. În interior și uscat, scurgerea este rareori factorul limitativ. Pe coastă, în praf sau în umiditate ridicată, de obicei este.

Până la 1 kV: canal și canale de bare. Izolarea extrudată sau termocontractabilă este normală, iar camerele de comutare umede plus deteriorarea instalației cauzează majoritatea defecțiunilor.
3 kV până la 35 kV: epoxidic turnat, cauciuc EPDM și PTFE sunt toate în joc. Nivelul de poluare și altitudinea cresc cerințele de curgere.
Peste 35 kV: carcasele compozite și spațiile generoase de aer preiau controlul, iar raza conductorului și finisarea suprafeței contează la fel de mult ca materialul izolator.

Ca cifră de planificare, permiteți aproximativ 20 până la 30 mm de curgere pe kV în interior și considerabil mai mult în medii poluate sau de coastă, apoi confirmați conform standardului aplicabil, mai degrabă decât cu o regulă generală.

Mediul și instalarea decid mai mult decât fișa de date

Două bare colectoare cu aceeași tensiune nominală pot avea nevoie de materiale diferite din cauza locului în care se află și a modului în care sunt susținute.

Trasee în aer liber, de coastă și vibrante

Cauciucul siliconic EPDM este de obicei răspunsul practic aici. Rămâne flexibil de la aproximativ -50 °C până la 150 °C, rezistă UV și ozonului și tolerează deformarea pe care o impune un turn eolian sau un portal pe o rulare fixă. Lungimile mari sunt mai ușor de expediat, deoarece izolația se îndoaie în jurul constrângerilor de transport. Compartimentul este rigiditatea: barele colectoare izolate cu silicon au nevoie de o distanță mai mică între suport decât epoxidic turnat, iar clemele nu trebuie să ciupească cauciucul.

Bară tubulară din cauciuc siliconic EPDM Bară tubulară flexibilă de înaltă tensiune, cu izolație și ecranare din cauciuc EPDM coextrudat, potrivită pentru traseele în aer liber unde mișcarea și rezistența la intemperii contează. Vizualizare produs →

Camere de comutare interioare

Epoxidul turnat câștigă în mod normal în interior pe motive mecanice, dar condensul și paraziții contează în continuare. Verificați dacă incinta este etanșă și dacă cifra de scurgere a fost calculată pentru o cameră uscată sau umedă, deoarece un design care este bine într-una este adesea marginal în celălalt.

Temperatură ridicată și taxă chimică: unde PTFE își câștigă prețul

PTFE devine singura opțiune operabilă peste aproximativ 150 °C continuu, unde epoxidic și majoritatea cauciucurilor îmbătrânesc rapid și în instalațiile în care ceața acidă sau vaporii de solvenți atacă alți polimeri. Constanta sa dielectrică de aproximativ 2,1 menține capacitatea scăzută, ceea ce contează în unele circuite de măsurare și invertor.

Costul este real: o bară colectoare izolată cu PTFE poate costa de câteva ori echivalentul epoxidic, iar PTFE curge la rece sub presiune de strângere susținută, astfel încât proiectarea suportului trebuie să împrăștie sarcina în loc să o concentreze. Dacă sarcina este doar puțin peste 150 °C, verificați dacă o ventilație mai bună sau o altă cale este mai ieftină decât schimbarea materialelor. Dacă nu este cu adevărat, examinați detaliile de construcție a a Bară tubulară PTFE înainte de a specifica.

PTFE Film-Wound Tubular Bus Bar for Extreme Environments

Bară tubulară tubulară înfăşurată cu peliculă PTFE pentru medii extreme Bară tubulară PTFE complet izolată, cu izolație cu peliculă bobinată, ecrane capacitive și rezistență la coroziune la temperatură înaltă pentru rutarea solicitantă de înaltă tensiune. Vizualizare produs →

Citirea datelor testului: cinci numere care contează

Rigiditatea dielectrică în kV/mm, utilă pentru calculele grosimii, dar semnificativă numai atunci când proba este lipsită de goluri.
Comparative Tracking Index, rezistența la urmărirea suprafeței sub contaminare. Valorile peste 600 V sunt comune pentru serviciul exterior și poluat.
Indicele termic relativ, temperatura pe termen lung pe care o tolerează materialul. Cereți RTI, nu cifra de deviere a căldurii pe termen scurt.
Gradul de inflamabilitate și rezultatele sârmei incandescente, relevante în tuneluri, stații și clădiri comerciale unde sarcina de incendiu este reglementată.
Descărcare parțială în PC, cel mai bun indicator unic al calității turnării. Turnarea sub vid controlată menține valorile scăzute la de 1,5 ori tensiunea nominală.

Separați, de asemenea, testele de tip de testele de rutină. Un raport de testare de tip dovedește proiectarea; testele de rutină dovedesc unitatea individuală. Ambele ar trebui să fie disponibile înainte de livrare și ambele ar trebui să facă referire la același standard.

Curentul de defect și distanța dintre suport

Forțele de scurtcircuit se scalează cu pătratul curentului de vârf, astfel încât o defecțiune de 50 kA produce de aproximativ 100 de ori forța unei defecțiuni de 5 kA. Izolația care este adecvată din punct de vedere electric poate eșua în continuare mecanic atunci când distanța dintre suporturi este prea mare, în special cu izolația flexibilă din cauciuc.

Solicitați distanța admisă între suporturi la nivelul defectului de proiectare și verificați suporturile în sine: introduceți dimensiunea filetului, introduceți materialul și curgerea pe suprafața de sprijin. O inserție din alamă rezistă la îndepărtarea filetului mai bine decât oțelul moale, iar blocurile de susținere cu mai mulți poli țin distanța dintre faze cu mai multă precizie decât izolatoarele individuale cu distanțe lungi.

Riscurile legate de costuri, timp de livrare și achiziții

Izolația reprezintă de obicei o mare parte din costul unei secțiuni de bare colectoare complet izolate, astfel încât alegerea materialului mișcă bugetul mai mult decât se așteaptă majoritatea cumpărătorilor. Trei riscuri merită să fie evaluate:

Înlocuirea gradului de compus, deoarece două citate pot spune ambele „rășină epoxidice”, în timp ce unul folosește o formulare cu un RTI mult mai mic.
Grosimea peretelui subdimensionată, care apare mai degrabă ca descărcare parțială decât ca defecțiune imediată.
Timp lung de livrare PTFE, deoarece stocul de fluoropolimer special poate adăuga săptămâni față de o dată fixă de punere în funcțiune.

Solicitați gradul compus, referința testului de tip și raportul de testare de rutină pe cotație, nu după comandă.

O secvență practică de selecție

Fixați tensiunea sistemului, cea mai mare temperatură ambientală continuă și curentul de defect de proiectare.
Definiți mediul: interior sau exterior, nivel de poluare, expunere la sare sau la substanțe chimice, altitudine, condens.
Decideți rigid sau flexibil, în funcție de lungimea traseului, vibrații și punctele de sprijin disponibile.
Lista scurtă a două materiale, apoi comparați distanța de fuga, RTI și CTI la serviciul dvs. real.
Verificați sistemul de sprijin, introduceți materialul și distanța admisă față de nivelul de defecțiune.
Confirmați în scris testele de tip, testele de rutină și gradul compus înainte de a comanda.

Întrebări frecvente

Pot folosi izolație din rășină epoxidică în aer liber?

Da. Epoxidic turnat în vid este utilizat pe scară largă în aer liber până la 35 kV, cu condiția ca distanța de curgere să se potrivească nivelului de poluare și suprafața elimină apă. UV este rareori factorul limitativ; contaminarea şi ciclul termic sunt.

Este izolația din cauciuc siliconic mai slabă decât epoxidul?

Este mai moale, nu mai slab din punct de vedere electric. Diferența apare mecanic, deoarece barele colectoare izolate cu silicon se deviază mai mult în cazul forțelor de defecțiune și necesită o distanță mai apropiată de sprijin.

Cât de mult adaugă materialul de izolație la cost?

Așteptați-vă la o răspândire largă. Termocontractilul este cel mai ieftin, epoxidic turnat se află în mijloc, iar PTFE poate fi de câteva ori mai mare decât cifra epoxidice pentru aceeași lungime. Peste 150 °C continuu, comparația reală este între PTFE și o reproiectare a traseului.

Care este cel mai util document de solicitat?

Raportul de încercare de tip pentru aceeași construcție și grad de izolare, cu valori de descărcare parțială la 1,5 ori tensiunea nominală. Spune mai multe despre fiabilitatea pe termen lung decât orice foaie de date.

Alegerea materialului de izolație al barelor colectoare se reduce la patru intrări: tensiune, temperatură, mediu și curent de defect. Potriviți-le, verificați-le cu datele testului de tip și specificați în scris nota compusă. Materialul care arată cel mai ieftin în cotație este rareori cel care supraviețuiește douăzeci de ani de ciclism termic.