Novi izolacijski materijali stvaraju zaštitnu barijeru performansi za kabel za napajanje otporan na visoke temperature

Osim plamena metalurških peći i između visokotemperaturne opreme u novim energetskim elektranama, sustavi prijenosa električne energije suočavaju se s temperaturnim testovima daleko iznad norme. Kao "slamka spasa" za osiguranje stabilnog prijenosa energije, osnovna konkurentnost Kabel za napajanje otporan na visoke temperature koncentrirana je na njegovu izolacijsku učinkovitost. Ova izvedba nije jednostavna superpozicija svojstava otpornosti na toplinu, već kroz precizan dizajn molekularne strukture materijala daje kabelu sposobnost da se odupre starenju i održi izolaciju u okruženju visoke temperature, temeljno rješavajući sigurnosne opasnosti tradicionalnih kabela u ekstremnim radnim uvjetima.
Izolacijski materijali od polivinilklorida (PVC) koji se obično koriste u tradicionalnim energetskim kabelima mogu zadovoljiti osnovne zahtjeve izolacije na sobnoj temperaturi, ali karakteristike njihove molekularne strukture određuju inherentne nedostatke u prilagodljivosti visokim temperaturama. Molekularni lanac PVC-a sastoji se od polimeriziranih monomera vinil klorida, sa slabim međulančanim silama i sadrži veliki broj lako razgradljivih atoma klora. Kada temperatura okoline prijeđe 70°C, molekularni lanac PVC-a počinje se termički razgrađivati, oslobađajući korozivne plinove kao što je klorovodik; ako temperatura dalje poraste iznad 100°C, materijal brzo omekša i deformira se, integritet izolacijskog sloja se uništava, a rizik od curenja naglo se povećava.
Revolucionarno otkriće kabela za napajanje otpornih na visoke temperature dolazi iz istraživanja, razvoja i primjene novih izolacijskih materijala. Silikonska guma, poliimid i drugi materijali postali su glavna snaga u području visokotemperaturne izolacije sa svojom jedinstvenom molekularnom strukturom. Ova struktura daje materijalu tri osnovne prednosti: π elektronski oblak u konjugiranom sustavu ravnomjerno je raspoređen, a energija kemijske veze značajno je poboljšana, tako da je temperatura toplinske razgradnje poliimida čak 500 ℃ ili više, a temperatura dugotrajne upotrebe stabilno se održava na 260 ℃; kruti molekularni lanac nije lako uvrnuti i slomiti zbog toplinskog kretanja, a čak i u okruženju visoke temperature, integritet molekularnog lanca može se održati kako bi se osiguralo da nema rupa ili pukotina u izolacijskom sloju; postoje jake van der Waalsove sile i vodikove veze između molekula, tvoreći gustu strukturu slaganja molekula, učinkovito sprječavajući migraciju elektrona i održavajući izvrsna dielektrična svojstva. Kada kabel radi u okolini visoke temperature od 300 ℃ u metalurškoj radionici, poliimidni izolacijski sloj je poput čvrstog oklopa, izolira toplinu od erodiranja vodiča i sprječava nesreće kratkog spoja uzrokovane kvarom izolacije.
Osim poliimida, izolacijski materijali od silikonske gume također pokazuju jedinstvenu prilagodljivost visokim temperaturama. Njegov glavni molekularni lanac sastoji se od veza silicij-kisik (Si-O). Energija veze Si-O veza je čak 460kJ/mol, što je puno više od uobičajenih veza ugljik-ugljik (C-C) i ima prirodnu toplinsku stabilnost. Fleksibilnost molekularnog lanca silikonske gume omogućuje mu održavanje dobre elastičnosti na visokim temperaturama, izbjegavajući pucanje izolacijskog sloja uzrokovano stvrdnjavanjem i lomljivošću materijala. Silikonska guma ima nisku površinsku energiju i teško upija vlagu i nečistoće, što dodatno osigurava pouzdanost izolacije u okruženjima visoke temperature. U spojnom kabelu invertera fotonaponske elektrane, izolacijski sloj od silikonske gume može izdržati visoku temperaturu koju stvara izravna sunčeva svjetlost i oduprijeti se eroziji vjetra i pijeska kako bi se osigurao stabilan prijenos električne energije.
Od dizajna molekularne strukture do izvedbe materijala, napredak u tehnologiji izolacije kabela za napajanje otpornog na visoke temperature redefinira standard prijenosa energije u ekstremnim okruženjima. Napuštanjem inherentnih nedostataka tradicionalnih materijala i usvajanjem novih materijala s termički stabilnim molekularnim strukturama, kabel može nastaviti održavati izolacijsku izvedbu u uvjetima visoke temperature.