Nya isoleringsmaterial bygger en prestandaskyddsbarriär för högtemperaturbeständig strömkabel

Förutom lågorna från metallurgiska ugnar och mellan högtemperaturutrustning i nya energikraftverk, möter kraftöverföringssystem temperaturtester långt utöver det normala. Som "livlina" för att säkerställa stabil energiöverföring, kärnan konkurrenskraft Hög temperaturbeständig strömkabel är koncentrerad i sin isoleringsförmåga. Denna prestanda är inte en enkel överlagring av värmebeständiga egenskaper, men genom den exakta utformningen av materialets molekylära struktur ger den kabeln förmågan att motstå åldrande och bibehålla isolering i en miljö med hög temperatur, vilket i grunden löser säkerhetsriskerna med traditionella kablar under extrema arbetsförhållanden.
Polyvinylklorid (PVC) isoleringsmaterial som vanligtvis används i traditionella kraftkablar kan uppfylla grundläggande isoleringskrav vid rumstemperatur, men deras molekylära strukturegenskaper avgör de inneboende bristerna i högtemperaturanpassningsförmåga. PVC-molekylkedjan består av polymeriserade vinylkloridmonomerer, med svaga krafter mellan kedjorna och innehåller ett stort antal lättnedbrytbara kloratomer. När omgivningstemperaturen överstiger 70°C börjar PVC-molekylkedjan att genomgå termisk nedbrytning, vilket frigör frätande gaser som väteklorid; om temperaturen ytterligare stiger till över 100°C mjuknar materialet snabbt och deformeras, isoleringsskiktets integritet förstörs och risken för läckage ökar kraftigt.
Det revolutionerande genombrottet för högtemperaturbeständig kraftkabel kommer från forskning och utveckling och tillämpning av nya isoleringsmaterial. Silikongummi, polyimid och andra material har blivit huvudkraften inom området för högtemperaturisolering med sin unika molekylära struktur. Denna struktur ger materialet tre kärnfördelar: π-elektronmolnet i det konjugerade systemet är jämnt fördelat, och den kemiska bindningsenergin förbättras avsevärt, så att den termiska nedbrytningstemperaturen för polyimid är så hög som 500 ℃ eller högre, och den långvariga användningstemperaturen hålls stabilt vid 260 ℃; den stela molekylkedjan är inte lätt att vridas och brytas på grund av termisk rörelse, och även i en miljö med hög temperatur kan molekylkedjans integritet bibehållas för att säkerställa att det inte finns några hål eller sprickor i isoleringsskiktet; det finns starka van der Waals-krafter och vätebindningar mellan molekyler, vilket bildar en tät molekylär staplingsstruktur, som effektivt förhindrar elektronmigrering och bibehåller utmärkta dielektriska egenskaper. När kabeln körs i en miljö med hög temperatur på 300 ℃ i en metallurgisk verkstad, är polyimidisoleringsskiktet som en solid pansar, isolerar värmen från att erodera ledaren och förhindrar kortslutningsolyckor orsakade av isoleringsfel.
Förutom polyimid uppvisar silikongummiisoleringsmaterial också unik anpassningsförmåga vid hög temperatur. Dess huvudsakliga molekylkedja är sammansatt av kisel-syrebindningar (Si-O). Bindningsenergin för Si-O-bindningar är så hög som 460 kJ/mol, vilket är mycket högre än de vanliga kol-kolbindningarna (C-C) och har naturlig termisk stabilitet. Flexibiliteten hos molekylkedjan av silikongummi gör att den kan bibehålla god elasticitet vid höga temperaturer och undvika sprickbildning i isoleringsskiktet orsakad av härdning och sprödhet i materialet. Silikongummi har låg ytenergi och är inte lätt att absorbera fukt och föroreningar, vilket ytterligare säkerställer isoleringens tillförlitlighet i högtemperaturmiljöer. I solcellskraftverkets inverteranslutningskabel kan silikongummiisoleringsskiktet motstå den höga temperaturen som genereras av direkt solljus och motstå vind- och sanderosion för att säkerställa stabil överföring av elektrisk energi.
Från design av molekylär struktur till realisering av materialprestanda, isoleringsteknikens genombrott för högtemperaturbeständig kraftkabel omdefinierar standarden för kraftöverföring i extrema miljöer. Genom att överge de inneboende defekterna hos traditionella material och anta nya material med termiskt stabila molekylstrukturer, kan kabeln fortsätta att bibehålla isoleringsprestanda under höga temperaturer.