Nye isoleringsmaterialer bygger en ydeevnebeskyttelsesbarriere for højtemperaturbestandigt strømkabel

Udover flammerne fra metallurgiske ovne og mellem højtemperaturudstyr i nye energikraftværker, står krafttransmissionssystemer over for temperaturtest langt ud over normen. Som "livline" for at sikre stabil energitransmission, kernen i konkurrenceevnen Høj temperatur resistent strømkabel er koncentreret i sin isoleringsevne. Denne ydeevne er ikke en simpel overlejring af varmebestandige egenskaber, men gennem det præcise design af materialets molekylære struktur giver det kablet evnen til at modstå ældning og opretholde isolering i et højtemperaturmiljø, hvilket fundamentalt løser sikkerhedsrisici ved traditionelle kabler under ekstreme arbejdsforhold.
Polyvinylchlorid (PVC) isoleringsmaterialer, der almindeligvis anvendes i traditionelle strømkabler, kan opfylde grundlæggende isoleringskrav ved stuetemperatur, men deres molekylære strukturegenskaber bestemmer de iboende mangler i tilpasningsevnen til høje temperaturer. PVC-molekylkæden er sammensat af polymeriserede vinylchloridmonomerer, med svage kræfter mellem kæderne og indeholder et stort antal let nedbrydelige kloratomer. Når den omgivende temperatur overstiger 70°C, begynder PVC-molekylkæden at gennemgå termisk nedbrydning, hvilket frigiver ætsende gasser såsom hydrogenchlorid; stiger temperaturen yderligere til over 100°C, bliver materialet hurtigt blødgjort og deformeret, isoleringslagets integritet ødelægges, og risikoen for lækage øges kraftigt.
Det revolutionerende gennembrud af højtemperaturbestandigt strømkabel kommer fra forskning og udvikling og anvendelse af nye isoleringsmaterialer. Silikonegummi, polyimid og andre materialer er blevet hovedkraften inden for højtemperaturisolering med deres unikke molekylære struktur. Denne struktur giver materialet tre kernefordele: π-elektronskyen i det konjugerede system er jævnt fordelt, og den kemiske bindingsenergi forbedres betydeligt, så den termiske nedbrydningstemperatur af polyimid er så høj som 500 ℃ eller derover, og den langsigtede brugstemperatur holdes stabilt ved 260 ℃; den stive molekylære kæde er ikke let at blive snoet og knækket på grund af termisk bevægelse, og selv i et højtemperaturmiljø kan molekylkædens integritet opretholdes for at sikre, at der ikke er huller eller revner i isoleringslaget; der er stærke van der Waals-kræfter og hydrogenbindinger mellem molekyler, der danner en tæt molekylær stablingsstruktur, der effektivt forhindrer elektronmigrering og bevarer fremragende dielektriske egenskaber. Når kablet kører i et højtemperaturmiljø på 300 ℃ i et metallurgisk værksted, er polyimidisoleringslaget som et solidt panser, der isolerer varmen fra at erodere lederen og forhindrer kortslutningsulykker forårsaget af isolationsfejl.
Ud over polyimid viser silikonegummiisoleringsmaterialer også enestående tilpasningsevne til høje temperaturer. Dens hovedmolekylære kæde er sammensat af silicium-oxygenbindinger (Si-O). Bindingsenergien for Si-O-bindinger er så høj som 460 kJ/mol, hvilket er meget højere end de almindelige kulstof-kulstofbindinger (C-C) og har naturlig termisk stabilitet. Fleksibiliteten af ​​silikonegummi-molekylkæden gør det muligt at opretholde en god elasticitet ved høje temperaturer og undgå revner i isoleringslaget forårsaget af hærdning og skørhed af materialet. Silikonegummi har lav overfladeenergi og er ikke let at absorbere fugt og urenheder, hvilket yderligere sikrer isoleringens pålidelighed i højtemperaturmiljøer. I solcelleanlæggets inverterforbindelseskabel kan silikonegummiisoleringslaget modstå den høje temperatur, der genereres af direkte sollys og modstå vind- og sanderosion for at sikre stabil transmission af elektrisk energi.
Fra design af molekylær struktur til realisering af materialeydeevne, isoleringsteknologiens gennembrud af højtemperaturbestandigt strømkabel omdefinerer standarden for kraftoverførsel i ekstreme miljøer. Ved at opgive de iboende defekter af traditionelle materialer og tage nye materialer med termisk stabile molekylære strukturer, kan kablet fortsætte med at opretholde isoleringsydelsen under høje temperaturforhold.