Noile materiale de izolare construiesc o barieră de protecție a performanței pentru cablul de alimentare rezistent la temperaturi ridicate

Pe lângă flăcările cuptoarelor metalurgice și între echipamentele de înaltă temperatură din noile centrale electrice, sistemele de transport de energie se confruntă cu teste de temperatură mult peste norma. Ca "linea de salvare" pentru a asigura transportul stabil de energie, competitivitatea de bază a Cablu de alimentare rezistent la temperaturi ridicate este concentrat în performanța sa de izolare. Această performanță nu este o simplă suprapunere a proprietăților rezistente la căldură, dar prin proiectarea precisă a structurii moleculare a materialului, oferă cablului capacitatea de a rezista la îmbătrânire și de a menține izolația într-un mediu cu temperatură ridicată, rezolvând în mod fundamental pericolele de siguranță ale cablurilor tradiționale în condiții extreme de lucru.
Materialele de izolare cu clorură de polivinil (PVC) utilizate în mod obișnuit în cablurile de alimentare tradiționale pot îndeplini cerințele de bază de izolație la temperatura camerei, dar caracteristicile structurii lor moleculare determină deficiențele inerente în adaptabilitatea la temperatură înaltă. Lanțul molecular din PVC este compus din monomeri de clorură de vinil polimerizată, cu forțe intercatenare slabe și conține un număr mare de atomi de clor ușor de descompus. Când temperatura ambiantă depășește 70°C, lanțul molecular din PVC începe să sufere degradare termică, eliberând gaze corozive precum clorura de hidrogen; dacă temperatura crește în continuare la peste 100 ° C, materialul se înmoaie și se deformează rapid, integritatea stratului de izolație este distrusă, iar riscul de scurgere crește brusc.
Descoperirea revoluționară a cablului de alimentare rezistent la temperaturi înalte vine din cercetarea și dezvoltarea și aplicarea de noi materiale izolatoare. Cauciucul siliconic, poliimida și alte materiale au devenit forța principală în domeniul izolației la temperaturi înalte, cu structura lor moleculară unică. Această structură oferă materialului trei avantaje de bază: norul de electroni π din sistemul conjugat este distribuit uniform, iar energia legăturii chimice este îmbunătățită semnificativ, astfel încât temperatura de descompunere termică a poliimidei să fie de până la 500 ℃ sau mai mult, iar temperatura de utilizare pe termen lung este menținută stabil la 260 ℃; lanțul molecular rigid nu este ușor de răsucit și rupt din cauza mișcării termice și chiar și într-un mediu cu temperatură ridicată, integritatea lanțului molecular poate fi menținută pentru a se asigura că nu există găuri sau fisuri în stratul de izolație; există forțe puternice van der Waals și legături de hidrogen între molecule, formând o structură densă de stivuire moleculară, prevenind eficient migrarea electronilor și menținând proprietăți dielectrice excelente. Când cablul rulează într-un mediu de temperatură ridicată de 300 ℃ într-un atelier metalurgic, stratul de izolație din poliimidă este ca o armură solidă, izolând căldura de erodarea conductorului și prevenind accidentele de scurtcircuit cauzate de defecțiunea izolației.
Pe lângă poliimidă, materialele de izolare din cauciuc siliconic prezintă și o adaptabilitate unică la temperaturi ridicate. Lanțul său molecular principal este compus din legături siliciu-oxigen (Si-O). Energia de legătură a legăturilor Si-O este de până la 460 kJ/mol, ceea ce este mult mai mare decât legăturile comune carbon-carbon (C-C) și are stabilitate termică naturală. Flexibilitatea lanțului molecular din cauciuc siliconic îi permite să mențină o bună elasticitate la temperaturi ridicate, evitând fisurarea stratului de izolație cauzată de întărirea și fragilitatea materialului. Cauciucul siliconic are energie de suprafață scăzută și nu este ușor de absorbit umiditatea și impuritățile, asigurând în continuare fiabilitatea izolației în medii cu temperaturi ridicate. În cablul de conectare al invertorului centralei fotovoltaice, stratul de izolație din cauciuc siliconic poate rezista la temperaturile ridicate generate de lumina directă a soarelui și poate rezista la eroziunea vântului și a nisipului pentru a asigura o transmitere stabilă a energiei electrice.
De la proiectarea structurii moleculare la realizarea performanței materialelor, tehnologia de izolație a cablului de alimentare rezistent la temperaturi ridicate redefinește standardul de transmisie a puterii în medii extreme. Renunțând la defectele inerente ale materialelor tradiționale și adoptând noi materiale cu structuri moleculare stabile termic, cablul poate continua să mențină performanța de izolație în condiții de temperatură ridicată.