Nye isolasjonsmaterialer bygger en ytelsesbeskyttelsesbarriere for høytemperaturbestandig strømkabel

Ved siden av flammene fra metallurgiske ovner og mellom høytemperaturutstyr i nye energikraftverk, møter kraftoverføringssystemer temperaturtester langt utover normen. Som "livline" for å sikre stabil energioverføring, kjernen konkurranseevne Høytemperaturbestandig strømkabel er konsentrert i sin isolasjonsevne. Denne ytelsen er ikke en enkel superposisjon av varmebestandige egenskaper, men gjennom den nøyaktige utformingen av materialets molekylære struktur, gir den kabelen evnen til å motstå aldring og opprettholde isolasjon i et miljø med høy temperatur, noe som fundamentalt løser sikkerhetsfarene ved tradisjonelle kabler under ekstreme arbeidsforhold.
Polyvinylklorid (PVC) isolasjonsmaterialer som vanligvis brukes i tradisjonelle strømkabler, kan oppfylle grunnleggende isolasjonskrav ved romtemperatur, men deres molekylære strukturegenskaper bestemmer de iboende manglene i høytemperaturtilpasningsevne. PVC-molekylkjeden er sammensatt av polymeriserte vinylkloridmonomerer, med svake interkjedekrefter og inneholder et stort antall lett nedbrytbare kloratomer. Når omgivelsestemperaturen overstiger 70°C, begynner PVC-molekylkjeden å gjennomgå termisk nedbrytning, og frigjør korrosive gasser som hydrogenklorid; hvis temperaturen ytterligere stiger til over 100°C, mykner materialet raskt og deformeres, integriteten til isolasjonslaget ødelegges, og risikoen for lekkasje øker kraftig.
Det revolusjonerende gjennombruddet til høytemperaturbestandig strømkabel kommer fra forskning og utvikling og bruk av nye isolasjonsmaterialer. Silikongummi, polyimid og andre materialer har blitt hovedkraften innen høytemperaturisolasjon med sin unike molekylære struktur. Denne strukturen gir materialet tre kjernefordeler: π-elektronskyen i det konjugerte systemet er jevnt fordelt, og den kjemiske bindingsenergien er betydelig forbedret, slik at den termiske nedbrytningstemperaturen til polyimid er så høy som 500 ℃ eller over, og den langsiktige brukstemperaturen holdes stabilt på 260 ℃; den stive molekylkjeden er ikke lett å vrides og brytes på grunn av termisk bevegelse, og selv i et miljø med høy temperatur kan integriteten til molekylkjeden opprettholdes for å sikre at det ikke er hull eller sprekker i isolasjonslaget; det er sterke van der Waals-krefter og hydrogenbindinger mellom molekyler, som danner en tett molekylær stablingsstruktur, som effektivt forhindrer elektronmigrering og opprettholder utmerkede dielektriske egenskaper. Når kabelen går i et miljø med høy temperatur på 300 ℃ i et metallurgisk verksted, er polyimidisolasjonslaget som en solid rustning, isolerer varmen fra å erodere lederen og forhindrer kortslutningsulykker forårsaket av isolasjonssvikt.
I tillegg til polyimid, viser silikongummiisolasjonsmaterialer også unik tilpasningsevne ved høy temperatur. Dens viktigste molekylkjede er sammensatt av silisium-oksygenbindinger (Si-O). Bindingsenergien til Si-O-bindinger er så høy som 460kJ/mol, som er mye høyere enn de vanlige karbon-karbonbindingene (C-C) og har naturlig termisk stabilitet. Fleksibiliteten til silikongummimolekylkjeden gjør at den opprettholder god elastisitet ved høye temperaturer, og unngår sprekker i isolasjonslaget forårsaket av herding og sprøhet i materialet. Silikongummi har lav overflateenergi og er ikke lett å absorbere fuktighet og urenheter, noe som ytterligere sikrer isolasjonspålitelighet i miljøer med høy temperatur. I invertertilkoblingskabelen til solcellekraftverket kan silikongummiisolasjonslaget tåle den høye temperaturen som genereres av direkte sollys og motstå vind- og sanderosjon for å sikre stabil overføring av elektrisk energi.
Fra design av molekylær struktur til realisering av materialytelse, isolasjonsteknologiens gjennombrudd til høytemperaturbestandig strømkabel omdefinerer standarden for kraftoverføring i ekstreme miljøer. Ved å forlate de iboende defektene til tradisjonelle materialer og ta i bruk nye materialer med termisk stabile molekylstrukturer, kan kabelen fortsette å opprettholde isolasjonsytelsen under høye temperaturforhold.