전기 절연 복합재는 뛰어난 전기, 기계적 및 환경 성능을 제공하기 위해 여러 성분 (유형적 중합체 매트릭스와 강화 섬유)을 결합한 엔지니어링 된 재료입니다. 전력 전송, 분포 및 전자 장치에서 가볍고 내구성이 뛰어나고 고전압 솔루션에 대한 수요가 증가함에 따라 이러한 복합재는 전통적인 세라믹 및 금속보다 선택의 재료로 등장했습니다. 이 기사는 전기 절연 복합재의 구성, 주요 특성, 1 차 응용 프로그램 및 새로운 경향을 탐구합니다.
복합 구조 및 재료 구성 요소
유리 섬유 강화 에폭시 코어
기능 : 기계적 강도의 중추, 인장, 굽힘 및 압축 부하에 저항합니다.
이점 : 인장 강도는 종종 60 MPa를 초과합니다. 낮은 수분 흡수와 최소한의 치수 변화를 제공합니다.
중합체 매트릭스 및 하우징
매트릭스 재료 : 온도 범위 및 화학 저항에 맞게 조정 된 에폭시 수지, 폴리 에스테르 수지 또는 폴리이 미드 시스템.
실리콘 고무 외피 : 소수성 표면, UV 저항 및 유연성으로 인해 실외 절연체에 일반적으로 사용됩니다.
날씨 창고와 방패
설계 목적 : 오염 된 또는 습한 조건에서 표면 누출 전류를 억제하기 위해 오염 거리를 증가시킵니다.
기하학 : 최적의 물 유출을 위해 실리콘 또는 복합 혼합으로 성형 된 동심원 또는 치마.
금속 엔드 피팅 및 캡
역할 : 도체 또는 구조적 지지대에 안전한 기계적 부착.
재료 : 스테인레스 스틸 또는 알루미늄 합금, 종종 부식 방지 코팅이있는 알루미늄 합금.
핵심 성능 속성
1. 유전체 강도
전기 절연 복합재는 정기적으로 20 kV/mm 이상의 전기 응력을 견딜 수있어 고전압 시스템에서 플래시 오버를 방지하고 소형 설계를 허용합니다.
2. 기계적 내구성
유리 섬유 강화는 도자기 또는 유리 절연체와 비교하여 우수한 인장 및 굴곡 강도를 제공하여 세라믹 대안보다 90% 가벼운 얇은 프로파일과 중량을 감소시킵니다.
3. 열 안정성
작동 온도 봉투는 수지 제형에 따라 -50 ° C ~ +150 ° C입니다. 고급 제형은 반복 열 사이클링 하에서 기계적 무결성 및 단열성 저항을 유지합니다.
4. 환경 저항
UV 및 오존 저항성 : 실리콘 하우징은 자외선 및 오존 노출로 인한 분해에 저항합니다.
소수성 : 표면 설계는 연속적인 물 필름을 방지하여 습한 조건에서 누출 전류 및 전압 응력을 감소시킵니다.
화학 저항 : 복합 매트릭스는 산, 알칼리 및 산업 오염 물질에 저항하도록 조정할 수 있습니다.
5. 장수 및 유지 보수
노화와 부식이 최소화 되면서이 복합재들은 30 년을 초과하는 서비스 수명을 부과 할 수있는 유지 보수로 제공하여 유틸리티 및 산업 사용자의 총 소유 비용을 낮 춥니 다.
핵심 응용 프로그램
고전압 전송 및 분포
복합 절연체는 오버 헤드 라인 및 변전소의 서스펜션, 핀 유형 및 포스트 절연체 역할을하며, 기계적 부하 및 전기 통관 요구 사항의 균형을 유지합니다.
변전소 및 스위치 기어 절연
스테이션 포스트 절연체, 부싱 및 배리어 구성 요소는 하중 전환 및 결함 전류 조건 하에서 신뢰할 수있는 작동을위한 복합 장점을 활용합니다.
철도 전기 화 시스템
경량 복합 절연체는 철도 인프라 중량을 줄이고 설치를 단순화하면서 견인력 네트워크의 진동과 날씨를 견딜 수 있습니다.
전자 및 PCB 단열재
전자 제품 제조에서 복합 라미네이트와 같은 FR-4 (에폭시-글라스)는 인쇄 회로 보드에 대한 단열 및 기계적지지를 제공하여 유전체 성능의 제조 가능성과 균형을 이룹니다.
특수 산업 장비
극도의 환경 신뢰성을위한 극저온 펌프, 오일 앤 가스 씰 및 고온 용광로 구성 요소는 맞춤형 복합 시스템 (예 : 폴리이 미드 글라스 라미네이트)을 이용합니다.
혁신과 미래 추세
열 전도성 단열재 : 흑연, 질화 붕소 또는 알루미늄 질화물 충전제의 혼입은 유전력을 손상시키지 않으면 서 전력 전자 장치의 열 소산을 향상시킵니다.
나노 강화 행렬 : 실리카 및 점토 나노 필러는 수분 유입 및 추적 저항에 대한 장벽 특성을 개선하여 오염 된 환경에서 서비스 수명을 연장합니다.
스마트 센서 통합 : 복합로드 내에 광섬유 또는 용량 성 센서를 포함 시키면 온도, 변형 및 부분 방전 활동의 실시간 모니터링이 가능합니다.
재활용 수지 시스템 : 열가소성 기반 복합재의 개발은 고성능을 유지하면서 수명 종료 재활용 성을 향상시키는 것을 목표로합니다.
전기 절연 복합재는 현대 전력 및 전자 시스템의 전기 및 기계적 요구를 다목적이고 가벼우 며 내구성있는 솔루션과 결혼합니다. 각 구성 요소에서 각 구성 요소를 정확하게 엔지니어링함으로써 실리콘 고무 하우징에 대한 유리 섬유-에폭시 코어 -제조업체는 전통적인 절연체를 강도, 날씨 저항 및 수명주기 비용보다 능가하는 재료를 제공합니다. 열 관리, 센서 임베딩 및 지속 가능한 수지 화학의 지속적인 혁신은 미래의 스마트 그리드 및 고급 전자 도메인으로 이점을 확대 할 것을 약속합니다.
