적층 버스바용 절연 재료 - 유연성 및 강성 절연체와 그 매개변수에 대한 간략한 논의

적층 버스바는 여러 층의 도체와 절연 재료로 구성된 전기 연결 부품입니다. 이는 적층형 저유도 버스바 및 구리 적층형 버스바와 같은 높은-전력-밀도 및 소형 전력 전자 시스템에 널리 사용됩니다. 핵심 설계 목표는 고전압 및 고전류 전송 요구 사항을 충족하면서 3-차원 구조를 통해 전기장 분포와 기생 인덕턴스를 최적화하여 전체 시스템 효율성과 신뢰성을 향상시키는 것입니다. 일반적인 응용 분야에는 고전력 변환기의 적층 버스바와 DC 배전 시스템용 적층 버스바가 포함됩니다.-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

구조적으로 적층 버스바는 일반적으로 도체로 적층된 유연한 절연 재료를 사용하여 기본 전도성 단위를 형성합니다. 이 구조는 부분 적층 버스바 또는 다층 복합 구조 연결 바로 알려져 있습니다. 열간 압착 공정 중에 유연한 절연 재료가 접착층을 통해 도체에 단단히 접착되어 도체 가장자리에 효과적인 밀봉을 형성하므로 복잡한 환경에서도 안정적인 절연 성능을 유지합니다. 일반적인 유연한 절연 재료에는 폴리에스테르(PET)와 폴리이미드(PI)가 포함되며, PET는 포괄적인 성능 이점으로 인해 3층 적층 버스바 및 표준화된 버스바 제품에 가장 널리 사용됩니다.

 

폴리에스테르 소재는 적당한 온도 저항(일반적으로 105도)을 갖고 있어 장기간의 열 순환 조건에서도 안정적인 기계적 및 전기적 특성을 유지합니다.- 신율은 100%를 초과할 수 있으므로 굽힘 및 가장자리 바인딩 중에 찢어지거나 두께가 줄어들기 쉽습니다. 또한 PET는 상대 추적 지수(CTI)가 높아 연면 위험을 효과적으로 줄여줍니다. 이는 고전압 방폭-인버터 버스바와 같은 고전압 애플리케이션에 특히 중요합니다. 난연성 등급(예: V0)을 충족하는 동시에 PET는 다양한 두께(예: 50μm ~ 350μm)로 제공되어 다양한 전압 레벨 및 구조 설계 요구 사항에 적응할 수 있으므로 3레벨 인버터용 적층 버스바 및 IGBT용 맞춤형 적층 버스바와 같은 응용 분야에서 높은 다양성을 제공합니다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

반면, 폴리이미드(PI) 소재는 내열성이 더 높은(RTI는 일반적으로 200도 초과) 고성능 절연 소재이므로 전기 자동차용 적층 버스바의 커패시터 또는 전자 부품 용접과 관련된 구조와 같이 고온 용접 또는 높은 국부적 열 부하와 관련된 응용 분야에 적합합니다. PI 재료는 기계적 강성이 더 크고 장기간 응력 하에서 이완되는 경향이 적으므로 밀봉된 구조의 안정성을 유지하는 데 도움이 됩니다. 그러나 CTI 성능은 상대적으로 낮으며 일반적으로 더 큰 연면 거리 설계가 필요하므로 일부 DC-링크 커패시터 적층 버스 바 또는 DC 지원 커패시터 적층 버스 바 애플리케이션과 같은 중간- 및 저{7}}전압 환경에 더 적합합니다.

 

완전한 적층 버스바 시스템에서 유연한 절연체는 주로 도체 층 사이의 전기 절연 및 밀봉에 사용되는 반면, 견고한 절연 재료는 버스바 어셈블리 간의 구조적 지지 및 전기 절연에 사용됩니다. 경질 절연체의 두께는 일반적으로 시스템 전압 레벨과 직접적인 관련이 있습니다. 일반적인 설계 원리는 킬로볼트당 약 1mm의 견고한 절연재입니다. 대용량 백-투백 컨버터용 적층 버스바 또는 철도 교통 및 지하철 시스템용 인버터 버스바와 같은 고{3}}전압 시스템에서는 일반적으로 부분 방전 제어 및 장기적으로 신뢰할 수 있는 작동 요구 사항을 충족하기 위해 두께가 1mm~6mm인 견고한 절연층이 필요합니다.

 

핵심 성능 매개변수 중 상대 온도 지수(RTI)와 상대 추적 지수(CTI)는 단열재를 평가하는 중요한 지표입니다. RTI는 장기적인 열 노화 조건에서 성능을 유지하는 재료의 능력을 측정합니다.- 수명 평가는 일반적으로 20,000시간을 초과하는 가속 노화 테스트를 기반으로 하며 온도와 수명 사이의 기하급수적 관계를 따릅니다. CTI는 오염된 환경에서 추적에 대한 재료의 저항성을 반영하며 고전압 시스템의 연면 거리 설계에 중요합니다.- 또한 재료의 신장은 가공 중 적응성에 직접적인 영향을 미치며 밀봉 성능과 기계적 신뢰성을 평가하는 주요 매개변수 중 하나입니다.

 

적층 부스바의 절연재에 대한 성능 요구 사항은 다양한 적용 분야에 따라 크게 다릅니다. 고전압 방폭-인버터 버스바 또는 대규모 전력 변환 시스템과 같은 산업용 고{1}전압 애플리케이션에서 작동 전압의 범위는 일반적으로 1,000V~6,000V입니다. 이러한 애플리케이션은 부분 방전 제어, 전기 절연 성능 및 장기-수명에 대해 매우 높은 표준을 요구합니다. 따라서 유연하고 견고한 단열재 설계의 조합이 필요하며 높은 CTI 재료가 선호됩니다. EV 제어 시스템용 고열전도성 금속 필름 커패시터 버스 바와 같은 신에너지 차량 부문에서 시스템 전압은 일반적으로 800V 미만입니다. 단열 성능 요구 사항은 상대적으로 낮으며 경량 설계, 내열성 및 조립 공정 호환성이 더 강조됩니다. 따라서 PI 재료는 특정 용접 구조에 특정 이점을 제공합니다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

또한 일부 비-적층 구조 또는 단일{1}}도체 응용 분야에서는 분체 코팅 절연체도 사용할 수 있습니다. 즉, 유전체 코팅 두께 범위가 0.2mm ~ 3.00mm인 분체{4}}도장 적층 버스 바입니다. 이 공정은 모양이 복잡한 도체를 절연하는 데 적합하며 우수한 표면 적용 범위와 밀봉을 달성합니다. 그러나 도체 가장자리와 날카로운 모서리에서 절연 일관성을 제어하기 어렵기 때문에 일반적으로 전기 설치용 맞춤형 구리 인버터 적층 버스바와 같은 까다로운 응용 분야와 같은 고정밀 적층 버스바 시스템에는 사용되지 않습니다.

 

전반적으로, 일반적인 적층형 버스바 수동 전자 부품으로서 적층형 버스바의 성능은 절연 재료 선택 및 구조 설계에 따라 크게 달라집니다. 유연하고 견고한 단열재를 적절하게 조합하고 특정 적용 시나리오(예:복잡한 버스바 설치를 위한 적층형 버스바), 전기 안전을 보장하면서 더 높은 전력 밀도와 시스템 통합을 달성할 수 있습니다.