적층 부스바 절연재 분석: 유연하고 견고한 절연이 시스템 성능에 어떤 영향을 미칩니까?

신에너지 차량, 에너지 저장 시스템, 철도 운송 및 산업용 주파수 변환 장비의 급속한 발전으로 적층 버스바는 고전력 전력 전자 시스템의 핵심 전도성 연결 구성요소가 되었습니다.- 전기 자동차용 적층 버스바, 고전력 변환기의 적층 버스바, 또는 IGBT용 맞춤형 적층 버스바 등 성능은 도체 설계뿐만 아니라 절연 재료 선택에 따라 달라집니다.

 

절연 시스템은 버스바의 내전압, 부분 방전 성능, 서비스 수명 및 전반적인 신뢰성에 직접적인 영향을 미칩니다. 고성능 적층 저-유도성 버스바를 설계하려면 유연하고 견고한 절연체의 특성을 이해하는 것이 중요합니다.

 

 

 

적층 부스바는 일반적인 다층 복합 구조 연결 바 구조에 속하는 여러 층의 도체와 절연 재료로 구성된 전도성 연결 시스템입니다.

 

양극 및 음극 도체를 촘촘하게 쌓고 절연층으로 절연함으로써 루프 인덕턴스를 효과적으로 줄이고 시스템 전자기 호환성 성능을 향상시키며 에너지 손실을 줄일 수 있습니다. 따라서 다음 분야에서 널리 사용됩니다.

 

전기 자동차 구동 시스템
에너지 저장 컨버터(PCS)
산업용 주파수 변환기
태양광 인버터
철도 운송 전력 시스템
고전력-전원공급장치

 

3층 적층 부스바와 같은 다{0}층 구조에서 절연 재료는 전기적 절연뿐만 아니라 기계적 및 환경적 보호도 제공합니다.

 

 

 

현재 부분적으로 적층된 버스바는 대부분 구리 도체 위에 적층된 유연한 절연 필름을 사용합니다.

 

유연한 절연 재료는 일반적으로 열간 압착 공정을 통해 도체에 단단히 접착되어 도체 가장자리에 완전한 밀봉을 형성함으로써 습기와 열, 오염 및 노화에 대한 저항성을 향상시킵니다.

 

PET 폴리에스테르 단열재

PET는 다층 부스바의 가장 일반적인 절연 재료 중 하나입니다.

주요 특징은 다음과 같습니다.

장기-작동 온도 최대 105도;
우수한 연성; 구부릴 때 갈라지는 경향이 적습니다.
우수한 표면 품질;
좋은 난연성; 상대적으로 경제적인 비용.

PET는 CTI(상대 추적 지수)가 높기 때문에 특히 고전압 애플리케이션에 적합합니다.-

PET 소재는 지하철 적층 버스바 및 산업용 전력 시스템에 널리 사용됩니다.

PI 폴리이미드 절연재

PI는 고성능-고성능-내열성-단열재입니다.

주요 장점은 다음과 같습니다.

200도를 초과하는 장기-온도 저항;
우수한 열 안정성;
좋은 용접성; 고유의 난연성이 높습니다.

따라서 PI 재료는 IGBT 적층 버스바와 커패시터, 인덕터 및 기타 구성 요소의 납땜이 필요한 응용 분야에서 상당한 이점을 갖습니다.

그러나 PI 소재는 표면 추적 특성이 상대적으로 약하고 PET보다 가격이 더 비쌉니다. 이는 일반적으로 기존 설계보다는 특수 응용 분야에 사용됩니다.

 

 

유연한 절연체는 주로 도체를 덮는 반면, 경질 절연체는 주로 도체 층 사이의 구조적 절연 역할을 합니다.

 

고전압 시스템에서 -박막 절연만으로는 부분 방전 및 연면 거리 요구 사항을 충족하기에 불충분한 경우가 많으므로 견고한 절연층을 추가해야 합니다.

 

일반적인 경질 단열재는 다음과 같습니다.

유리섬유 강화 폴리에스터 보드

에폭시 유리 섬유 보드

고강도-단열복합재료

경질 절연체의 두께는 일반적으로 시스템의 작동 전압에 따라 결정됩니다.

 

일반 엔지니어링 설계에서는:

동작전압이 1kV 증가할 때마다 약 1mm의 절연거리가 필요합니다.
전압 레벨이 높을수록 견고한 절연 두께가 두꺼워집니다.
고{0}}전압 시스템에는 3~6mm 또는 그보다 더 두꺼운 절연 구조가 필요할 수 있습니다.

 

따라서 고전압 방폭-인버터 버스바와 같은 고전압 애플리케이션에서 견고한 절연은 필수적이고 중요한 구성 요소가 되었습니다.

 

 

RTI{0}}상대 온도 지수

RTI(상대 열 지수)는 단열재가 장기간 연속적으로 작동할 수 있는 최고 온도 등급을 나타냅니다.

이 지수는 장기적인 열 노화 조건에서 기계적 강도와 전기적 특성을 유지하는 재료의 능력을 평가하는 데 사용됩니다.-

일반적으로:

 

온도가 높을수록 재료 수명이 단축됩니다.

온도가 10도 올라갈 때마다 재료의 수명이 절반으로 줄어들 수 있습니다.

온도가 10도 감소할 때마다 재료 수명이 두 배로 늘어날 수 있습니다.

따라서 -복잡한 버스바 설치를 위한 장기간 작동 적층 버스바의 경우 RTI(상대 추적 지수)는 재료 선택에 있어 중요한 요소입니다.

 

CTI-상대 추적 지수

CTI는 절연 재료 표면의 추적 저항을 평가합니다.

더 높은 CTI 값:

더 작은 연면 거리 요구 사항;
오염에 대한 저항력 강화;
고전압에서 더욱 안전하고 안정적인 작동이 가능합니다.

1000V 이상의 애플리케이션에서 CTI는 종종 절연 설계를 결정하는 중요한 매개변수입니다.

 

연장

신율은 신축 중에 균열과 얇아짐에 저항하는 재료의 능력을 반영합니다.

높은 신장률은 다음을 의미합니다.

복잡한 굽힘 공정에 대한 적합성이 향상되었습니다.
보다 쉬운 도체 가장자리 밀봉;
절연 신뢰성이 높아집니다.

PET 소재는 일반적으로 연신율이 100%를 초과하는 반면, PI 소재는 일반적으로 PET보다 연신율이 낮습니다.

 

 

산업용 전력 시스템

산업용 애플리케이션에는 일반적으로 다음이 포함됩니다.

1000V~6000V의 작동 전압;
장기-운영 요구사항
높은 부분 방전 요구 사항;
엄격한 연면 거리 사양.

따라서 3-레벨 인버터용 적층 버스바와 대형 컨버터 버스 시스템은 유연 절연체와 견고한 절연체를 조합하여 사용하는 경우가 많습니다.

 

새로운 에너지 차량 애플리케이션

새로운 에너지 차량 시스템은 일반적으로 다음에 집중된 전압에서 작동합니다.

400V 플랫폼

800V 플랫폼

상대적으로 낮은 전압 레벨로 인해:

낮은 부분 방전 요구 사항;
대부분의 경우 견고한 단열재가 필요하지 않습니다.
경량화 디자인과 공간 활용에 중점을 두고 있습니다.

따라서 전기 자동차용 적층 버스바는 높은 전력 밀도 요구 사항을 충족하기 위해 경량 적층 구조를 사용하는 경우가 많습니다.

 

 

 

전통적인 적층 단열재 외에도 분체 코팅 및 에폭시 코팅도 일반적인 단열 방법입니다.

 

이러한 프로세스는 복잡한 구조나 단일{0}}도체 애플리케이션에 적합하며 다음을 달성합니다.

표면 절연 보호;
부식 방지;
환경 밀봉.

그러나 낮은 인덕턴스와 높은 신뢰성이 요구되는 버스 바 시스템의 경우 적층 절연체가 주류 솔루션으로 남아 있습니다.

 

 

전력 전자 기술의 지속적인 발전으로 적층 버스바는 단순한 전도성 커넥터에서 전도성, 열 방출, 절연 및 전자기 최적화를 통합하는 중요한 구성 요소로 발전했습니다. 신에너지 차량, 철도 운송 또는 산업용 전력 변환 장비에 적용되는 단열재의 적절한 선택은 시스템의 안전성, 신뢰성 및 수명에 직접적인 영향을 미칩니다.

 

현대를 위한적층 부스바설계에 따라 유연한 절연체는 효율적인 도체 캡슐화를 달성하는 한편 견고한 절연체는 고전압 내성 요구 사항을 충족합니다.- 이들은 함께 전체 전력 시스템의 장기적으로 안정적인 운영을 보장합니다.-