Бага хүчдэлийн шин тусгаарлагч нь цахилгаан түгээх системд чухал бүрэлдэхүүн хэсэг болж, цахилгааны эвдрэлээс урьдчилан сэргийлэхийн зэрэгцээ аюулгүй, үр ашигтай цахилгаан дамжуулалтыг хангадаг. 4500В хүртэлх хүчдэлд зориулагдсан эдгээр тусгаарлагч нь цахилгаан дамжуулах төхөөрөмж, түгээх самбар, сэргээгдэх эрчим хүчний систем гэх мэт орчинд шинийг дэмжихийн тулд бат бөх цахилгаан тусгаарлагчийг механик тогтвортой байдалд хослуулсан. Бөөнөөр цутгах нэгдлүүд (BMC) болон хуудас хэвлэх нэгдлүүд (SMC) зэрэг дэвшилтэт материалаар бүтээгдсэн тэдгээр нь өндөр диэлектрик бат бэх, дулааны эсэргүүцэл, байгаль орчинд тэсвэртэй байдлыг санал болгодог. Энэхүү тайлан нь дулааны менежмент, олон улсын аюулгүй байдлын стандартад нийцэх зэрэг сорилтуудыг шийдвэрлэхийн зэрэгцээ тэдгээрийн дизайны зарчим, материалын шинж чанар, функциональ үүрэг, хэрэглээг судалсан болно.
Автобусны тусгаарлагчийн үндсэн зарчмууд
Цахилгааны тусгаарлалт ба аюулгүй байдал
Бага хүчдэлийн шин тусгаарлагч нь голчлон дамжуулагч шин ба газардуулгатай байгууламжийн хооронд төлөвлөгдөөгүй гүйдлийн урсгалаас сэргийлж, богино залгааны болон цахилгааны гал түймрийн эрсдлийг бууруулдаг. Эдгээр бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь диэлектрик саадыг барьснаар цахилгаан эрчим хүчийг нягт савласан тохиргоонд ч гэсэн төлөвлөсөн замдаа хязгаарлагдмал байлгахыг баталгаажуулдаг. Жишээлбэл, хуваарилах төхөөрөмжийн угсралтад тусгаарлагч нь 4500 В хүртэл ажиллах хүчдэлийг тэсвэрлэхийн зэрэгцээ 15 мм хүртэл нарийхан агаарын цоорхойгоор тусгаарлагдсан зэрэгцээ шинүүдийг тусгаарладаг. Тусгаарлагчийн эсэргүүцэл нь ихэвчлэн 1500 MΩ-ээс давж, хамгийн бага алдагдалтай гүйдлийг баталгаажуулдаг (2000В-д <1 мА).
Механик дэмжлэг ба тогтвортой байдал
Цахилгаан тусгаарлагчаас гадна тусгаарлагч нь шинийн системийн бүтцийн бүрэн бүтэн байдлыг хангадаг. Тэд дулааны тэлэлт, цахилгаан соронзон хүч, чичиргээнээс үүдэлтэй механик стрессийг эсэргүүцдэг. Жишээлбэл, стандарт SM-76 тусгаарлагч нь тэнхлэгийн суналтын хүчийг 4000N хүртэл, гулзайлтын 5000Н ачааллыг тэсвэрлэхийн зэрэгцээ тэгшлэх хүлцлийг ±0.5 мм-ийн дотор хадгалдаг. Урсгалтай гууль эсвэл цайраар бүрсэн ган оруулга (M6–M12) нь 40 Н·м хүртэл чангалах моментоор хашлагад найдвартай бэхлэх боломжийг олгодог. Энэхүү цахилгаан ба механик хос функц нь тоног төхөөрөмж нь байнгын чичиргээ, чийгшилтэй тулгардаг далайн тээврийн систем гэх мэт динамик орчинд тусгаарлагчийг зайлшгүй шаардлагатай болгодог.
Материалын шинжлэх ухаан ба дизайны шинэчлэл
Нийлмэл материал
Орчин үеийн нам хүчдэлийн тусгаарлагчид BMC (бөөнөөр цутгах нэгдэл) болон SMC (хуудасны хэвний нэгдэл) гэх мэт шилэн материалаар бэхэлсэн термосет полимерийг голчлон ашигладаг. Эдгээр материалууд нь:
- Диэлектрик хүч: Зузаан ба найрлагаас хамааран 6-25 кВ.
- Дулааны тогтвортой байдал: -40°С-аас +140°С хүртэл хэв гажилтгүй тасралтгүй ажиллах.
- Галын эсэргүүцэл: Галыг арилгаснаас хойш 10 секундын дотор өөрөө унтрах шинж чанарыг баталгаажуулдаг UL 94 V0 гэрчилгээ.
Эпокси бүрээстэй хувилбарууд нь 120 миль хүртэл зузаантай, 800 Вт-ыг тэсвэрлэх чадвартай тусгаарлагч давхаргыг бий болгосноор гүйцэтгэлийг сайжруулдаг. Уламжлалт шаазантай харьцуулахад полимер нийлмэл материалууд нь эд ангиудын жинг 60-70%-ээр багасгаж, газар хөдлөлтийн эрсдэлтэй бүс нутагт чухал хүчин зүйл болох нөлөөллийн эсэргүүцлийг сайжруулдаг.
Геометрийн оновчлол
Тусгаарлагчийн геометр нь цахилгаан гулсалтын зай болон механик ачааллын хуваарилалтыг тэнцвэржүүлдэг. Конус загвар (жишээ нь, C60 загвар) нь цилиндр хэлбэртэй харьцуулахад гадаргуугийн гоожих замыг 20-30%-ээр нэмэгдүүлж, чийглэг нөхцөлд гүйцэтгэлийг сайжруулдаг. Хавиргатай гадаргуу ба тусгаарлах тусгаарлагчийн олон саравчтай тохиргоо нь цахилгаан дамжуулагч бохирдлын давхаргыг эвдэж, тоосжилт ихтэй үйлдвэрийн орчинд ч тусгаарлагчийн бүрэн бүтэн байдлыг хадгалдаг.
Функциональ ангилал ба хэрэглээ
Бага хүчдэлийн тусгаарлагчийн төрлүүд
- Тусгаарлагчийг дэмжих: Шилжүүлэгч самбар болон моторын удирдлагын төвүүдэд хатуу шинийг суурилуулах зориулалттай урсгалтай саваа бүхий хамгийн түгээмэл төрөл. SM-40 хувилбарууджишээлбэл, M8 бэхэлгээний тусламжтайгаар 650N хүртэл суналтын ачааллыг дэмжих.
- Даралт тусгаарлагч: 3 метрээс дээш урттай шинийн гүүр гэх мэт их хэмжээний механик хүчдэлтэй хэрэглээнд ашигладаг. Эдгээр нь чичиргээний энергийг шингээх уян хатан полимер холбоосыг агуулдаг.
- Тусгаарлагч: Нарийн агаарын цоорхойг хадгалахын зэрэгцээ шинийг хашааны хананаас тусгаарлана. nVent ERIFLEX цуврал нь галогенгүй BMC-ийг ашиглан 1500V хувьсах гүйдлийн диэлектрикийн үнэлгээг авсаархан зайд хүрдэг.
Салбарын тусгайлсан хэрэгжилт
- Сэргээгдэх эрчим хүч: Нарны инвертерийн хувьд тусгаарлагч нь 200 мм² хашлага дотор нягт шинийн зохион байгуулалтыг идэвхжүүлж, тусгаарлагчгүй хийцтэй харьцуулахад системийн ул мөрийг 40%-ээр багасгадаг.
- Тээвэр: Төмөр замын зүтгүүрийн системүүд нь тос, дизель түлшний нөлөөнд тэсвэртэй эпокси бүрсэн тусгаарлагчийг ашигладаг бөгөөд зүтгүүрийн хөдөлгүүрийн тасалгааны найдвартай байдлыг хангадаг.
- Дата төвүүд: Нэгдсэн тусгаарлагч бүхий давхарласан шин нь индукцийг (<10 nH) багасгадаг бөгөөд энэ нь өндөр үр ашигтай серверүүдийг тэжээдэг 480VDC түгээлтийн системд чухал ач холбогдолтой.
Гүйцэтгэлийн хэмжүүр болон стандартын нийцэл
Цахилгааны туршилтын протоколууд
Тусгаарлагчийг IEC 61439 ба UL 891 стандартын дагуу нарийн чанд үнэлдэг.
- Импульсийн тэсвэрлэлт: 1.2/50 μс долгионы хэлбэрт 10 кВ-ын хүчдэлийн гүйдлийг ашигласан.
- Хэсэгчилсэн ялгадас: 1.5× нэрлэсэн хүчдэлд <5 PC.
- Дулааны дугуй: -40°С-аас +140°C-ийн хооронд хагарал үүсгэхгүйгээр 1000 цикл.
AS/NZS 61439 стандартад нийцсэн Кентан ханцуйны систем нь 5250 В-ын хувьсах гүйдлийг тэсвэрлэх чадварыг харуулж, шинийн дулааны үзүүлэлтийг сайжруулдаг - тусгаарлагдсан 100 × 6.35 мм-ийн зэс баар нь 1200А-ийн нүцгэн эквивалентаас 4.6°C илүү сэрүүн ажилладаг.
Байгаль орчинд тэсвэртэй байдал
Полимер найрлага нь хэт ягаан туяаны тогтворжуулагч ба гидрофобик нэмэлтүүдийг агуулсан бөгөөд гаднах суурилуулалтанд гадаргууг хянахаас сэргийлдэг. IEC 62217 стандартын дагуу хийсэн туршилт нь 1000 цагийн давсны манангийн нөлөөн дор жилд 0.1 мм-ээс бага элэгдэлтэй байгааг харуулж байна.
Бэрхшээл ба шинээр гарч ирж буй шийдлүүд
Дулааны менежмент
Тусгаарлагч нь цахилгааны аюулгүй байдлыг сайжруулдаг ч дулааныг барьдаг нь өндөр гүйдлийн (>1000А) хэрэглээнд чухал асуудал юм. Дулаан дамжуулагч BMC (λ=1.2 Вт/м·К) зэрэг дэвшилтэт материалууд нь стандарт ангиас 30% илүү дулааныг гадагшлуулдаг. Эпокси тулгуур болгон цутгасан усны суваг гэх мэт идэвхтэй хөргөлтийн интеграцчлал нь 2000А инвертерт шинийн температурыг 90 ° C-аас доош байлгадаг.
Хяналт шалгалт, засвар үйлчилгээний хязгаарлалт
Тунгалаг тусгаарлагч нь харааны алдааг илрүүлэхэд хүндрэл учруулдаг. Шинээр гарч ирж буй шийдлүүд нь:
- Оруулсан RFID шошго: Тусгаарлагчийн эсэргүүцлийг бодит цаг хугацаанд хянах.
- Рентген туяанд нийцэх полимерууд: Үл эвдэх дотоод хяналт шалгалтыг зөвшөөрөх.
Өндөр хүчдэлийн системтэй харьцуулсан шинжилгээ
| Параметр | Бага хүчдэлийн тусгаарлагч | Өндөр хүчдэлийн тусгаарлагч |
|---|---|---|
| Материал | BMC/SMC Composites | Шаазан/силикон резин |
| Мөлхөх зай | 15-25 мм/кВ | 50-100 мм/кВ |
| Механик ачаалал | ≤5000N | ≤20,000N |
| Зардал | Нэгж тутамд $0.50–$5.00 | Нэгж тутамд $50–$500 |
| Ердийн алдааны горим | Гадаргууг хянах | Бөөн хатгалт |
Өндөр хүчдэлийн хувилбарууд нь уртассан мөлхөгч зам болон титмийн эсэргүүцлийг чухалчилдаг бол бага хүчдэлийн загвар нь орон зайн хэмнэлт, зардлын үр ашгийг чухалчилдаг.
Ирээдүйн чиг хандлага ба инноваци
- Ухаалаг тусгаарлагч: Температур, чийгшил, хэсэгчилсэн цэнэгийг бодит цаг хугацаанд хянах IoT мэдрэгчийг нэгтгэх.
- Био суурьтай полимерууд: Маалингааар бэхжүүлсэн SMC зэрэг тогтвортой материалууд нь шилэн нийлмэл материалтай харьцуулахад нүүрстөрөгчийн ул мөрийг 40%-ээр бууруулдаг.
- Нэмэлт үйлдвэрлэл: Ангилсан диэлектрик шинж чанартай 3D хэвлэсэн тусгаарлагч нь нарийн төвөгтэй шинийн геометрийн талбайн тархалтыг оновчтой болгодог.
Дүгнэлт
Бага хүчдэлийн шинийн тусгаарлагч нь материаллаг шинжлэх ухаан, цахилгааны инженерчлэлийн нэгдэл бөгөөд илүү аюулгүй, авсаархан цахилгаан түгээх сүлжээг бий болгодог. Сэргээгдэх эрчим хүчний систем болон цахилгаан тээврийн хэрэгсэл нь эрчим хүчний үр ашигтай менежментийн эрэлт хэрэгцээг бий болгож байгаа тул полимер хими болон ухаалаг хяналт дахь дэвшил нь тусгаарлагчийн гүйцэтгэлийг улам сайжруулах болно. Гэсэн хэдий ч дулаалгын үр ашгийг дулаан ялгаруулалтыг тэнцвэржүүлэх нь гол сорилт хэвээр байгаа тул олон үйлдэлт материал, хөргөлтийн стратегийг үргэлжлүүлэн шинэчлэх шаардлагатай байна.
Холбоотой блог
Автобусны тусгаарлагч гэж юу вэ?
Өндөр хүчдэлийн тусгаарлагч ба нам хүчдэлийн тусгаарлагчийн 10 ялгаа
