Analyse des Kupfer-Sammelschienen-Isolierungsprozesses und der Epoxidbeschichtungstechnologie

In modernen Energiesystemen, neuen Energieanlagen, im Schienenverkehr und in der industriellen Stromverteilung übernehmen Kupfersammelschienen nicht nur Hochstromübertragungsaufgaben, sondern ihre Isolationsleistung wirkt sich auch direkt auf die Sicherheit, Stabilität und langfristige Lebensdauer des Systems aus. Angesichts der Entwicklungstrends Hochspannung, Miniaturisierung und hohe Integration erfüllen herkömmliche Sammelschienen aus blankem Kupfer nach und nach nicht mehr die Anforderungen an Isolierung, Korrosionsbeständigkeit und Umweltbeständigkeit moderner Schaltanlagen. Daher werden in Mittel- und Hochspannungsverteilungssystemen häufig verschiedene Technologien zur Beschichtung von Sammelschienen und Isolierungen eingesetzt.

 

Zu den derzeit in der Branche am häufigsten verwendeten Methoden zur Isolierung von Kupferschienen gehören hauptsächlich die Isolierung mit Schrumpfschläuchen und die Isolierbeschichtung mit Epoxidharz. Unter anderem hat sich die Wirbelschichtbeschichtungstechnologie mit Epoxidpulver aufgrund ihrer stabilen Isolationsleistung, starken Korrosionsbeständigkeit und Eignung für komplexe Strukturen zu einem der gängigen Verfahren für die Epoxidpulverbeschichtung isolierter Stromschienen entwickelt.

 

 

 

Herkömmliche Methoden zur Isolierung von Sammelschienen nutzen typischerweise die Umwicklung mit Isolierband, Harzguss oder PVC-Schrumpfschläuche. Obwohl diese Methoden ein gewisses Maß an Isolierung bieten, sind sie im Langzeitbetrieb anfällig für Probleme wie Alterung, Teilentladung, ungleichmäßige Dicke oder unzureichende Temperaturbeständigkeit.

 

Mit der Entwicklung von Hochspannungs-Stromverteilungssystemen verlagert sich die Branche schrittweise auf die pulverbeschichtete Sammelschienentechnologie. Dieser Prozess verbessert die Spannungsfestigkeit, Flammwidrigkeit und Beständigkeit der Sammelschiene gegen Umgebungskorrosion, indem er eine gleichmäßige und dichte Isolationsschicht auf der Oberfläche der Kupfersammelschiene bildet und gleichzeitig den Phasenabstand zwischen den Phasen und das Schrankvolumen effektiv reduziert.

 

Insbesondere in Hochspannungsschaltanlagen, neuen Energiespeichersystemen und im Schienenverkehr sind isolierte Kupferschienen zu einer wichtigen Komponente für die Verbesserung der Gerätezuverlässigkeit geworden.

 

 

Die Epoxid-Pulver-Wirbelschichtbeschichtung ist eine typische Sammelschienenbeschichtung mit dem Epoxid-Pulverbeschichtungsverfahren. Sein Grundprinzip besteht darin, die Kupferschiene auf über die Schmelztemperatur des Pulvers vorzuwärmen und sie dann in einem Wirbelbett in Epoxidpulver einzutauchen, damit das Pulver thermisch verschmelzen und an der Metalloberfläche haften kann. Anschließend erfolgt die Aushärtung bei hohen Temperaturen, um eine vollständige Isolierschicht zu bilden.

 

Diese Art des Epoxid-Pulverbeschichtungs-Sammelschienenverfahrens weist die folgenden technischen Merkmale auf:

Gleichmäßige Schichtdicke;
Dichte und glatte Oberfläche;
Stabile Isolationsleistung;
Starke Haftung;
Hohe mechanische Festigkeit;
Geeignet für komplexe Biegekonstruktionen;

Eine automatisierte kontinuierliche Produktion ist möglich. Im Vergleich zu herkömmlicher wärmeschrumpfender Isolierung sind pulverbeschichtete Isolierstromschienen im Langzeitbetrieb weniger anfällig für Delaminierung, Rissbildung oder Teilentladung.

 

 

 

Schrumpfschläuche- eignen sich vor allem für die einfache, gerade Kupferschienenisolierung. Bei diesem Verfahren wird die Kupferschienenoberfläche mit wärmeschrumpfbarem Material bedeckt, das dann schrumpft und eine Isolierschicht bildet.

 

Bei komplexen Sammelschienenanwendungen unterliegen Wärmeschrumpfmethoden- jedoch bestimmten Einschränkungen:

 

In Biegebereichen kann es leicht zu ungleichmäßiger Dicke kommen; An inneren Biegungen kann es zu Ablösungen kommen; Es ist schwierig, die Anforderungen an die Hochspannungsisolierung zu erfüllen. seine Anpassungsfähigkeit an komplexe, unregelmäßig geformte Leiter ist begrenzt; und es besteht bei Langzeitbetrieb die Gefahr einer Teilentladung.

 

Aus diesem Grund entscheiden sich bei hoch{0}zuverlässigen Geräten immer mehr Unternehmen für mit Epoxidpulver-beschichtete Stromschienen anstelle herkömmlicher wärmeschrumpfender Isolierlösungen.

 

 

Durch die Verwendung einer mit Epoxidpulver-beschichteten isolierten Kupfer-Sammelschienentechnologie entsteht eine vollständige und kontinuierliche Isolationsschicht auf der Kupfer-Sammelschienenoberfläche, wodurch die Gesamtsicherheit der Ausrüstung erheblich verbessert wird.

 

Zu seinen Hauptvorteilen gehören:

Verbesserte Isolationsleistung

Die Epoxidisolierung verfügt über eine hervorragende Durchschlagsfestigkeit, wodurch die Spannungsfestigkeit des Systems effektiv verbessert und das Risiko eines Ausfalls verringert wird.

 

Reduziertes Teilentladungsrisiko

Da die Beschichtung eng an der Kupferschienenoberfläche haftet, werden Luftspalte zwischen dem Leiter und der Isolierschicht praktisch eliminiert, wodurch das Auftreten von Teilentladungen verringert wird.

 

Geeignet für komplexe Strukturen

Im Vergleich zu herkömmlichen Isolationsmethoden können mit der Isolierbeschichtungs-Sammelschiene komplexe Biegebereiche, unregelmäßige Strukturen und Leiter mit mehreren Winkeln abgedeckt werden.

 

Verbesserte Umweltbeständigkeit

Die Epoxidisolierung weist eine hervorragende Beständigkeit gegen Feuchtigkeit, Salzsprühnebel und chemische Korrosion auf und eignet sich daher für neue Energie-, Energie-, Meeres- und Industrieumgebungen.

 

Reduzierte Gerätegröße

Aufgrund der verbesserten Isolationsleistung können die Phasen{0}}zu-Phasen- und Phase{2}}zu-Abstände reduziert werden, was ein miniaturisiertes Gerätedesign ermöglicht.

 

 

In metallgekapselten Hochspannungs--Schaltanlagen sind die Anforderungen an die Isolationsleistung von Hochspannungs-Sammelschienen extrem hoch. Industriestandards erfordern in der Regel, dass die Sammelschienen nicht freiliegen und über flammhemmende Eigenschaften und eine langfristige Spannungsfestigkeit verfügen müssen.

 

Daher wird Sammelschienen-Epoxi-Pulverbeschichtung häufig verwendet in:

Mittel- und Hochspannungsschaltanlagen;
Energiespeichersysteme;
Windkraft- und Photovoltaikanlagen;
Stromversorgungssysteme für den Schienenverkehr;
Stromverteilungssysteme für Rechenzentren;
Stromverteilungsgeräte für die industrielle Automatisierung.

 

In Geräten mit einer Nennspannung von mehr als 15 kV kann Busbar Insulated Coating Powder die Betriebsstabilität des Systems effektiv verbessern und das Risiko eines Isolationsversagens verringern.

 

 

Derzeit gibt es in der Branche hauptsächlich zwei Epoxid-Isoliermethoden:

 

Wirbelschicht-Pulverbeschichtung
Imprägnierung und Aushärtung von Epoxidharz.

Von diesen eignet sich das Wirbelschichtverfahren für die automatisierte Massenproduktion, während das Imprägnierungsverfahren eher für Szenarien mit hohen{0}Anforderungen und hoher-Haftung geeignet ist.

Einige Stromschienenprodukte zur Galvanisierung und Pulverbeschichtung werden vor der Beschichtung auch einer Zinn- oder Nickelbeschichtung unterzogen, um die Leitfähigkeit, Stabilität und Oxidationsbeständigkeit weiter zu verbessern.

 

Zum Beispiel:

Verzinnte-isolierte Stromschienen eignen sich für feuchte Umgebungen.

Vernickelte isolierte Sammelschienen eignen sich besser für Umgebungen mit hoher -Temperatur- und Korrosionsbeständigkeit-.

 

 

Mit der rasanten Entwicklung der neuen Energiefahrzeug- und Energiespeicherindustrie ist die Pulverbeschichtung von EV-Sammelschienen zu einer wichtigen Entwicklungsrichtung für neue Energiesammelschienen geworden.

 

Neue Hochspannungssysteme für Energiefahrzeuge stellen höhere Anforderungen an Kupfersammelschienen:

Höhere Isolationswerte;
Höhere Temperaturbeständigkeit;
Stärkere Vibrationsfestigkeit;
Leichteres Design;
Höhere Sicherheitsredundanz.

 

Daher werden Epoxid-Spray-Kupfer-Sammelschienen und Pulver-Epoxid-Isolierverfahren häufig verwendet in:

 

Power-Akkupacks;
BMS-Systeme;
Energiespeicherkonverter
Ladesysteme;
Hoch-Spannungsverteilerkästen.

 

In neuen Energiesystemen hat die Isolationszuverlässigkeit der positiven und negativen Stromschienen direkten Einfluss auf die Betriebssicherheit des Gesamtsystems.

 

 

 

Die zukünftige Technologie zur Isolierung von Kupferschienen wird sich in folgende Richtungen weiterentwickeln:

 

Höhere Spannungsfestigkeit;
Dünnere Isolationsschichtkonstruktionen;
Höhere Wärmeleitfähigkeit;
Umweltfreundlichere Pulvermaterialien;
Automatisiertes und intelligentes Sprühen;
Anpassungsfähigkeit an komplexe und unregelmäßige Strukturen;
Höhere Flammschutzeigenschaften.-

 

In der Zwischenzeit wird auch die Busbar-Technologie von Insulated Coatings in Richtung höherer Frequenz, höherer Wärmeableitung und geringerem Gewicht weiterentwickelt, um den Entwicklungsanforderungen neuer Energien, der Modernisierung des Stromnetzes und der intelligenten Fertigung gerecht zu werden.

 

Aus der Perspektive des Gesamttrends der Branche gilt:Kupfer-Sammelschienen-Epoxid-Pulverbeschichtungist nicht mehr nur ein Isolationsprozess, sondern hat sich zu einem wichtigen technologischen Weg zur Verbesserung der Zuverlässigkeit, Sicherheit und Miniaturisierungsfähigkeit elektrischer Geräte entwickelt.