新しい絶縁材料は、高温耐性電力ケーブルの性能保護バリアを構築します

冶金炉の炎や新エネルギー発電所の高温機器の間で、送電システムは標準をはるかに超えた温度試験に直面しています。エネルギーを安定的に伝送する「ライフライン」として、当社の競争力の核となるのは、 高温耐性電源ケーブル 断熱性能にこだわりました。この性能は、耐熱特性を単純に重ね合わせたものではなく、材料の分子構造を正確に設計することにより、ケーブルに経年劣化に耐え、高温環境でも絶縁を維持する能力を与え、過酷な使用条件下での従来のケーブルの安全上の危険を根本的に解決します。
従来の電力ケーブルで一般的に使用されているポリ塩化ビニル (PVC) 絶縁材料は、室温で基本的な絶縁要件を満たすことができますが、その分子構造の特性により、高温適応性における固有の欠陥が決まります。 PVC 分子鎖は、重合した塩化ビニル モノマーで構成されており、鎖間力が弱く、分解しやすい塩素原子を多数含んでいます。周囲温度が 70°C を超えると、PVC 分子鎖が熱劣化し始め、塩化水素などの腐食性ガスが発生します。さらに温度が 100°C 以上に上昇すると、材料が急速に軟化して変形し、断熱層の完全性が破壊され、漏れの危険性が急激に高まります。
高温耐性電力ケーブルの革新的な進歩は、新しい絶縁材料の研究開発と応用から生まれました。シリコーンゴム、ポリイミドなどの材料は、その独特な分子構造により高温絶縁分野の主力となっています。この構造は、この材料に 3 つの主要な利点をもたらします。共役系内の π 電子雲が均一に分布し、化学結合エネルギーが大幅に強化されるため、ポリイミドの熱分解温度は 500℃ 以上と高く、長期使用温度は 260℃で安定に維持されます。剛直な分子鎖は熱の動きによってねじれたり壊れたりしにくく、高温環境下でも分子鎖の完全性が維持され、絶縁層に穴や亀裂がないことが保証されます。分子間には強いファンデルワールス力と水素結合があり、緻密な分子積層構造を形成し、電子の移動を効果的に防止し、優れた誘電特性を維持します。冶金工場内でケーブルが300℃の高温環境で走行する場合、ポリイミド絶縁層は固体の鎧のようになり、熱による導体の浸食を遮断し、絶縁不良による短絡事故を防ぎます。
ポリイミドに加えて、シリコーンゴム絶縁材料も独特の高温適応性を示します。その主な分子鎖はケイ素と酸素の結合 (Si-O) で構成されています。 Si-O 結合の結合エネルギーは 460kJ/mol と高く、一般的な炭素-炭素結合 (C-C) よりもはるかに高く、自然な熱安定性を備えています。シリコーンゴムの分子鎖は柔軟性があるため、高温でも良好な弾性を維持でき、材料の硬化や脆化による絶縁層の亀裂を防ぎます。シリコーンゴムは表面エネルギーが低く、水分や不純物を吸収しにくいため、高温環境における絶縁信頼性がさらに確保されます。太陽光発電所のインバータ接続ケーブルは、シリコーンゴム絶縁層が直射日光による高温に耐え、風砂による侵食にも強く、安定した電気エネルギーの伝送を実現します。
分子構造の設計から材料性能の実現に至るまで、高温耐性電力ケーブルの画期的な絶縁技術は、極限環境における電力伝送の基準を再定義します。従来の材料の固有の欠陥を放棄し、熱的に安定した分子構造を持つ新しい材料を採用することにより、ケーブルは高温条件下でも絶縁性能を維持し続けることができます。