¿Por qué Debe de Alto Grado Resistente al Aceite, Cables de Ser Utilizado en EV de Carga de la Pila de Transformadores?

Con la rápida expansión del mundial de vehículos eléctricos (EV) de mercado, la construcción de la infraestructura de carga se ha convertido en un punto focal para los gobiernos y empresas de todo el mundo. Como un componente central de carga de los pilotes, el rendimiento de los transformadores, que afecta directamente a la carga de la eficiencia, la seguridad y la vida de servicio. Entre estos, la selección de interior aislante de los cables es de particular importancia, y el uso de aceite de alto grado resistente a los alambres se ha convertido en un estándar de la industria. En este artículo se profundiza en el porqué de EV de carga de la pila, los transformadores deben emplear de alto grado resistente al aceite, cables, analizando el tema desde múltiples perspectivas, incluyendo normas técnicas, requisitos de desempeño, y los beneficios económicos.

Contenido

1. Mecanismo de interacción Entre el Aceite del Transformador y de los Materiales Aislantes

EV de carga de la pila de transformadores suelen adoptar un aceite inmerso diseño porque aislante el aceite (normalmente aceite mineral o de éster sintético) ofrece excelentes propiedades de aislamiento y disipación de calor capacidades. Sin embargo, el contacto prolongado entre el aceite del transformador y ordinario de los materiales aislantes pueden llevar a complejas interacciones fisicoquímicas:

(1) Efecto De Hinchamiento:

Aceite de transformador poco a poco penetra en la estructura molecular de los materiales de aislamiento, provocando a expandir (se hinchan). Ordinario de los materiales aislantes pueden presentar hinchazón de las tasas de 5-10%, mientras que los de alto grado resistente al aceite, cables de uso especializado de polímeros (tales como poliamida-imida o modificado poliéster) con la optimización de las estructuras moleculares, manteniendo la hinchazón de las tasas por debajo del 1%.

(2) La Compatibilidad Química: 

Aceite de transformador edades a lo largo del tiempo en virtud de las altas temperaturas y los campos eléctricos, la producción de sustancias ácidas y los radicales libres. Las capas aislantes de alto grado resistente al aceite, cables contienen aditivos especiales, que neutralizar estos ácidos sustancias, la prevención de la degradación. Por ejemplo, los materiales de aislamiento con base de aminas aditivos, se puede mantener el aceite’s valor de ácido por debajo de 0,1 mg KOH/g, muy superior a los 0,5 mg KOH/g límite de materiales ordinarios.

(3) Sinérgico Efecto De Envejecimiento:

Los procesos de envejecimiento de los materiales de aislamiento y aceite del transformador se influyen mutuamente. IEEE Std C57.91-2011 establece que para el aceite-papel de los sistemas de aislamiento, cada 6-8°C de aumento en la temperatura duplica la tasa de envejecimiento. De alto grado resistente al aceite, cables puede reducir esta temperatura-efecto inducido por el 30-40%, como su superior resistencia al calor se minimiza la contaminación de aceite térmico de los productos de degradación del aislamiento.

2. Requisitos especiales de Alto Voltaje de Carga Rápida en los Materiales de Aislamiento

Con el desarrollo de alta potencia de carga rápida tecnologías (por ejemplo, 350 kW o superior), la carga de la pila de transformadores cara sin precedentes tensión eléctrica desafíos:

(1) Pulso De Voltaje De Estrés: 

Durante la carga rápida, las operaciones de conmutación en los módulos de alimentación de generar alta frecuencia de los pulsos de voltaje (de hasta varios kHz). Según el toIEC 60076-16 de estándares, los transformadores deben soportar descargas parciales pruebas de 1,3 veces la tensión nominal. De alto grado resistente al aceite, cables de emplear multi-capa de aislamiento de estructuras y nano-rellenos (por ejemplo, Al₂O₃ o SiO₂), la limitación de descargas parciales por debajo del 5 de pC, mientras que los materiales comunes suelen superar los 20 pC.

La fórmula empírica para el cálculo de la descarga parcial de intensidad es:

Q = C × ΔV

Donde:

Q = cantidad de Descarga (pC)
C = brecha de Aire de capacidad (F)
ΔV = Descarga de la creación de voltaje (V)

Materiales de alta calidad de manera significativa a reducir la descarga mediante la minimización de la brecha de aire de tamaño y aumento de la constante dieléctrica.

(2) Los Ciclos Térmicos De Estrés:

Carga rápida de la pila de transformadores de funcionar de manera intermitente, provocando cambios drásticos de temperatura. Ordinario de los materiales aislantes de riesgo de las micro-fisuras debido a que no coinciden los coeficientes de expansión térmica (CTE > 5 ppm/°C). De alto grado resistente al aceite, cables de función ajustados con precisión CTE, la coincidencia de los conductores de cobre y aceite aislante dentro de ±1 ppm/°C, extendiendo mecánica vida útil.

(3) El Espacio De La Acumulación De Una Carga: 

En alta tensión de corriente continua de carga (HVDC), intensidad de campo eléctrico puede superar los 10 kV/mm. Materiales ordinarios acumular espacio de cargos, que distorsionan el campo eléctrico. Materiales de alta calidad incorporan conductora de negro de carbón o metal partículas de óxido de (0.5-2% de contenido), la reducción de la carga tiempo de relajación de horas a minutos.

3. La seguridad y el Cumplimiento Normativo de las Consideraciones

A nivel mundial, los estrictos requisitos de seguridad para la tarificación de las infraestructuras, que han conducido a la adopción de aceite de alto grado resistente a los cables:

(1)Resistencia Al Fuego: 

UL 2202 mandatos que los transformadores para el equipo de carga de pasar UL 94 V-0 resistencia al fuego de las pruebas. De alto grado resistente al aceite, cables de uso de fósforo-base de llama bromados (por ejemplo, DOPO derivados), el logro de una limitación de índice de oxígeno (LOI) por encima de 35%, en comparación con el 20-25% para el común de los materiales. Esto asegura que los transformadores no se conviertan en fuentes de ignición durante el corto circuitos.

(2)Las Regulaciones Ambientales: 

La UE RoHS y REACH reglamentos restringir sustancias peligrosas como los hidrocarburos aromáticos policíclicos (Hap). Aceite de alta calidad resistente a emplear cables libres de halógenos formulaciones, la reducción de la emisión de gases tóxicos índices (ITT) en más de un 50% y cumplir con la norma EN 45545-2 estándares para aplicaciones ferroviarias.

(3)La Vida Útil De Validación:

IEC 60076-14 requiere la carga de la pila de transformadores para pasar pruebas de envejecimiento acelerado (normalmente 500 ciclos térmicos). De alto grado resistente al aceite, cables de uso de la Arrhenius modelo de predicción de vida útil:

L = L0 × e^(-Ea/kT)

Donde:

L = Predijo la vida útil
Ea = energía de Activación (eV)
k = constante de Boltzmann
T = temperatura Absoluta (K)

Por el aumento de Ea (1.2-1.5 eV para materiales de primera calidad), la esperanza de vida a la misma temperatura que se extiende de 3 a 5 veces.

4. El Costo Total de Propiedad de Análisis

4.1 Aunque de alto grado resistente al aceite, cables de costo de 20 a 40% más por adelantado, que ofrecen importantes ventajas a largo plazo:

4.2 ventajas de Costos que se derivan de:

(1)Menores Pérdidas Por Corrientes De Eddy:

Estable constantes dieléctricas reducir las pérdidas adicionales en un 15-20%.

(2)Mantenimiento Reducido:

Mejorada de petróleo resistencia disminuye el tratamiento de aceite de frecuencia.

(3)Extendido De Los Ciclos De Reemplazo:

Mayor vida útil de los recortes la renovación de equipos de los costos.

En Resumen

En medio de la implantación global de la EV de la infraestructura de carga, transformadores fabricados con alto grado resistente al aceite, cables se han convertido en una inevitable elección impulsadas por el progreso tecnológico y la evolución de los estándares. Este material de solución que no sólo cumple con las exigencias técnicas de alto voltaje y alta corriente de carga rápida, pero también demuestra integral de ventajas en seguridad, cumplimiento ambiental y de costo-efectividad.

Como IEEE, IEC, y otras organizaciones de estándares continuar la actualización de reglamento, en el futuro los avances en aceite-resistente del alambre de tecnología de nano-composites y de auto-sanación materiales—va a velar por la operación confiable de la infraestructura de carga. Para cargar la pila de operadores y transformador de los fabricantes, la inversión en el alto grado de aceite-resistente del alambre de la tecnología es una inversión en el futuro la competitividad en el mercado.

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LuShan, est. En 1975, es un Chino fabricante profesional que se especializa en los transformadores de potencia y reactores de más de 50 años. Los productos principales son transformador monofásico, trifásico de transformadores de aislamiento, transformador eléctrico, transformador de distribución, el paso hacia abajo y paso transformador de baja tensión del transformador, transformador de alto voltaje, transformador de control, transformador toroidal, R-transformador con núcleo; DC inductores, CA reactores, filtrado de reactor de línea y de carga del reactor, estrangulaciones, el filtrado de los reactores y de los intermedios, de alta frecuencia de los productos.

Nuestros transformadores de potencia y reactores son ampliamente utilizados en las 10 áreas de aplicación: rapid transit, maquinaria de construcción, energía renovable, de fabricación inteligentes, equipos médicos, la mina de carbón de la explosión de la prevención, el sistema de excitación, de vacío, de sinterización(horno), aire acondicionado central.

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