लैमिनेटेड बसबारों के लिए इन्सुलेशन सामग्री का विश्लेषण: लचीले और कठोर इन्सुलेशन का चयन और अनुप्रयोग

नई ऊर्जा वाहनों, ऊर्जा भंडारण प्रणालियों, रेल पारगमन और औद्योगिक बिजली उपकरणों के विकास के साथ, कम प्रेरकत्व, उच्च विश्वसनीयता और कॉम्पैक्ट संरचना के कारण लेमिनेटेड बसबारों का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। चाहे वह ईवी बसबार हो, कार बैटरी बसबार हो, या औद्योगिक ग्रेड कैपेसिटर बसबार सिस्टम हो, इन्सुलेशन सामग्री का चुनाव सीधे उत्पाद के विद्युत प्रदर्शन, सेवा जीवन और सुरक्षा स्तर को प्रभावित करता है।

 

आधुनिक ऑटोमोटिव बसबार सिस्टम के लिए, इन्सुलेशन परत न केवल कंडक्टर अलगाव के रूप में कार्य करती है, बल्कि गर्मी प्रतिरोध, वोल्टेज प्रतिरोध, लौ मंदता और दीर्घकालिक विश्वसनीय संचालन के लिए आवश्यकताओं को पूरा करने की भी आवश्यकता होती है। इसलिए, बसबार डिजाइन और चयन के लिए लचीली और कठोर इन्सुलेशन सामग्री की विशेषताओं की गहन समझ महत्वपूर्ण है।

 

 

 

वर्तमान में, अधिकांश लेमिनेटेड बसबार एक लचीली पतली फिल्म इन्सुलेशन संरचना का उपयोग करते हैं, जो लेमिनेशन प्रक्रिया के माध्यम से इन्सुलेशन फिल्म को तांबे के कंडक्टर से मजबूती से जोड़ती है। यह प्रक्रिया प्रभावी ढंग से कंडक्टर रिक्ति को कम करती है, सिस्टम एकीकरण में सुधार करती है, और उत्कृष्ट बसबार इन्सुलेशन प्रदर्शन सुनिश्चित करती है।

 

पॉलिएस्टर (पीईटी) इन्सुलेशन सामग्री

पीईटी सबसे व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली इन्सुलेशन सामग्री में से एक है, जो ऑटोमोटिव बसबार पीईटी इन्सुलेशन क्षेत्र में एक महत्वपूर्ण बाजार हिस्सेदारी रखती है। इसकी मुख्य विशेषताओं में शामिल हैं:

105 डिग्री तक दीर्घावधि ऑपरेटिंग तापमान; उच्च बढ़ाव, आमतौर पर 100% से अधिक, जटिल झुकने वाली संरचनाओं के लिए उपयुक्त; अच्छा यांत्रिक क्रूरता और मोल्डिंग प्रदर्शन; उच्च सापेक्ष ट्रैकिंग सूचकांक (सीटीआई); विभिन्न वोल्टेज स्तरों को पूरा करने के लिए विभिन्न मोटाई में उपलब्ध; उत्कृष्ट ज्वाला मंदक गुण, औद्योगिक और ऑटोमोटिव अनुप्रयोगों की आवश्यकताओं को पूरा करते हैं।

नई ऊर्जा वाहन बिजली प्रणालियों में, पीईटी इन्सुलेशन परतों का व्यापक रूप से ईवी बैटरी बसबार, ऑटोमोटिव ग्राउंड बस बार और ऑटो बस बार उत्पादों में उपयोग किया जाता है।

 

पॉलीमाइड (पीआई) इन्सुलेशन सामग्री

पीआई एक उच्च-प्रदर्शन, उच्च-तापमान प्रतिरोधी इन्सुलेशन सामग्री है जिसका निरंतर ऑपरेटिंग तापमान आमतौर पर 200 डिग्री से अधिक होता है।

पीईटी की तुलना में, पीआई में निम्नलिखित विशेषताएं हैं:

बेहतर उच्च-तापमान प्रतिरोध; उत्कृष्ट अंतर्निहित ज्वाला मंदता; उच्च यांत्रिक कठोरता; वेल्डिंग प्रक्रियाओं के लिए अधिक उपयुक्त; अपेक्षाकृत अधिक लागत; पीईटी की तुलना में कम सीटीआई।

इसलिए, कैपेसिटर, पावर मॉड्यूल या कनेक्टर्स की वेल्डिंग की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों में, पीआई सामग्री का उपयोग अक्सर नई ऊर्जा वाहन फिल्म कैपेसिटर बसबारों और पावर कैपेसिटर उत्पादों के लिए कुछ बसबारों में किया जाता है।

 

लचीले और कठोर इन्सुलेशन के बीच अंतर

लचीले इन्सुलेशन का उपयोग मुख्य रूप से तांबे के कंडक्टरों की सतह को इन्सुलेट करने के लिए किया जाता है, जो लेमिनेशन के माध्यम से एक पूर्ण इन्सुलेशन संरचना बनाता है।

 

इसके फायदों में शामिल हैं:

यह कंडक्टर किनारों की पूरी सीलिंग की अनुमति देता है;

यह जटिल तीन आयामी संरचनात्मक डिजाइनों के लिए उपयुक्त है;

यह प्रभावी रूप से सिस्टम आकार को कम करता है;

यह बड़े पैमाने पर उत्पादन और स्वचालित विनिर्माण की सुविधा प्रदान करता है।

 

दूसरी ओर, कठोर इन्सुलेशन का उपयोग मुख्य रूप से विभिन्न कंडक्टर परतों के बीच अंतर और समर्थन के लिए किया जाता है।

उच्च -वोल्टेज प्रणालियों के लिए, अकेले लचीला इन्सुलेशन अक्सर विद्युत क्षेत्र वितरण और आंशिक निर्वहन नियंत्रण की आवश्यकताओं को पूरा नहीं कर सकता है; इसलिए, इन्सुलेशन दूरी बढ़ाने के लिए कठोर इन्सुलेशन सामग्री की आवश्यकता होती है।

 

आमतौर पर:

ऑपरेटिंग वोल्टेज में प्रत्येक 1kV वृद्धि के लिए लगभग 1 मिमी इन्सुलेशन रिक्ति की आवश्यकता होती है;

ऑपरेटिंग वोल्टेज जितना अधिक होगा, कठोर इन्सुलेशन की मोटाई उतनी ही अधिक होगी;
उच्च -वोल्टेज सिस्टम आमतौर पर संरचनात्मक इन्सुलेशन परत के रूप में ग्लास फाइबर प्रबलित पॉलिएस्टर बोर्ड का उपयोग करते हैं।

उच्च {{0}वोल्टेज बसबार डिज़ाइन में, कठोर इन्सुलेशन दीर्घकालिक स्थिर संचालन सुनिश्चित करने वाला एक महत्वपूर्ण घटक है, जबकि कम {{2}वोल्टेज बसबार ऑटोमोटिव सिस्टम को आमतौर पर अतिरिक्त, भारी कठोर इन्सुलेशन संरचनाओं की आवश्यकता नहीं होती है।

 

 

 

सापेक्ष तापमान सूचकांक (आरटीआई)

आरटीआई इन्सुलेशन सामग्री के दीर्घकालिक ताप प्रतिरोध का एक महत्वपूर्ण संकेतक है।

 

रिलेटिव ट्रैकिंग इंडेक्स (आरटीआई) को इस प्रकार परिभाषित किया गया है:

वह तापमान जिस पर किसी सामग्री के यांत्रिक और विद्युत गुण लगभग 20,000 घंटों के दीर्घकालिक संचालन के बाद उनके प्रारंभिक मूल्यों के 50% तक कम हो जाते हैं।

 

लंबे समय तक संचालित बसबार इलेक्ट्रिक वाहन प्रणालियों के लिए, आरटीआई सीधे उत्पाद के जीवनकाल को प्रभावित करता है।

आम तौर पर:

 

तापमान में प्रत्येक 10 डिग्री की कमी के लिए, इन्सुलेशन का जीवनकाल लगभग दोगुना हो जाता है;

तापमान में प्रत्येक 10 डिग्री की वृद्धि के लिए, इन्सुलेशन का जीवनकाल लगभग आधा कम हो सकता है।

 

इसलिए, ईवीएस के लिए टिन प्लेटेड कॉपर बसबार डिजाइन करते समय, थर्मल प्रबंधन समाधान और इन्सुलेशन सामग्री ग्रेड दोनों पर व्यापक रूप से विचार किया जाना चाहिए।

 

 

सीटीआई ट्रैकिंग के प्रति सामग्री की सतह के प्रतिरोध को दर्शाता है।

 

जब उपकरण लंबे समय तक आर्द्र, प्रदूषित, या उच्च वोल्टेज वातावरण के संपर्क में रहता है, तो उच्च सीटीआई मान सतह के रेंगने के जोखिम को प्रभावी ढंग से कम कर देता है।

 

औद्योगिक ऊर्जा भंडारण प्रणालियों, डीसी कैपेसिटर बसबारों और बड़े कैपेसिटर लैमिनेटिंग बसबारों के लिए, सीटीआई सुरक्षा डिजाइन को प्रभावित करने वाला एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है।

 

पीईटी सामग्रियों में आम तौर पर उच्च सीटीआई रेटिंग होती है और इसलिए उच्च वोल्टेज अनुप्रयोगों में इसका अधिक व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

 

बढ़ाव तनाव के तहत अपने इन्सुलेशन गुणों को बनाए रखने की सामग्री की क्षमता का प्रतिनिधित्व करता है।

यह पैरामीटर सीधे प्रभावित करता है:

झुकने का प्रदर्शन;
कंडक्टर एज रैपिंग गुणवत्ता;
सीलिंग प्रक्रिया स्थिरता;
दीर्घावधि यांत्रिक विश्वसनीयता.

पीईटी सामग्रियों में आम तौर पर 100% से अधिक का बढ़ाव होता है, जबकि पीआई सामग्रियों में लगभग 70% होता है। इसलिए, पीईटी जटिल कॉपर कंडक्टर लेमिनेशन प्रक्रियाओं के लिए अधिक उपयुक्त है।

 

 

औद्योगिक विद्युत प्रणालियाँ

बसबारों के लिए औद्योगिक उपकरणों की आवश्यकताएं मुख्य रूप से उच्च वोल्टेज और लंबे जीवनकाल पर केंद्रित होती हैं।

 

विशिष्ट विशेषताओं में शामिल हैं:

ऑपरेटिंग वोल्टेज आमतौर पर 1000V और 6000V के बीच;
आंशिक निर्वहन नियंत्रण के लिए सख्त आवश्यकताएं;
बढ़ी हुई कठोर इन्सुलेशन संरचनाओं की आवश्यकता;
उच्च क्रीपेज दूरी की आवश्यकताएं;
20 से 25 वर्ष या उससे अधिक का सेवा जीवन।

 

इसलिए, उच्च वोल्टेज ऊर्जा भंडारण उपकरण, रेल परिवहन, और बड़े पैमाने पर बिजली वितरण प्रणालियाँ वितरण बसबारों के लिए उच्च सीटीआई सामग्री और मोटी इन्सुलेशन संरचनाओं का उपयोग करती हैं।

 

 

 

नए ऊर्जा वाहन अनुप्रयोग हल्के वजन, स्थान उपयोग और लागत नियंत्रण पर अधिक जोर देते हैं।

विशिष्ट विशेषताओं में शामिल हैं:

 

वोल्टेज का स्तर आम तौर पर 800V से नीचे होता है;
आंशिक निर्वहन के लिए कम आवश्यकताएं;
आमतौर पर लचीली लेमिनेटेड इन्सुलेशन संरचनाओं को नियोजित करना;
वजन और आयतन के प्रति अधिक संवेदनशील;
जीवन काल सामान्यतः 5 से 10 वर्ष होता है।

 

इसलिए, बसबार कार्स, ऑटोमोटिव पावर कनेक्टर्स और टिन -प्लेट बसबार ऑटोमोटिव्स जैसे उत्पाद कॉम्पैक्ट डिजाइन आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए पीईटी या पीआई इन्सुलेशन समाधान का तेजी से उपयोग कर रहे हैं।

 

 

लैमिनेटेड इंसुलेशन तकनीक के अलावा, पाउडर कोटिंग इंसुलेशन भी एक सामान्य समाधान है।

 

यह प्रक्रिया कंडक्टर सतह पर एक एपॉक्सी राल कोटिंग बनाकर समग्र इन्सुलेशन सुरक्षा प्राप्त करती है, और संरचनात्मक रूप से जटिल एकल कंडक्टरों के लिए विशेष रूप से उपयुक्त है।

 

इसके फायदों में शामिल हैं:

जटिल ज्यामिति को कवर कर सकते हैं;
गैर-लेमिनेटेड कंडक्टरों के लिए उपयुक्त;
अच्छा संक्षारण प्रतिरोध;
कुछ कम -वोल्टेज अनुप्रयोग आवश्यकताओं को पूरा कर सकता है।

 

हालाँकि, ऑटोमोटिव बसबार और बसबार इलेक्ट्रिक वाहन अनुप्रयोगों के लिए कम इंडक्शन और उच्च पावर घनत्व की आवश्यकता होती है, लेमिनेटेड इन्सुलेशन तकनीक मुख्यधारा का समाधान बनी हुई है।

 

 

 

इन्सुलेशन सामग्री लैमिनेटेड बसबारों के प्रदर्शन को निर्धारित करने वाला एक महत्वपूर्ण घटक है। पीईटी और पीआई, सबसे आम लचीली इन्सुलेशन सामग्री के रूप में, प्रत्येक के अलग-अलग अनुप्रयोग परिदृश्यों में अपने फायदे हैं। उच्च वोल्टेज औद्योगिक प्रणालियों के लिए, आरटीआई, सीटीआई और कठोर इन्सुलेशन संरचनाओं पर व्यापक रूप से विचार करने की आवश्यकता है, जबकि नई ऊर्जा वाहन क्षेत्र के लिए, हल्के डिजाइन, अंतरिक्ष उपयोग और उत्पादन दक्षता पर अधिक ध्यान केंद्रित किया गया है।

 

के विकास के साथईवी बसबार, कैपेसिटर बसबार, और नई ऊर्जा शक्ति इलेक्ट्रॉनिक उपकरण, इन्सुलेशन सामग्री प्रौद्योगिकी का उन्नयन जारी रहेगा, जो भविष्य में उच्च {0} शक्ति, उच्च {{1} विश्वसनीयता विद्युत कनेक्शन प्रणालियों के लिए सुरक्षित और अधिक कुशल समाधान प्रदान करेगा।