Nuevos materiales aislantes crean una barrera de protección de rendimiento para cables de alimentación resistentes a altas temperaturas

Además de las llamas de los hornos metalúrgicos y entre los equipos de alta temperatura de las nuevas centrales eléctricas, los sistemas de transmisión de energía se enfrentan a pruebas de temperatura mucho más allá de lo normal. Como "salvavidas" para garantizar una transmisión estable de energía, la competitividad central de Cable de alimentación resistente a altas temperaturas se concentra en su rendimiento de aislamiento. Este rendimiento no es una simple superposición de propiedades resistentes al calor, sino que a través del diseño preciso de la estructura molecular del material, le da al cable la capacidad de resistir el envejecimiento y mantener el aislamiento en un ambiente de alta temperatura, resolviendo fundamentalmente los riesgos de seguridad de los cables tradicionales en condiciones de trabajo extremas.
Los materiales aislantes de cloruro de polivinilo (PVC) comúnmente utilizados en los cables eléctricos tradicionales pueden cumplir con los requisitos básicos de aislamiento a temperatura ambiente, pero sus características de estructura molecular determinan las deficiencias inherentes en la adaptabilidad a altas temperaturas. La cadena molecular del PVC está compuesta de monómeros de cloruro de vinilo polimerizados, con fuerzas entre cadenas débiles y contiene una gran cantidad de átomos de cloro de fácil descomposición. Cuando la temperatura ambiente supera los 70°C, la cadena molecular del PVC comienza a sufrir degradación térmica, liberando gases corrosivos como el cloruro de hidrógeno; Si la temperatura aumenta aún más por encima de los 100°C, el material se ablanda y deforma rápidamente, se destruye la integridad de la capa aislante y el riesgo de fugas aumenta considerablemente.
El avance revolucionario del cable de alimentación resistente a altas temperaturas proviene de la investigación, el desarrollo y la aplicación de nuevos materiales aislantes. El caucho de silicona, la poliimida y otros materiales se han convertido en la fuerza principal en el campo del aislamiento de alta temperatura con su estructura molecular única. Esta estructura otorga al material tres ventajas principales: la nube de electrones π en el sistema conjugado se distribuye uniformemente y la energía del enlace químico aumenta significativamente, de modo que la temperatura de descomposición térmica de la poliimida llega a 500 ℃ o más, y la temperatura de uso a largo plazo se mantiene estable en 260 ℃; la cadena molecular rígida no es fácil de torcer y romper debido al movimiento térmico, e incluso en un ambiente de alta temperatura, se puede mantener la integridad de la cadena molecular para garantizar que no haya agujeros ni grietas en la capa aislante; existen fuertes fuerzas de van der Waals y enlaces de hidrógeno entre las moléculas, formando una densa estructura de apilamiento molecular, evitando eficazmente la migración de electrones y manteniendo excelentes propiedades dieléctricas. Cuando el cable se tiende en un ambiente de alta temperatura de 300 ℃ en un taller metalúrgico, la capa de aislamiento de poliimida es como una armadura sólida, aislando el calor de la erosión del conductor y previniendo accidentes de cortocircuito causados ​​por fallas de aislamiento.
Además de la poliimida, los materiales aislantes de caucho de silicona también muestran una adaptabilidad única a altas temperaturas. Su cadena molecular principal está compuesta por enlaces silicio-oxígeno (Si-O). La energía de enlace de los enlaces Si-O es tan alta como 460 kJ/mol, que es mucho más alta que la de los enlaces carbono-carbono (C-C) comunes y tiene una estabilidad térmica natural. La flexibilidad de la cadena molecular del caucho de silicona le permite mantener una buena elasticidad a altas temperaturas, evitando el agrietamiento de la capa aislante causado por el endurecimiento y la fragilidad del material. El caucho de silicona tiene baja energía superficial y no es fácil de absorber la humedad y las impurezas, lo que garantiza aún más la confiabilidad del aislamiento en ambientes de alta temperatura. En el cable de conexión del inversor de la central fotovoltaica, la capa aislante de caucho de silicona puede soportar la alta temperatura generada por la luz solar directa y resistir la erosión del viento y la arena para garantizar una transmisión estable de energía eléctrica.
Desde el diseño de la estructura molecular hasta la realización del rendimiento del material, el avance tecnológico de aislamiento del cable de alimentación resistente a altas temperaturas redefine el estándar de transmisión de energía en entornos extremos. Al abandonar los defectos inherentes de los materiales tradicionales y adoptar nuevos materiales con estructuras moleculares térmicamente estables, el cable puede seguir manteniendo el rendimiento del aislamiento en condiciones de alta temperatura.