De nouveaux matériaux isolants créent une barrière de protection performante pour les câbles d'alimentation résistants aux hautes températures

Outre les flammes des fours métallurgiques et entre les équipements à haute température des centrales électriques à énergie nouvelle, les systèmes de transmission d'énergie sont soumis à des tests de température bien au-delà de la norme. En tant que « bouée de sauvetage » pour assurer un transport d'énergie stable, la compétitivité de base de Câble d'alimentation résistant aux hautes températures est concentré dans ses performances d’isolation. Cette performance n'est pas une simple superposition de propriétés de résistance à la chaleur, mais grâce à la conception précise de la structure moléculaire du matériau, elle donne au câble la capacité de résister au vieillissement et de maintenir l'isolation dans un environnement à haute température, résolvant fondamentalement les risques de sécurité des câbles traditionnels dans des conditions de travail extrêmes.
Les matériaux isolants en polychlorure de vinyle (PVC) couramment utilisés dans les câbles électriques traditionnels peuvent répondre aux exigences d'isolation de base à température ambiante, mais les caractéristiques de leur structure moléculaire déterminent les déficiences inhérentes à l'adaptabilité à haute température. La chaîne moléculaire du PVC est composée de monomères de chlorure de vinyle polymérisés, avec de faibles forces interchaînes et contient un grand nombre d'atomes de chlore facilement décomposés. Lorsque la température ambiante dépasse 70°C, la chaîne moléculaire du PVC commence à subir une dégradation thermique, libérant des gaz corrosifs tels que le chlorure d'hydrogène ; si la température continue à dépasser 100°C, le matériau se ramollit et se déforme rapidement, l'intégrité de la couche isolante est détruite et le risque de fuite augmente fortement.
La percée révolutionnaire du câble d'alimentation résistant aux hautes températures vient de la recherche, du développement et de l'application de nouveaux matériaux isolants. Le caoutchouc de silicone, le polyimide et d'autres matériaux sont devenus la principale force dans le domaine de l'isolation haute température grâce à leur structure moléculaire unique. Cette structure confère au matériau trois avantages fondamentaux : le nuage d'électrons π dans le système conjugué est uniformément réparti et l'énergie de liaison chimique est considérablement améliorée, de sorte que la température de décomposition thermique du polyimide atteigne 500 ℃ ou plus, et la température d'utilisation à long terme est maintenue de manière stable à 260 ℃ ; la chaîne moléculaire rigide n'est pas facile à tordre et à briser en raison du mouvement thermique, et même dans un environnement à haute température, l'intégrité de la chaîne moléculaire peut être maintenue pour garantir qu'il n'y a pas de trous ou de fissures dans la couche isolante ; il existe de fortes forces de van der Waals et des liaisons hydrogène entre les molécules, formant une structure d'empilement moléculaire dense, empêchant efficacement la migration des électrons et maintenant d'excellentes propriétés diélectriques. Lorsque le câble fonctionne dans un environnement à haute température de 300 ℃ dans un atelier métallurgique, la couche isolante en polyimide est comme une armure solide, isolant la chaleur de l'érosion du conducteur et empêchant les accidents de court-circuit causés par une défaillance de l'isolation.
En plus du polyimide, les matériaux isolants en caoutchouc de silicone présentent également une adaptabilité unique à haute température. Sa chaîne moléculaire principale est composée de liaisons silicium-oxygène (Si-O). L'énergie de liaison des liaisons Si-O atteint 460 kJ/mol, ce qui est beaucoup plus élevé que les liaisons carbone-carbone (C-C) courantes et présente une stabilité thermique naturelle. La flexibilité de la chaîne moléculaire du caoutchouc de silicone lui permet de conserver une bonne élasticité à haute température, évitant ainsi la fissuration de la couche isolante provoquée par le durcissement et la fragilité du matériau. Le caoutchouc de silicone a une faible énergie de surface et n'absorbe pas facilement l'humidité et les impuretés, garantissant ainsi la fiabilité de l'isolation dans les environnements à haute température. Dans le câble de connexion de l'onduleur de la centrale photovoltaïque, la couche isolante en caoutchouc de silicone peut résister à la température élevée générée par la lumière directe du soleil et résister à l'érosion éolienne et sablonneuse pour assurer une transmission stable de l'énergie électrique.
De la conception de la structure moléculaire à la réalisation des performances des matériaux, la percée technologique d'isolation du câble d'alimentation résistant aux hautes températures redéfinit la norme de transmission de puissance dans les environnements extrêmes. En abandonnant les défauts inhérents aux matériaux traditionnels et en adoptant de nouveaux matériaux dotés de structures moléculaires thermiquement stables, le câble peut continuer à maintenir ses performances d'isolation dans des conditions de température élevée.