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完全絶縁筒状バスバーにはどのような絶縁材料が使用されていますか?

完全に絶縁された管状バスバーは、次の 3 つの主要な絶縁材料に依存します。 PTFE(ポリテトラフルオロエチレン) , エポキシ樹脂注型コンパウンド 、そして EPDMシリコーンゴム 。各材料は、電圧クラス、動作温度、および環境暴露に基づいて選択されます。PTFE は高周波と耐薬品性、エポキシ樹脂は中電圧での固体鋳造の機械的強度、EPDM シリコーンゴムは屋外での柔軟性と耐紫外線性を備えています。正しい選択によって、誘電性能、耐用年数、バスバー システムの総コストが決まります。

3つの断熱材の概要

管状バスバー システムを選択する前に、エンジニアは通常、各絶縁タイプの基本的な電気的特性と機械的特性を比較します。以下の表は、仕様書で使用される主要なパラメータをまとめたものです。

プロパティ PTFE エポキシ樹脂鋳造 EPDMシリコーンゴム
絶縁耐力 60~80kV/mm >30 kV/mm 20~25kV/mm
連続温度 -60℃~260℃ -40℃~130℃ -55℃~180℃
耐紫外線・耐候性 素晴らしい 中程度、アウタージャケットが必要 素晴らしい
機械的剛性 低く、柔軟 高剛性鋳造ボディ 中程度の弾力性
代表的な電圧クラス 0.4~35kV 0.4~35kV 0.4~550kV
最適なアプリケーション 化学プラント、開閉装置 屋内変電所、コンパクトバスウェイ 屋外ライン、風力発電所、沿岸地域

PTFE 絶縁体: 化学的および熱的安定性

管状バスバーが攻撃的な化学雰囲気や広い温度変動の中で動作する必要がある場合は、PTFE ラッピングまたは押出成形が選択されます。この材料は、ほぼゼロの吸湿率と低い誘電損失係数を備えており、長年の熱サイクル後でも部分放電レベルを安定に保ちます。石油化学施設や製薬施設では、材質が酸性ミスト、溶剤蒸気、オゾンへの曝露に対して亀裂が生じにくいため、PTFE 管状バス バーが頻繁に指定されます。中電圧導体上の PTFE 層の壁の厚さは通常 1.5 mm ~ 3 mm の範囲で、目標の耐電圧に達するまで複数のラップが適用されます。

エポキシ樹脂鋳造: 硬質構造絶縁体

真空注型されたエポキシ樹脂は、導体の周りに固体でボイドのない絶縁シェルを形成します。このプロセスにより、電界ストレスが集中して部分放電を引き起こす可能性があるエアギャップが排除されます。鋳造エポキシ層は構造コンポーネントとしても機能するため、バスバー自体の機械的剛性が向上し、多くの外部支持ブラケットが必要なくなります。エポキシ樹脂鋳造管状母線は、コンパクトな相間隔が優先される屋内開閉装置室、GIS 統合、および高密度母線路中継に標準的な選択肢です。硬化は、収縮亀裂を防ぐために制御された温度で真空下で実行され、完成した表面は通常、クラス III 汚染レベルに対する耐トラッキング性を備えています。

EPDM シリコーンゴム: 柔軟な屋外保護

EPDM シリコーン ゴム絶縁体は、柔軟なスリーブとして押出成形または成形されており、バスバーが絶縁疲労を起こすことなく熱膨張や機械的振動を吸収できます。この柔軟性と強力な疎水性表面特性を組み合わせることで、EPDM シリコーンゴム管状バス バーは、沿岸の風力発電所、架空送電スパン、および塩水噴霧や豪雨にさらされる屋外設置に最適になります。疎水性の表面は水を素早くはじき、トラッキングを防止するため、湿った汚染条件下でも漏れ電流を低く抑えます。 EPDM 配合物は、約 -55℃ まで弾性を維持するため、寒冷気候の変電所でも材料が硬化したり亀裂が入ったりすることはありません。

適切な断熱材の選び方

材料の選択は、まず設置環境、次に電圧クラスと機械的制約に基づいて行う必要があります。次のチェックリストは、調達エンジニアが使用する一般的な仕様基準を反映しています。

  • スペースに制約のある屋内開閉装置: エポキシ樹脂鋳造は、その剛性とコンパクトな相間隔の点で好まれます。
  • 屋外、海岸、または振動の多い場所: EPDMシリコーンゴム handles salt spray, UV exposure, and thermal cycling.
  • 化学薬品または腐食性ガス環境: PTFE は酸蒸気、溶剤、オゾンに対して劣化することなく耐性があります。
  • 高い短絡電流要件: 基材のデータシートだけでなく、絶縁システムが目標 kA/1s 定格に対してテストされていることを確認してください。
  • 110kVを超える超高圧プロジェクト: EPDMシリコーンゴム and magnesium-aluminum alloy combinations are commonly specified for creepage distance and pollution resistance.

設置および絶縁試験規格

材質に関係なく、完全に絶縁された管状バスバーは、設置後に絶縁抵抗の検証が必要です。 2500V メガオーム計を使用して、相間および接地までの抵抗を測定します。許容可能な測定値は 1 メガオーム以上です。電源周波数耐電圧試験も推奨されており、システムは IEC 61439-6 に基づいて故障することなく 42kV AC に耐えることが期待されます。取り付けブラケットの間隔は約 1.5 メートルにする必要があり、特に硬いエポキシ部分よりも曲がりやすい EPDM シリコーンゴム部分の場合は、絶縁ジャケットの熱の動きに対応するために、延長継手を追加する必要があります。

よくある質問

PTFE とエポキシ樹脂を同じバスバー経路上で組み合わせることができますか?

はい。一部のプロジェクトでは、屋内の剛性セクションにエポキシ樹脂の鋳造を使用し、接続点に PTFE で包まれた柔軟なジョイントを使用し、必要に応じて構造的な剛性と耐薬品性を組み合わせています。

EPDM シリコーン ゴムには保護用の外側ジャケットが必要ですか?

一般的にはノーです。 EPDM シリコーン ゴムは本質的に耐紫外線性と耐オゾン性があるため、通常は追加の保護シースなしで最終外層として取り付けられます。

屋外で最も長い耐用年数を提供する素材はどれですか?

EPDMシリコーンゴム is usually rated for the longest outdoor service life due to its hydrophobic, self-cleaning surface, which limits tracking and contamination buildup over time.

そもそもエポキシ樹脂は屋外設置に適しているのでしょうか?

エポキシ樹脂は、耐候性の外側コーティングと組み合わせることで屋外で使用できますが、追加の保護がなければ、屋内または囲まれた環境に適しています。

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