Welche Isoliermaterialien werden für vollisolierte rohrförmige Stromschienen verwendet?

Vollisolierte rohrförmige Sammelschienen basieren auf drei primären Isoliermaterialien: PTFE (Polytetrafluorethylen) , Epoxidharz-Gießmasse , und EPDM-Silikonkautschuk . Jedes Material wird auf der Grundlage von Spannungsklasse, Betriebstemperatur und Umgebungseinflüssen ausgewählt – PTFE für Hochfrequenz- und Chemikalienbeständigkeit, Epoxidharz für feste mechanische Festigkeit bei mittlerer Spannung und EPDM-Silikonkautschuk für Flexibilität im Außenbereich und UV-Beständigkeit. Die richtige Wahl bestimmt die dielektrische Leistung, die Lebensdauer und die Gesamtkosten des Sammelschienensystems.

Drei Dämmstoffe im Überblick

Vor der Auswahl eines röhrenförmigen Sammelschienensystems vergleichen Ingenieure in der Regel die grundlegenden elektrischen und mechanischen Eigenschaften jedes Isolationstyps. Die folgende Tabelle fasst die in Spezifikationsdokumenten verwendeten Kernparameter zusammen.

PTFE-Isolierung: Chemische und thermische Stabilität

Wenn eine rohrförmige Sammelschiene in aggressiven chemischen Atmosphären oder großen Temperaturschwankungen betrieben werden muss, wird eine PTFE-Umhüllung oder -Extrusion gewählt. Das Material weist eine Feuchtigkeitsabsorptionsrate von nahezu Null und einen niedrigen dielektrischen Verlustfaktor auf, wodurch die Teilentladungswerte auch nach Jahren thermischer Wechselwirkungen stabil bleiben. In petrochemischen und pharmazeutischen Anlagen werden häufig röhrenförmige Stromschienen aus PTFE eingesetzt, da das Material Säurenebel, Lösungsmitteldampf und Ozon standhält, ohne zu reißen. Die Wandstärke für PTFE-Schichten auf einem Mittelspannungsleiter liegt typischerweise zwischen 1,5 mm und 3 mm, wobei mehrere Umwicklungen angebracht werden, um die angestrebte Spannungsfestigkeit zu erreichen.

Epoxidharzguss: Starre strukturelle Isolierung

Vakuumvergossenes Epoxidharz bildet eine feste, hohlraumfreie Isolierhülle um den Leiter. Dieser Prozess eliminiert Luftspalte, die andernfalls die elektrische Feldspannung konzentrieren und eine Teilentladung auslösen würden. Eine gegossene Epoxidschicht fungiert auch als strukturelles Bauteil, sodass die Stromschiene selbst an mechanischer Steifigkeit gewinnt und nicht so viele externe Stützhalterungen benötigt. Rohrförmige Sammelschienen aus Epoxidharzguss sind die Standardwahl für Schaltanlagenräume in Innenräumen, für die GIS-Integration und für Stromschienenverteiler mit hoher Dichte, bei denen ein kompakter Phasenabstand Priorität hat. Die Aushärtung erfolgt unter Vakuum bei kontrollierter Temperatur, um Schrumpfungsrisse zu verhindern, und die fertige Oberfläche ist in der Regel kriechstrombeständig gegenüber Verschmutzungsgraden der Klasse III.

EPDM-Silikonkautschuk: Flexibler Outdoor-Schutz

Die Isolierung aus EPDM-Silikonkautschuk wird als flexible Hülle extrudiert oder geformt, sodass die Sammelschiene Wärmeausdehnung und mechanische Vibrationen absorbieren kann, ohne dass die Isolierung ermüdet. Aufgrund dieser Flexibilität in Kombination mit starken hydrophoben Oberflächeneigenschaften eignen sich röhrenförmige Sammelschienen aus EPDM-Silikonkautschuk hervorragend für Windparks an der Küste, Freileitungsbrücken und alle Außeninstallationen, die Salznebel oder starken Regenfällen ausgesetzt sind. Die hydrophobe Oberfläche leitet Wasser schnell ab und verhindert Kriechströme, wodurch der Leckstrom auch bei nasser Verschmutzung niedrig bleibt. EPDM-Formulierungen behalten auch ihre Elastizität bis etwa -55 °C bei, sodass das Material in Umspannwerken mit kaltem Klima nicht versteift oder reißt.

Produktpalette

Produktserie für röhrenförmige Sammelschienen

Eine Auswahl vollständig isolierter und unterstützender Komponenten, die für die oben beschriebenen Spannungsklassen und Umgebungen entwickelt wurden.

Rohrförmige PTFE-Sammelschiene Vollisolierte Serie

Epoxidharzguss Tubular Bus Bar Vollisolierte Serie

EPDM-Silikonkautschuk Tubular Bus Bar Vollisolierte Serie

Pfostenisolator Aluminiumlegierungsserie

Sammelschienenträger Aluminiumlegierungsserie

So wählen Sie das richtige Dämmmaterial aus

Die Materialauswahl sollte zuerst auf der Installationsumgebung, dann auf der Spannungsklasse und den mechanischen Einschränkungen basieren. Die folgende Checkliste spiegelt gängige Spezifikationskriterien wider, die von Beschaffungsingenieuren verwendet werden.

• Innenliegende, platzbeschränkte Schaltanlage: Epoxidharzguss wird aufgrund seiner Steifigkeit und des kompakten Phasenabstands bevorzugt.
• Standorte im Freien, an der Küste oder mit starken Vibrationen: EPDM-Silikonkautschuk handles salt spray, UV exposure, and thermal cycling.
• Chemische oder korrosive Gasumgebungen: PTFE widersteht Säuredämpfen, Lösungsmitteln und Ozon, ohne sich zu zersetzen.
• Hohe Anforderungen an den Kurzschlussstrom: Bestätigen Sie, dass das Isolationssystem auf die angestrebte kA/1s-Einstufung getestet wurde und nicht nur das Datenblatt des Basismaterials.
• Ultrahochspannungsprojekte über 110 kV: EPDM-Silikonkautschuk and magnesium-aluminum alloy combinations are commonly specified for creepage distance and pollution resistance.

Installations- und Isolationsprüfnormen

Unabhängig vom Material erfordern vollständig isolierte rohrförmige Sammelschienen nach der Installation eine Überprüfung des Isolationswiderstands. Zur Messung des Widerstands zwischen den Phasen und zur Erde wird ein 2500-V-Megaohmmeter verwendet, wobei akzeptable Messwerte nicht unter 1 Megaohm liegen. Es wird auch eine Prüfung der Spannungsfestigkeit bei Netzfrequenzen empfohlen, wobei gemäß IEC 61439-6 von Systemen erwartet wird, dass sie 42 kV Wechselstrom ohne Ausfall standhalten. Die Montagehalterungen sollten einen Abstand von ca. 1,5 Metern haben, und auf langen Strecken sollten Dehnungsfugen angebracht werden, um thermische Bewegungen des Isoliermantels auszugleichen, insbesondere bei EPDM-Silikonkautschukabschnitten, die sich stärker biegen als starre Epoxidabschnitte.

Häufig gestellte Fragen