Care sunt provocările în proiectarea fitingurilor de capăt izolatoare din cauciuc siliconic?

Proiectarea fitingurilor metalice pentru izolatoarele din silicon trebuie să echilibreze cerințele multiple, inclusiv etanșarea, optimizarea câmpului electric și conexiunea mecanică. Este, de asemenea, constrâns de procesele de fabricație și de mediile extreme. Orice neglijență poate duce la defecțiuni, cum ar fi ruptura fragilă a tijei miezului și defectarea izolației. Provocările de bază de proiectare sunt concentrate în următoarele aspecte:

Calitatea etanșării determină în mod direct dacă tija miezului izolatorului este corodata, ceea ce o face o provocare de bază în proiectarea fitingurilor. Etanșarea externă implică lipirea unei mantale de cauciuc siliconic pe suprafața exterioară a fitingului. Acest strat de etanșare este expus mediului, vulnerabil la descărcarea corona, arcul și eroziunea naturală, ceea ce duce la riscuri mari de deteriorare. Etanșarea interioară se bazează pe o combinație de caneluri de etanșare și material de etanșare pentru a preveni pătrunderea apei, dar producția necesită aplicarea unui agent de cuplare în interiorul fitingului-uniformitatea și completitudinea acoperirii interne sunt dificil de inspectat. În plus, captarea aerului în timpul injectării cauciucului siliconic în fiting consumă agenți de vulcanizare, determinând nevulcanizarea parțială. Defectele interne de vulcanizare după turnare nu pot fi detectate vizual, crescând semnificativ riscul de defecțiune a etanșării.

Concentrația câmpului electric tinde să apară la joncțiunea fitingului de capăt și a tijei de miez a izolatorilor compoziți. Dacă intensitatea câmpului electric depășește puterea de defalcare a aerului, va avea loc o descărcare corona, accelerând îmbătrânirea tijei miezului și deteriorarea etanșării. Inelele de egalizare a tensiunii sunt esențiale pentru îmbunătățirea distribuției câmpului electric, dar parametrii lor de proiectare sunt foarte exigenți. De exemplu, un tub cu diametrul prea mic nu reușește să reducă efectiv intensitatea câmpului electric de capăt; diametrul exterior insuficient crește puterea câmpului în anumite locații; iar adâncimea excesivă în fusta umbrelei scurtează distanța arcului uscat, scăzând tensiunea de descărcare a impulsului fulgerului. Între timp, nu există un standard tehnic unificat al industriei pentru inelele de egalizare a tensiunii, ceea ce duce la diferențe semnificative în ceea ce privește proiectarea structurii și dimensiunilor între producători. Problemele de instalare, cum ar fi montarea inversă sau inelele nepotrivite complică și mai mult adaptarea designului la izolatorul general.

 

Fitingurile trebuie să suporte în mod stabil greutatea conductorului și să transmită sarcini mecanice, fiecare structură de conectare prezentând provocări unice de proiectare. Structurile pane exterioare nu afectează integritatea tijei miezului, dar necesită o precizie dimensională extrem de ridicată a cavității metalice, a panei exterioare și a circumferinței tijei miezului. Dificultatea mare a procesului are ca rezultat o rezistență mecanică instabilă a îmbinării. Structurile interioare ale panei oferă o rezistență stabilă, dar compromit integritatea tijei miezului, solicitând un control precis asupra poziției și forței panei în timpul proiectării. Structura principală de sertizare necesită o potrivire ridicată a proprietăților fizice între fiting și materialele tijei de bază. Extrudarea precisă pentru a controla deformarea plastică a fitingului este necesară pentru a genera suficientă tensiune pre-de compresiune, care se transformă în forță de frecare pentru a suporta sarcini. Orice abatere de parametru va afecta fiabilitatea conexiunii.

Pe de o parte, aderența interfacială dintre fitinguri, tije de miez și cauciuc siliconic depinde de agenții de cuplare. Grosimea optimă a stratului de adeziv pentru eficacitatea agentului de cuplare este de numai 0,5 μm. Designul trebuie să se potrivească cu procesele de acoperire adecvate-un strat de adeziv prea gros provoacă ruperea suprafeței de lipire, în timp ce un strat prea subțire nu reușește să realizeze reticulare-completă, ceea ce duce cu ușurință la dezlipire sau defectarea izolației. Pe de altă parte, mediile extreme în aer liber exacerba dificultățile de proiectare. De exemplu, diferențele de temperatură ziua-noaptei cauzează discrepanțe de dilatare și contracție termică între fitinguri și cauciucul siliconic, ceea ce poate duce la fisurarea îmbinărilor în timp. Vânturile puternice și galoparea liniei exercită un impact extern continuu asupra conexiunilor fitingurilor, necesitând proiectarea structurii tampon. În plus, materialul metalic al fitingurilor trebuie să echilibreze rezistența la coroziune și rezistența mecanică pentru a evita reducerea capacității de încărcare-și performanța electrică din cauza straturilor de coroziune.

Schemele de proiectare trebuie să se adapteze proceselor reale de producție, altfel pot apărea pericole de calitate. De exemplu, structurile de etanșare exterioare necesită un strat de cauciuc siliconic relativ gros pentru a asigura eficiența etanșării, ceea ce duce la distribuția neuniformă a temperaturii în interiorul și în exteriorul cavității matriței în timpul vulcanizării și vulcanizarea incompletă a pieselor sigilate. Deși pot fi adăugate dispozitive auxiliare de încălzire, acest lucru crește costurile de producție, în contradicție cu obiectivele economice de proiectare. În plus, procesele tradiționale, cum ar fi aplicarea manuală a agentului de cuplare, sunt predispuse la straturi adezive neuniforme și la contaminare secundară. Chiar și cu o structură de conexiune bine-proiectată, defectele procesului pot cauza eșecul legăturii. Proiectarea structurilor de fiting compatibile cu procesele automate de pulverizare necesită echilibrarea preciziei dimensionale și a fezabilității producției.