Силовые композитные материалы: инновационные, способствующие высокоэффективной разработке в энергетическом оборудовании

1. Composite Laminates Mat Mat

Композитные ламинаты волокнистого мата-это изоляционные материалы, изготовленные с помощью горячих стекловолоконных ковриков, ковриков из углеродного волокна или арамидных волоконных матов с высокоэффективными смолами, такими как эпоксидная или фенольная смола. Эти ламинаты характеризуются превосходной электрической изоляцией, способной выдерживать высокое напряжение с низкой диэлектрической потерей и сильным сопротивлением дуги.

Благодаря их высокой прочности и низкому весу, составные ламинаты матового волокна широко используются в силовом оборудовании. По сравнению с традиционной керамикой и металлами, они предлагают более низкую плотность, сохраняя при этом впечатляющую прочность на изгиб и растяжение. Материал также может похвастаться сильной устойчивостью к атмосферу и коррозии, надежно выполняя влажную, высокотемпературную или коррозионную среду.

Приложения включают изоляционные перегородки в подстанциях, опорные структуры в высоковольтных распределительных устройствах и поддержки шины. Например, в рамках высоковольтных распределительных устройств эти ламинаты снижают риск коротких замыканий и повышают безопасность работы. В отличие от металлических опор, которые могут ржаветь и разлагаться в влажных средах, композитные опоры шины обеспечивают превосходную изоляцию и помогают минимизировать короны.

Заглядывая в будущее, поскольку системы передачи и распределения энергии развиваются в сторону более высоких уровней напряжения, составные ламинаты матового волокна будут продолжать развиваться в направлении более высокой диэлектрической прочности, более легкого веса и большей совместимости окружающей среды. Такие достижения, как нано-наполненные системами смолы, еще больше повысят тепловую стабильность и сопротивление старению.

2. Композитные изолированные структурные компоненты для систем UHVDC

Системы передачи с ультра-высоким напряжением (UHVDC) спрос на системы спроса с чрезвычайно высокой производительностью. Композитные материалы, с их превосходной силой, усталостью и изоляцией, стали незаменимыми в оборудовании UHVDC.

Эти компоненты обычно изготавливаются из эпоксидной эпоксии из стекловолокна (GFRP) или эпоксидной смолы, усиленной углеродным волокном (CFRP). Они предлагают выдающуюся механическую прочность, способную выдерживать ветер, сейсмические силы и суровые условия окружающей среды. Они также сопротивляются вспомогательному загрязнению и ультрафиолетовому излучению, что делает их подходящими для сложных климатических применений.

В реальных приложениях композитные стойки изолятора, используемые в линиях UHVDC, легче и более устойчивы к вспышке загрязнения, чем традиционные керамические изоляторы. Композитные кроссоры демонстрируют значительно более высокую прочность, чем стальные конструкции, одновременно намного легче, тем самым снижая затраты на установку и техническое обслуживание.

Более того, композитные изоляционные привязки все чаще используются в системах поддержки передачи и распределения, эффективно сводящих к минимуму потерю энергии от коронного разряда. С учетом того, что Китай ускоряет строительство своей сети передачи UHV, ожидаемой для охвата нескольких провинций к 2030 году, рыночный спрос на эти композитные компоненты быстро расти. Эта тенденция способствует постоянным инновациям в разработке материалов, оптимизации процессов и обновлении продуктов.

3. Литые композитные биполярные пластины

Литые композитные биполярные пластины широко используются в высоковольтной передаче и распределении постоянного тока, топливных элементах и ​​системах хранения энергии. Произведенные с помощью высокотемпературного литья углеродного волокна, графитового порошка и термореактивной смолы, эти пластины сочетают в себе легкую и высокую прочность с превосходной проводимостью и изоляционными свойствами.

Они оптимизируют распределение тока и эффективность системы, демонстрируя сильную коррозионную стойкость и долговечность во влажных и высокотемпературных средах. Приложения включают в себя электродные пластины в системы хранения энергии, такие как литийные батареи и суперконденсаторы.

На конвертерных станциях HVDC композитные биполярные пластины повышают эффективность преобразования энергии. В энергетическом секторе водорода стеки топливных элементов полагаются на эти пластины, чтобы повысить как проводимость, так и долговечность.

Будущее развитие формованных композитных биполярных пластин будет сосредоточено на достижении более низкого сопротивления контакта, более высокой проводимости и большей долговечности. Ожидается, что инновации, такие как наноглеродные наполнители, будут дальнейшим повышением производительности, расширяя их применение через хранение энергии и высоковольтную передачу.

Заключение

Благодаря их преимуществам высокой прочности, низкого веса, превосходной изоляции и сильной погодного сопротивления, мощные композитные материалы играют все более важную роль в современном оборудовании для передачи и распределения. Такие продукты, как составные ламинаты с матовым волокном, композитные изолированные конструкционные детали UHVDC, а также формованные составные биполярные пластины предлагают более безопасные, более долговечные и экономически эффективные решения для энергетической отрасли.

Поскольку интеллектуальные сетки и новые технологии хранения энергии продолжают продвигаться, сценарии приложений для композитных материалов будут дополнительно расширяться. При поддержке передовых методов производства и разработки материалов следующего поколения, энергетический сектор должен ввести новую эру эффективности, безопасности и устойчивости, обеспечиваемой композитами.