帝斯曼工程材料

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热塑性工程材料提高塑壳断路器的性能与可靠性

13 九月 2020
  • 沈庆亚 Peter Shen

为保证日益增长的全球能源网络的优化运行,电力系统对提高能源效率、提升系统安全性和可靠性的要求越来越高。作为其中的一份子,自然对塑壳断路器(MCCB)的要求也在提高。

电力系统在小型化的同时要求提高性能、安全性和成本效益。这要求所用材料具备更强的机械性能。帝斯曼开发出一整套工程塑料解决方案,以帮助满足这些需求。

帝斯曼:微型断路器的市场领导者

过去几十年中,帝斯曼在替换微型断路器(MCB)的热固性材料方面发挥了先锋作用。现在世界上大多数MCB都采用热塑性材料制造。主要驱动力始终是在降低成本的同时提高安全性和性能。帝斯曼的定制无卤阻燃聚酰胺——Akulon®促进了这种过渡,同时为帝斯曼积累了大量的技术与经验,优化产品配方,使之在断路器的应用中达到极佳性能。对MCCB日益增长的需求,已促使帝斯曼进一步扩大其工程塑料产品组合——基于Akulon®(PA6、PA66)、Stanyl®, ForTii™和Xytron™,用以替换热固性塑料。

帝斯曼产品组合

帝斯曼的产品组合包含Stanyl®聚酰胺46系列高性能材料(包括新一代的Stanyl® CR系列产品)、Akulon®聚酰胺6和66无卤阻燃产品,以及ForTii,Xytron™(PPS),帝斯曼提供的解决方案可用于各种外壳组件,内部机构件以及断路器灭弧室中的功能性部件,带来安全和符合成本效益的解决方案。

图1无卤阻燃产品组合

与传统热固性材料零部件相比,使用这些材料能让帝斯曼的客户生产出具备更高电气寿命、更美观和壁厚更薄的零部件。

塑壳断路器(MCCB)外壳

用帝斯曼工程塑料替换传统的热固性MCCB外壳,可减小壁厚,使体积减小多达25%。这将使成本降低达15%,同时提高设计自由度并促进一体化智能组件解决方案的实现。帝斯曼的材料提供更好的安全性和电气寿命,并增 加环境友好型材料的使用。帝斯曼还提供了无卤阻燃材料PA6和PA66的选择。Akulon® XG-FKGS6和Akulon® SG-KGS6为30%玻璃纤维增强阻燃材料,在壁厚非常薄时依然能满足UL94 V0要求,适合用于MCCB的盖和底座。

图2 MCCB外壳的优化设计

内部功能组件

Akulon®、Stanyl®和ForTii满足对于脱扣杆、脱扣单元和灭弧室材料几乎所有的严格要求,这些应用中高温力学和电气性能都是至关重要的。帝斯曼最新的ForTii®产品组合将为您提供更加优异的性能,用于要求更加苛刻的零件。

ForTii® F11和F12都具备成本竞争力,提供305℃的热变形温度(HDT),以及150℃下极佳的绝缘老化性能。该材料的漏电起痕指数(CTI)高达800伏,具备优异的电气寿命。无论在制造中还是使用中,这种材料加工性能优异(低腐蚀、低排气),表面美观。

 图3 几种材料的产气性能

新开发的Stanyl® CR310材料具有295℃的熔点,适合用于高分断要求的MCCB。之前基于BMC、PA6/POM和PA6/PP混合物的解决方案无法满足这样的要求。Stanyl® CR310的高熔点结合帝斯曼新研发的添加剂,形成许多传统系统不具备的独特功能表现。

图4 灭弧性能

在灭弧室测试中,由于气吹灭弧以及较高的试后介电强度,Stanyl® CR310显示了快速灭弧能力。这一先进的电气性能为MCCB带来更高的电气寿命、降低了外壳承受的负载,并提高整体安全性。

位于镇江市的江苏辉能电气有限公司,是第一家全面使用帝斯曼工程材料制造塑壳断路器的企业。辉能总经理江先生说:“除了帝斯曼公司的材料之外,帝斯曼对该应用领域的了解、所提供建议的深度、与 我们一同创新的愿景及其持续的支持都令辉能电气印象深刻”。

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