پیشنهاد راه حل برای مصالح عایق‌بندی دمای بالا برای ترانسفورماتورهای فرآورنده برق

پسزمینه و چالش​
افران الکتریکی تحت شرایط سخت از جمله دمای بالا و غبار برای مدت طولانی عمل می‌کنند. مواد عایقی ترانسفورماتورهای سنتی در این محیط‌ها با سرعت بیشتری پیر می‌شوند که منجر به خرابی عایق، کاهش عمر مفید و حتی توقف ناخواسته افران می‌شود و به طور قابل توجهی به کارایی تولید تأثیر می‌گذارد.

​استراتژی اصلی​
اجرای رویکرد دوگانه برای تضمین قابلیت اطمینان و عملکرد بلندمدت ترانسفورماتور در دماهای بسیار بالا:

1. ​سیستم عایقی با کارایی بالا در دماهای بالا​
2. ​طراحی ساختار خنک‌سازی بهبود یافته​

​اجراءات کلیدی​

​1. استفاده از مواد عایقی خاص​

• ​به‌روزرسانی عایق رسانا:​​ استفاده از سیم‌های لکه‌دار مقاوم در برابر دماهای بالا (مانند پلی‌ایمید، پوشش‌های نانوکامپوزیت) برای تضمین قدرت عایقی پیچش در طول مدت طولانی در دماهای بالا.
• ​تقویت عایق جامد:​​ استفاده از کاغذ عایقی بی‌عضو (مانند کاغذ میکا، NOMEX®) برای عایق بین لایه‌ها/پیچش‌ها، جایگزینی مواد عضوی سنتی. تحمل دماهای ≥220°C، حذف خطر کربنیزاسیون.
• ​درمان دمای بالا اجزای ساختاری:​​ به‌روزرسانی اجزای کمکی (مانند بابین‌های عایقی، موانع) به پلاستیک‌های مهندسی مقاوم در برابر دماهای بالا یا مواد کامپوزیت لایه‌ای، تحقق مقاومت یکنواخت در برابر دماهای بالا در سراسر سیستم عایقی.

​2. سیستم خنک‌سازی بهینه کارآمد​

• ​طراحی دوبرابر کردن مساحت تảnده:​​ افزایش قابل توجه مساحت فین‌های خنک‌سازی پوشش (بیش از 30% بیشتر از طراحی‌های معمولی) و استفاده از ساختارهای مخزن موج‌دار برای حداکثر کارایی خنک‌سازی تابش طبیعی.
• ​پیکربندی دکمه‌های هواپخش هوشمند:​​ بهینه‌سازی پیکربندی دکمه‌های هواپخش داخلی بر اساس داده‌های شبیه‌سازی حرارتی برای حذف مناطق مرده خنک‌سازی. رابط‌های دکمه‌های هواپخش اجباری پیش‌تنظیم شده برای یکپارچه‌سازی سریع با موتورهای محلی در صورت نیاز.
• ​درمان سطح تابش حرارتی:​​ اعمال پوشش‌های تابش حرارتی با انتشار بالا (انتشار ≥0.9) به سطح فین‌های خنک‌سازی، افزایش کارایی تابش حرارتی بیش از 20%.

​نتایج مورد انتظار​

• پایداری بهبود یافته:​ طبقه دمای سیستم عایقی از طبقه B (130°C) به طبقه H (180°C) یا بالاتر به‌روزرسانی شده، قادر به تحمل دماهای محیطی ≥70°C.
• افزایش عمر مفید:​ عمر طراحی ترانسفورماتور به 15-20 سال (در مقایسه با 8-12 سال برای ترانسفورماتورهای افران الکتریکی سنتی) افزایش یافته، کاهش هزینه‌های تعویض تجهیزات.
• بهینه‌سازی کارایی انرژی:​ کاهش زیان‌های حرارتی 8-12%، بهبود کارایی عملیاتی کلی ≥1.5%.

​خلاصه ارزش راه‌حل​
این راه‌حل با نوآوری دوگانه - مواد و ساختار - به طور قاطع مشکل اصلی پیری عایق ترانسفورماتور ناشی از محیط‌های دمای بالا را حل می‌کند. این راه‌حل تضمین قدرت تأمین مستمر را برای تجهیزات افران الکتریکی در صنایع متالورژی، پردازش شیمیایی، ریخته‌گری و مرتبط با آن‌ها ارائه می‌دهد و به طور قابل توجهی ضررهای ناشی از توقف‌های ناخواسته را کاهش می‌دهد.