روش مواد عایق‌بندی دمای بالا برای ترانسفورماتورهای فرآورنده الکتریکی

زمینه و چالش​
کوره‌های الکتریکی تحت شرایط سخت مانند دمای بالا و گرد و غبار برای مدت طولانی کار می‌کنند. مواد عایق بندی ترانسفورماتورهای سنتی در این محیط‌ها پیری سریع‌تر می‌یابند که منجر به شکست عایق بندی، کاهش طول عمر و حتی توقف ناخواسته کوره می‌شود و تأثیر قابل توجهی بر کارایی تولید دارد.

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

1. ​سیستم عایق بندی با کارایی بالا و مقاومت در برابر دماهای بالا​
2. ​طراحی ساختار خنک‌سازی بهبود یافته​

​اصول اجرایی کلیدی​

​1. استفاده از مواد عایق بندی ویژه​

• ​به‌روزرسانی عایق بندی رسانا:​​ استفاده از سیم‌های اناملد شده مقاوم در برابر دماهای بالا (مثلاً پلی‌ایمید یا پوشش‌های نانوکامپوزیت) برای اطمینان از قدرت عایق بندی پیچشی که در دماهای بالا برای مدت طولانی نمی‌پوسد.
• ​تقویت عایق بندی جامد:​​ استفاده از کاغذ عایق بندی بی‌آلیه (مانند کاغذ میکا، NOMEX®) برای عایق بندی بین لایه‌ها و بین دورها، جایگزینی مواد آلی سنتی. مقاوم در برابر دماهای ≥220°C، حذف خطر کربن‌زدن.
• ​درمان دمای بالا اجزای ساختاری:​​ به‌روزرسانی اجزای کمکی (مانند بابین‌های عایق بندی، موانع) به پلاستیک‌های مهندسی مقاوم در برابر دماهای بالا یا مواد کامپوزیت لایه‌ای، دستیابی به مقاومت یکنواخت در برابر دماهای بالا در سراسر سیستم عایق بندی.

​2. سیستم خنک‌سازی بهینه و کارآمد​

• ​طراحی دوبرابر کردن مساحت تشعشع حرارتی:​​ افزایش قابل توجه مساحت فین‌های خنک‌سازی صندوق (بیش از 30٪ بیشتر از طرح‌های سنتی) و استفاده از ساختارهای صندوق موجدار برای بهینه‌سازی کارایی خنک‌سازی تشعشعی طبیعی.
• ​پیکربندی هوشمند مجرای هوا:​​ بهینه‌سازی پیکربندی مجراهای هوا داخلی بر اساس داده‌های شبیه‌سازی حرارتی برای حذف مناطق مرده خنک‌سازی. رابط‌های مقدماتی مجرای خنک‌سازی اجباری برای یکپارچه‌سازی سریع با مراوح محلی در صورت نیاز.
• ​درمان سطح تشعشع حرارتی:​​ اعمال پوشش‌های تشعشع حرارتی با ضریب تابش بالا (ضریب تابش ≥0.9) به سطوح فین‌های خنک‌سازی، افزایش بیش از 20٪ کارایی تشعشع حرارتی.

​نتایج مورد انتظار​

• پایداری بهبود یافته:​ طبقه‌بندی دما سیستم عایق بندی از طبقه B (130°C) به طبقه H (180°C) یا بالاتر بهبود یافته، قادر به تحمل دماهای محیطی ≥70°C.
• افزایش طول عمر:​ طول عمر طراحی ترانسفورماتور به 15-20 سال (مقایسه با 8-12 سال برای ترانسفورماتورهای کوره الکتریکی سنتی)، کاهش هزینه‌های تعویض تجهیزات.
• بهینه‌سازی کارایی انرژی:​ کاهش 8-12٪ از زیان‌های حرارتی، دستیابی به بهبود کارایی عملیاتی ≥1.5٪.

​خلاصه ارزش راه‌حل​
این راه‌حل با نوآوری دوگانه - مواد و ساختار - نقطه دردناک کلیدی پیری عایق بندی ترانسفورماتور ناشی از محیط‌های دمای بالا را به طور قاطع حل می‌کند. این راه‌حل تأمین برق قابل اعتماد 24 ساعته برای تجهیزات کوره الکتریکی در صنایع متالورژی، پردازش شیمیایی، گدازش و مرتبط آنها را فراهم می‌کند و به طور قابل توجهی زیان‌های ناشی از توقف‌های ناخواسته را کاهش می‌دهد.