Võimekul materialivaliku lahendus ja struktuuri optimeerimisskeem

​I. Taust​
Elektrilised juhtmed, mis on põhiline keskkond elektrivoolu ja signaalide edastamiseks, mõjutavad otse süsteemi efektiivsust, töödelda ohutust ja pikaajalist stabiilsust. Komplekssetes töötingimustes võivad probleemid nagu juhtiva materjali elektriliste omaduste puudulikkus, eralduse kihtide vananemine/katkenemine või nõrg mehaaniline kaitse lihtsalt viia suureneva energiakaotuse, lühikese ringi tõenäosuse tõusu ja isegi tuleohu. Seetõttu on oluline teaduslikult valida materjalid ja optimeerida struktuuri, et parandada üldist juhtmehindlust ja tagada energiaga seotud ja side süsteemide usaldusväärne töö.

​II. Lahendus​
​1. Juhtiva materjali optimeerimine: vahendama juhivust ja majanduslikkust​

• ​Põhipraktika:​​ Eelistage kasutamist kõrgepuhastusega saapmatuta veesi (OFC). Selle juhivus ületab 58 MS/m, jäädes palju kõrgemale aluminiumist (umbes 35 MS/m), millest tuleneb oluliselt väiksem Joule'i soojenduskaotus (I²R kaotused) edastamisel ja energiaefektiivsuse paranemine.
• ​Stsenaariumi segmenteerimine:​​
• ​Keskmine/Lühike vahemaa & Suur vool:​​ Jätkake veesi juhtivate kasutamisega. Ristliku pindala disain peab rahuldama ampereväärtuse nõudeid (nt. elektrijuhtmed ≥70mm²), tagades madala impedantsi ja väikese soojenduse.
• ​Pikkade vahemaa õhusüsteemide edastamine:​​ Valige juhiv aluminiumileeg (AA-8000 sarja). Võrdne ampereväärtuse korral on see umbes 50% kehvem kui vees, millest tuleneb oluliselt väiksem torre laeng ja paigalduskulud. Märgimus: Aluminiumi juhiviku ühenduspunktid vajavad erilist kohtlemist (oksüdeerimise vastane pasta, momendiit bolid) selleks, et vältida halba kontakti ja soojenemist.
• ​Innovatiivne lahendus:​​ Majanduslikult tundlikel rakendustel, mis nõuavad massi vähendamist (nt. uute energiaga seotud sõidukite joonlaud), võib valida veesi katmisega aluminiumi (CCA) juhtivaid, säilitades kõrge pinnase juhivuse ja vähendades massi umbes 30%.

​2. Eralduse kihi tugevdamine: Parandama kõrgetemporaalsust ja kestlikkust​

• ​Eelistatav materjal:​​ Kriipsuv polüeteen (XLPE). Selle olulised eelised hõlmavad:
• ​Soojendusomadused:​​ Pidev töötemperatuur ulatub 90°C-ni (30°C kõrgem kui tavaline PE), lühikese ringi kannatav temperatuur 250°C, mis oluliselt aeglustab soojendusaegustumist.
• ​Dielektriilised omadused:​​ Ruumi vastupanuväärtus > 10¹⁴ Ω·cm, võrgusageduse dielektriilne kaotus < 0.001, tagades eralduse kindlust kõrgepinge keskkondades (nt. 35kV elektrijuhtmed).
• ​Mehaaniline tugevus:​​ Kriipsuv struktuur tugevdab lõikumiskindlust ja pakub häid keskkonnakindlust (ESCR).
• ​Eriliste tingimuste reageerimine:​​
• ​Kõrge sagedusega signaalide edastamine:​​ Kasutage füüsikaliselt/keemiliselt foomeeritud PE eraldust, et vähendada dielektriil-konstanti (εr≈1.4) ja minimeerida signaali heledust.
• ​Äärmuslikud temperatuurikeskkonnad:​​ Kasutage kõrgetemporaalset fluoroplastiku eraldust (nt. ETFE), mille töötemperatuur ulatub 150°C-ni.

​3. Struktuuri disaini optimeerimine: Mehaaniline kaitse ja ohutuse tugevdamine​

• ​Kihiline kaitse süsteem:​​
• ​Täitmiskiht:​​ Täitke juhiviku risti olevaid vahti vedeliku blokeeriva naarmiga (super absorbent polüakryüülina) või vedeliku blokeeriva kompositsiooniga, et saavutada pikaikiline vedeliku blokeerimine (vastavalt IEC 60502). Mitmekordsetele juhmidetele kasutage polüpropüleeni täitmislõngu, et tagada ringi täielikkus.
• ​Sisemine kuks:​​ Valige Kõrge-tihedusega polüeteen (HDPE) või termoplastiline polüüreen (TPU), et pakkuda raadiaalset vedeliku vastupidavust ja poolikaarliku pingete (krush resistance ≥2000N/100mm) vastupidavust.
• ​Rüstitus (valikuline):​​
• Raske mehaaniline pingete keskkond (nt. otsemaa paigaldamine): Kasutage tsinkitüdraldatud terase riba rüstituseks (paksus ≥ 0.2mm).
• Vajalik pöördeline vastupidavus (nt. kaevanduse juhtmed): Kasutage kitsa terase druu rüstituseks.
• ​Väliskuks:​​
• ​Põhiline kaitse:​​ Polüviinikloriid (PVC), majanduslik lahendus, mis pakub head ilmastikukindlust (töötemperatuur: -20°C ~ 70°C).
• ​Täiustatud ohutus:​​ Madal-saaste zero haloogeen (LSZH) komposiit, hapniku indeks ≥32, suitsu tihedus Dₛ ≤60 (vastavalt GB/T 19666), mis oluliselt vähendab mürgiste gaaside (HCl <5mg/g) väljaseljast ja nähtavate suitsu riski tulekahju ajal.
• ​Hürdlemise vastupidavus:​​ Nüül 12 kuks, Rockwell's tugevus R120, sobib dünaamiliste paindumiste rakendustele nagu robotide vedelikujuhid.
• ​Elektromagnetiline ühilduvus (EMC) disain:​​ Lisa kõrgpinge juhtmetele veesi draadikaitse (katmine ≥85%). Muutuvate sagedusega juhtmete (VFD) puhul kasutage alumiinium-poliesteri kompleksitaape + tinatud veesi druu kaksikut kaitseks, et takistada kõrge sagedusega segamist (≥60dB segamist 30MHz~1GHz diapazonis).

​III. Skema väärtuse kokkuvõte​
Spetsiifiliste stsenaariumite juhtiv valik (vees/aluminium) võimaldab saavutada dinamiilise tasakaalu juhivuse efektiivsuse ja kulude vahel. XLPE eraldus tagab dielektriil-stabiilsuse kõrgetemporaalsetes keskkondades. Mitme kihi kompleksstruktuur (Täitmine + Kuks + Valikuline rüstitus) ehitab mehaanilised ja tulebarjäärid. See skema vähendab juhtmete edastamiskaotusi 15%~20% (vees vs. aluminium), pikendab kasutusaega üle 30 aasta (XLPE vs. PVC) ja vähendab tuleohutust 70% (LSZH vs. PVC) läbi suitsutuskindla kuksi, kattes üldiselt efektiivsuse, ohutuse ja stabiilsuse põhinõuded.