ラミネートバスバー用の絶縁材料 – フレキシブルおよびリジッド絶縁とそのパラメータについての簡単な説明

ラミネートバスバーは、複数の導体層と絶縁材料で構成される電気接続部品です。これは、積層低誘導バス バーや銅積層バス バーなど、高電力密度でコンパクトなパワー エレクトロニクス システムで広く使用されています。--その中心的な設計目標は、高電圧および大電流伝送の要件を満たしながら、三次元構造を通じて電界分布と寄生インダクタンスを最適化することで、システム全体の効率と信頼性を向上させることです。-一般的な用途には、高電力コンバータの積層バスバーや DC 配電システム用の積層バスバーなどがあります。{6}}

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

構造的には、積層バスバーは通常、導体を積層した柔軟な絶縁材料を使用して、基本的な導電ユニットを形成します。この構造は、部分的に積層されたバスバーまたは多層複合構造接続バーとしても知られています。-ホットプレスプロセス中に、柔軟な絶縁材料が接着層を介して導体にしっかりと接着され、導体の端に効果的なシールが形成され、複雑な環境でも安定した絶縁性能が維持されます。一般的な柔軟な絶縁材料にはポリエステル (PET) やポリイミド (PI) が含まれます。PET はその包括的な性能上の利点により、3 層積層バスバーや標準バスバー製品で最も広く使用されています。-

 

ポリエステル素材は中程度の耐熱性（通常 105 度）を備えており、長期の熱サイクル条件下でも安定した機械的および電気的特性を維持します。-。伸び率は 100% を超える場合があり、曲げや端の結合時に破れや厚さの減少が起こりにくくなります。さらに、PET は高い相対追跡指数 (CTI) を備えており、沿面リスクを効果的に低減します。これは、高電圧防爆インバータ バスバーなどの高電圧アプリケーションでは特に重要です。- PET は難燃性定格 (例: V0) を満たしながら、さまざまな電圧レベルや構造設計要件に適応するためにさまざまな厚さ (例: 50μm ～ 350μm) も用意されているため、3 レベル インバータ用の積層バスバーや IGBT 用のカスタマイズされた積層バスバーなどの用途に高い汎用性を提供します。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

対照的に、ポリイミド（PI）材料は、より高い耐熱性（通常、RTI が 200 度を超える）を備えた高性能絶縁材料であるため、電気自動車用積層バスバーのコンデンサや電子部品の溶接を伴う構造など、高温溶接や局所的な高い熱負荷を伴う用途に適しています。- PI 材料は機械的剛性が高く、長期応力下でも緩和しにくいため、密閉構造の安定性を維持します。-ただし、CTI 性能は比較的低く、通常はより大きな沿面距離の設計が必要となるため、一部の DC- リンク コンデンサ積層バス バーや DC サポート コンデンサ積層バス バーのアプリケーションなど、中電圧および低電圧環境に適しています。-

 

完全な積層バスバー システムでは、フレキシブル絶縁材は主に導体層間の電気絶縁とシールに使用され、硬質絶縁材料はバスバー アセンブリ間の構造支持と電気絶縁に使用されます。硬質絶縁体の厚さは通常、システムの電圧レベルに直接関係します。一般的な設計原則は、1 キロボルトあたり約 1 mm の硬質絶縁材を使用することです。大容量バックツーバック コンバータ用の積層バスバーや、鉄道交通や地下鉄システム用のインバータ バスバーなどの高-システムでは、部分放電制御と長期信頼性の高い動作要件を満たすために、通常、厚さ 1 mm ～ 6 mm の硬質絶縁層が必要です。-

 

主要な性能パラメータに関しては、相対温度指数 (RTI) と相対トラッキング指数 (CTI) が断熱材を評価するための重要な指標です。 RTI は、長期の熱老化条件下で材料の性能を維持する能力を測定します。-その寿命評価は通常、20,000 時間を超える加速老化試験に基づいており、温度と寿命の間の指数関数的な関係に従います。 CTI は、汚染環境におけるトラッキングに対する材料の耐性を反映しており、高電圧システムにおける沿面距離の設計に重要です。-さらに、材料の伸びは加工中の適応性に直接影響し、シール性能と機械的信頼性を評価するための重要なパラメータの 1 つです。

 

積層バスバーの絶縁材料に対する性能要件は、用途分野によって大きく異なります。高電圧防爆インバータ バスバーや大規模電力変換システムなどの産業用高電圧アプリケーションでは、通常、動作電圧は 1000V ～ 6000V の範囲です。{2}{3}これらの用途では、部分放電制御、電気絶縁性能、長期寿命に関して非常に高い基準が要求されます。-したがって、柔軟な絶縁設計と剛性の高い絶縁設計を組み合わせる必要があり、高 CTI 材料が推奨されます。 EV 制御システム用の高熱伝導率金属化フィルム コンデンサ バス バーなどの新エネルギー車分野では、システム電圧は通常 800V 未満です。断熱性能の要件は比較的低く、軽量設計、耐熱性、組み立てプロセスの適合性がより重視されます。したがって、PI 材料は特定の溶接構造において一定の利点をもたらします。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

さらに、一部の非-積層構造または単一導体用途では、粉体塗装絶縁体、つまり、0.2 mm ～ 3.00 mm の範囲の誘電体塗装を施した粉体塗装された積層母線も使用できます。-このプロセスは複雑な形状の導体を絶縁するのに適しており、良好な表面被覆率と密閉性を実現します。ただし、導体の端や鋭い角での絶縁の一貫性を制御するのが難しいため、電気設備用のカスタマイズされた銅インバータ積層バスバーなどの要求の厳しい用途など、高精度積層バスバー システムでは通常使用されません。-

 

全体として、典型的な積層バスバー受動電子部品と同様に、積層バスバーの性能は絶縁材料の選択と構造設計に大きく依存します。柔軟な断熱材と剛性の高い断熱材を適切に組み合わせ、特定の用途シナリオ（たとえば、複雑なバスバー設置用のラミネートバスバー）、電気的安全性を確保しながら、より高い電力密度とシステム統合を達成できます。