Isolierfolien für hohe Feldstärken in Stromschienen

Stromschiene

Isolierfolien für hohe Feldstärken in Stromschienen

Ahlhorn | 09.09.2020

Der Ausbau der Ladeinfrastruktur in Deutschland und die höhere Leistungsfähigkeit von Elektrofahrzeugen stellen Hersteller von Stromschienen, Ladeinfrastruktur- und Batteriesystemen vor neue Herausforderungen. Hohe Durchschlagsfestigkeit, Teilentladungsfestigkeit und geringe Bauteilgrößen sind die Anforderungen aus der Automobilindustrie und Anlagenbauer für Ladestationen von Elektromobilen.

Bei hochintegrierten Bauteilen mit hohen Feldstärken ist die Homogenität der aufzutragenden Schicht besonders wichtig, da Variationen in der Schichtdickenhöhe sich direkt auf die Durchschlagfestigkeit des Materials auswirken. Die Durchschlagsfestigkeit ist maßgeblich Abhängig vom Durchmesser und den dielektrischen Eigenschaften eines Materials.

Zur Herstellung von mehrschichtigen stromführenden Systemen kommt überwiegend die Folientechnik zur Isolierung leitender Ebenen zum Einsatz. Die Folientechnik zeichnet sich durch hohe Homogenität in der Schichtdickenhöhe aus. Eine hohe Homogenität der Schicht ist notwendig, da es durch Lufteinschlüsse zu Vorentladungen kommen kann, die die umgebende Luft ionisiert und ein Durchschlag dadurch eher wahrscheinlich wird. Darüber hinaus werden umgebende Isolationswerkstoffe auf Dauer durch Ultraviolettstrahlung geschädigt.
Der Randbereich in der Folientechnik muss nachbearbeitet werden. Dazu werden folgende Verfahren angewendet:

Open Mould

Beim Open Mould-Verfahren überlappen die Isolatorschichten den Metalllayer im Randbereich, schließen diesen jedoch nicht ein, so dass im Seitenbereich volles Potenzial der unterschiedlichen stromführenden Ebenen anliegt. Je nach anliegender Feldstärke wird die Luft im Randbereich ionisiert, was bei höheren elektrischen Feldstärken zu Lichtbögen, bzw. zu Schädigung des Materials durch Ultraviolettstrahlung führen kann. Das Verfahren zeichnet sich durch geringe Fertigungsaufwand aus und ist ausschließlich für den Einsatz in Schaltschränken und trocknen Anwendungsbereichen mit geringen Feldstärken ausgelegt.

Potting

Ähnlich wie das Open Mould-Verfahren überlappt die Isolatorschicht den Metalllayer im Randbereich. Durch Vergussmasse und anschließende Nachbearbeitung der Ränder werden die stromführenden Ebenen versiegelt. Problemstellungen können sich durch Lufteinschlüsse ergeben, die zur Schädigung des Isolators durch Ultraviolettstrahlung führen. Je nach Material ist das Verfahren für höhere Feldstärken ausgelegt.

Closed Mould

Im Closed Mould-Verfahren wird die überstehende Folie verpresst und schließt so die stromführenden Ebenen seitlich vollumfänglich ab. Beim Randabschluss gilt es Lufteinschlüsse zu vermeiden

Isolierfolien der Dr.Dietrich Müller GmbH erlauben je nach Verfahrenstechnik hohe Freiheitsgrade bei der Herstellung von Bauteilen. Insbesondere bei hochintegrierten Hochleistungssystemen spielen hohe Freiheitsgrade bei der Konstruktion eine Rolle. Beispiele hierfür sind:

– Ladestationen für Elektromobile und weitere Systeme der Ladeinfrastruktur
– Leistungsregler, Akkumulatoren und Ladesysteme von Elektromobilen, bzw. Hybridfahrzeugen
– Fahrzeugelektronik von Lokomotiven, Straßenbahnen und Elektrobussen
– Windkraftanlagen und Off-Shore-Systeme für erneuerbare Energien
– Hochstromsysteme für Flugzeuge
– Leistungselektronik in Computer, Server- und Telekommunikationssystemen

Die Dr. Dietrich Müller GmbH ist auf die Herstellung von Polyimidfolie, Elektro-Isolierstoffen, Wärmeleitprodukten, Dichtungen und technischen Folien spezialisiert. Das Produktportfolio umfasst flexible Elektroisolierstoffe, Prepregs, beschichtete Gewebe, Klebebänder, Schichtpressstoffe und Profile, Wärmeleitprodukte, technische Folien, Dichtungsmaterialien, Glimmerprodukte und weitere Produktegruppen.
Für die Umsetzung der Aufträge kommen sowohl Materialien von Fremdanbietern als auch eigene patentierte Lösungen zum Einsatz. Neben eigenen Produkten werden auch technische Dienst- und Beratungsleistungen angeboten.
Primäre Zielmärkte sind die Elektronik-, Solar-, Automobil- und Kabelindustrie sowie der Elektromotoren-, Transformatoren- und Generatorenbau.

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