2023-10-12
Výkon izolačních materiálů přímo ovlivňuje kvalitu, efektivitu zpracování a rozsah použití solárních fotovoltaických kabelů.Tento článek stručně analyzuje výhody a nevýhody běžně používaných solárních fotovoltaických kabelových izolačních materiálů s cílem diskutovat s průmyslem a postupně zkracovat mezeru mezi mezinárodními kabely.
Vzhledem k rozdílům mezi různými izolačními materiály má výroba drátů a kabelů a zpracování drátů své vlastní charakteristiky.Plné pochopení těchto charakteristik bude přínosem pro výběr materiálů fotovoltaických kabelů a kontrolu kvality produktu.
Izolační materiál PVC polyvinylchlorid (dále jen PVC) je směs stabilizátorů, změkčovadel, retardérů hoření, maziv a dalších přísad přidávaných do prášku PVC.Podle různé aplikace a různých charakteristik drátu a kabelu je vzorec odpovídajícím způsobem upraven.Po desetiletích výroby a používání se současná technologie výroby a zpracování PVC stala velmi vyspělou.Izolační materiál z PVC má velmi širokou škálu aplikací v oblasti solárních fotovoltaických kabelů a má své vlastní zjevné vlastnosti:
1) Technologie výroby je vyzrálá a snadno se tvaruje a zpracovává.Ve srovnání s jinými typy kabelových izolačních materiálů má nejen nízkou cenu, ale také může být účinně řízen, pokud jde o povrchový barevný rozdíl, stupeň lehkého němého tisku, účinnost zpracování, měkkou tvrdost, adhezi vodičů, mechanické, fyzikální a elektrické vlastnosti. samotného drátu.
2) Má velmi dobré vlastnosti zpomalující hoření, takže kabely s izolací z PVC mohou snadno dosáhnout třídy zpomalující hoření vyžadované různými normami.
3) Z hlediska teplotní odolnosti, optimalizací a vylepšením složení materiálu, v současnosti běžně používané typy izolací z PVC zahrnují především následující tři kategorie:
| Kategorie materiálu | Jmenovitá teplota (maximální) | aplikace | Vlastnosti použití |
| normální typ | 105 ℃ | Izolace a bunda | Podle požadavků lze použít různé tvrdosti, obecně měkké, snadno tvarovatelné a zpracovatelné. |
| Polotuhý (SR-PVC) | 105 ℃ | Izolace jádra | Tvrdost je vyšší než u běžného typu a tvrdost je nad Shore 90A.Ve srovnání s běžným typem se zlepšila mechanická pevnost izolace a lepší tepelná stabilita.Nevýhodou je špatná měkkost a ovlivnění rozsahu použití. |
| zesíťované PVC (XLPVC) | 105 ℃ | Izolace jádra | Obecně se zesíťuje ozařováním za účelem přeměny běžného termoplastického PVC na nerozpustný termosetový plast.Molekulární struktura je stabilnější, mechanická pevnost izolace je zlepšena a teplota při zkratu může dosáhnout 250 °C. |
4) Pokud jde o jmenovité napětí, obecně se používá pro jmenovitá napětí 1000 V AC a nižší, která mohou být široce používána v domácích spotřebičích, přístrojovém vybavení, osvětlení, síťové komunikaci a dalších průmyslových odvětvích.
PVC má také některé nedostatky, které omezují jeho použití:
1) Protože obsahuje velké množství chlóru, velké množství hustého kouře se při hoření udusí, ovlivní viditelnost a vytvoří některé karcinogeny a plyn HCl, což vážně poškodí životní prostředí.S rozvojem technologie výroby bezhalogenových izolačních materiálů s nízkou kouřivostí se postupné nahrazování izolace z PVC stalo nevyhnutelným trendem ve vývoji kabelů.V současné době některé vlivné a společensky odpovědné podniky jasně předložily harmonogram náhrady PVC materiálů v technických normách společnosti.
2) Běžná PVC izolace má špatnou odolnost vůči kyselinám a zásadám, žáruvzdorným olejům a organickým rozpouštědlům.Podle podobných chemických zásad kompatibility se PVC dráty ve stanoveném prostředí snadno poškodí a prasknou.Nicméně s jeho vynikajícím zpracovatelským výkonem a nízkou cenou.PVC kabely jsou stále široce používány v domácích spotřebičích, osvětlení, mechanickém zařízení, přístrojovém vybavení, síťové komunikaci, elektroinstalaci budov a dalších oblastech.
Zesíťovaný polyethylen (Cross-linke PE, dále jen XLPE) je polyethylen, který je vystaven vysokoenergetickým paprskům nebo síťovacím činidlům a může se za určitých podmínek transformovat z lineární molekulární struktury na trojrozměrnou. .Zároveň se přeměňuje z termoplastu na nerozpustný termoset.Po ozáření,XLPE solární kabelizolační plášť má vlastnosti vysoké teplotní odolnosti, odolnosti proti ultrafialovému záření, oleji, mrazu atd., s životností více než 25 let, což je nesrovnatelné s běžnými kabely.
V současné době existují tři hlavní metody síťování při aplikaci izolace vodičů a kabelů:
1) Peroxidové síťování.Nejprve se polyethylenová pryskyřice smíchá s vhodným síťovacím činidlem a antioxidantem a podle potřeby se přidají další složky, aby se vytvořily částice zesíťovatelné polyethylenové směsi.Během procesu vytlačování dochází k zesíťování prostřednictvím zesíťovacího potrubí horké páry.
2) Silanové síťování (zesíťování teplou vodou).Je to také metoda chemického síťování.Hlavním mechanismem je zesíťování organosiloxanu a polyethylenu za specifických podmínek.Stupeň zesítění může obecně dosáhnout asi 60 %.
3) Zesíťování zářením je použití vysokoenergetických paprsků, jako jsou paprsky r, α, elektronové paprsky a další energie k aktivaci atomů uhlíku v makromolekulách polyethylenu pro zesíťování.Vysokoenergetické paprsky běžně používané v drátech a kabelech jsou elektronové paprsky produkované urychlovači elektronů.Protože zesíťování závisí na fyzické energii, jedná se o fyzické zesítění.Výše uvedené tři různé metody síťování mají různé vlastnosti a aplikace:
| Kategorie křížových vazeb | Funkce | aplikace |
| Peroxidové síťování | Během procesu síťování musí být teplota přísně kontrolována a síťování je generováno prostřednictvím síťovacího potrubí horké páry. | Je vhodný pro výrobu vysokonapěťových, velkodélkových, velkoprůřezových kabelů a výroba malých specifikací je více plýtvává. |
| Silanové síťování | Silanové zesíťování může používat obecné vybavení.Extruze není omezena teplotou.Síťování začíná při vystavení vlhkosti.Čím vyšší je teplota, tím vyšší je rychlost síťování. | Je vhodný pro kabely s malými rozměry, malými specifikacemi a nízkým napětím.Zesíťovací reakci lze dokončit pouze za přítomnosti vody nebo vlhkosti, což je vhodné pro výrobu nízkonapěťových kabelů. |
| Radiační síťování | Vzhledem k energii zdroje záření se používá pro izolaci, která není příliš silná.Když je izolace příliš silná, pravděpodobně dojde k nerovnoměrnému ozáření. | Je vhodný pro tloušťku izolace není příliš tlustý, vysokoteplotní odolný kabel zpomalující hoření. |
Ve srovnání s termoplastickým polyethylenem má izolace XLPE následující výhody:
1) Vylepšená odolnost proti tepelné deformaci, zlepšené mechanické vlastnosti při vysokých teplotách a zlepšená odolnost proti praskání vlivem vnějšího namáhání a tepelnému stárnutí.
2) Zvýšená chemická stabilita a odolnost proti rozpouštědlům, snížený průtok za studena, v zásadě zachován původní elektrický výkon, dlouhodobá pracovní teplota může dosáhnout 125 ℃ a 150 ℃, zesíťovaný polyethylen izolovaný drát a kabel, také vylepšená odolnost proti zkratu , jeho krátkodobá teplota může dosáhnout 250 ℃, stejná tloušťka drátu a kabelu, proudová zatížitelnost XLPE je mnohem větší.
3) XLPE izolované vodiče a kabely mají vynikající mechanické, vodotěsné a radiační vlastnosti, takže mají širokou škálu aplikací.Jako jsou: elektrické vnitřní propojovací dráty, motorové kabely, osvětlovací kabely, automobilové nízkonapěťové řídící kabely, lokomotivní dráty, dráty a kabely metra, kabely na ochranu životního prostředí v hornictví, námořní kabely, kabely pro pokládku jaderné energie, vysokonapěťové televizní kabely, X -RAY pálí vysokonapěťové kabely a průmysl drátů a kabelů pro přenos energie.
Polohovatelný XLPE solární kabel
XLPE izolované vodiče a kabely mají významné výhody, ale mají také některé vlastní nedostatky, které omezují jejich použití:
1) Slabý tepelně odolný blokovací výkon.Zpracování a používání vodičů při teplotě přesahující jmenovitou teplotu vodičů může snadno způsobit adhezi mezi vodiči, což může vážně způsobit porušení izolace a vytvoření zkratu.
2) Slabý tepelně odolný řezný výkon.Při teplotách přesahujících 200 °C se izolace vodiče stává extrémně měkkou a při stlačení a nárazu vnějšími silami může vodič snadno přeříznout a zkratovat.
3) Barevný rozdíl mezi šaržemi je obtížné kontrolovat.Při zpracování se snadno poškrábe, zbělá a otiskne.
4) XLPE izolace na úrovni teplotní odolnosti 150 °C, zcela bez halogenů a schopná projít testem spalování VW-1 podle specifikace UL1581 a zachovat si vynikající mechanický a elektrický výkon, stále existují určitá úzká místa ve výrobní technologii a ceně je vysoká.
5) Neexistuje žádná relevantní národní norma pro izolovaný vodič z tohoto druhu materiálu pro připojení elektronických a elektrických spotřebičů.
Silikonový kaučuk je také molekula polymeru je řetězová struktura tvořená vazbami SI-O (křemík-kyslík).Vazba SI-O je 443,5 KJ/MOL, což je mnohem více než energie vazby CC (355 KJ/MOL).Většina drátů a kabelů ze silikonové pryže používá procesy vytlačování za studena a vysokoteplotní vulkanizační procesy.Mezi mnoha dráty a kabely ze syntetické pryže má silikonová pryž díky své jedinečné molekulární struktuře lepší výkon než jiné běžné pryže:
1) Velmi měkká, dobrá elasticita, bez zápachu a netoxická, nebojí se vysoké teploty a odolná vůči silnému chladu.Rozsah provozních teplot je -90~300℃.Silikonová pryž má mnohem lepší tepelnou odolnost než běžná pryž a lze ji používat nepřetržitě při 200 °C nebo po určitou dobu při 350 °C.Kabely ze silikonové pryžemají dobré fyzikální a mechanické funkce a chemickou stabilitu.
2) Vynikající odolnost vůči povětrnostním vlivům.Pod ultrafialovým světlem a jinými klimatickými podmínkami po dlouhou dobu se jeho fyzikální vlastnosti mění jen nepatrně.
3) Silikonový kaučuk má vysoký měrný odpor a jeho odolnost zůstává stabilní v širokém rozsahu teplot a frekvencí.
Polohovatelný gumový ohebný kabel odolný vůči povětrnostním vlivům
Silikonová pryž má zároveň dobrou odolnost proti vysokonapěťovému koronovému výboji a obloukovému výboji.Silikonové kaučukové izolované kabely mají výše uvedenou řadu výhod, zejména v kabelech TV vysokonapěťových zařízení, kabelech mikrovlnné trouby odolné vůči vysokým teplotám, kabelech indukčních sporáků, kabelech kávových konvic, kabelech lamp, UV zařízení, halogenových lampách, troubě a ventilátoru vnitřní propojovací kabely apod. Právě oblast malých domácích spotřebičů má široké uplatnění, ale širší uplatnění limitují i některé její vlastní nedostatky.jako:
1) Špatná odolnost proti roztržení.Při vytlačování vnější silou během zpracování nebo používání se snadno poškodí poškrábáním a způsobí zkrat.Současným ochranným opatřením je přidání vrstvy ze skelného vlákna nebo vysokoteplotního polyesterového vlákna tkané na silikonovou izolaci, ale i tak je nutné při zpracování co nejvíce zamezit poškození způsobenému vnější silou vytlačování.
2) Vulkanizační činidlo přidávané pro vulkanizační formování v současné době používá hlavně double 24. Vulkanizační činidlo obsahuje chlór a zcela bezhalogenová vulkanizační činidla (jako je vulkanizace platiny) mají přísné požadavky na teplotu výrobního prostředí a jsou drahá.Proto je třeba věnovat pozornost zpracování kabelového svazku: přítlak přítlačného válečku by neměl být příliš vysoký a nejlepší je použít pryžový materiál, aby se zabránilo špatné odolnosti vůči tlaku způsobenému lámáním během výrobního procesu.Zároveň upozorňujeme: při výrobě příze ze skleněných vláken by měla být přijata nezbytná ochranná opatření, aby se zabránilo vdechnutí do plic a nepříznivě ovlivnilo zdraví zaměstnanců.
Zesíťovaný ethylenpropylenový kaučuk je terpolymer ethylenu, propylenu a nekonjugovaného dienu, který je zesíťován chemicky nebo ozařováním.Výhody zesíťovaných drátů s izolací z EPDM, integrovaných drátů s polyolefinovou izolací a běžných drátů s pryžovou izolací:
1) Měkký, pružný, elastický, nelepivý při vysoké teplotě, dlouhodobá odolnost proti stárnutí, odolnost vůči drsnému počasí (-60～125℃).
2) Odolnost vůči ozónu, UV odolnost, elektrická izolační odolnost a chemická odolnost.
3) Odolnost vůči oleji a rozpouštědlům je srovnatelná s univerzální chloroprenovou pryžovou izolací.Zpracování se provádí běžným zařízením pro zpracování vytlačováním za tepla a používá se zesíťování zářením, které je jednoduché a levné.Zesíťované vodiče s kaučukovou izolací EPDM mají mnoho z výše uvedených výhod a používají se ve vedeních chladicích kompresorů, vodotěsných vedeních motorů, vedení transformátorů, důlních mobilních kabelech, vrtání, automobilech, lékařském vybavení, lodích a obecných elektrických vnitřních vedeních.
Hlavní nevýhody XLEPDM drátu jsou:
1) Ve srovnání s vodiči XLPE a PVC je odolnost proti roztržení nízká.
2) Přilnavost a samolepicí schopnost je špatná, což ovlivňuje následnou zpracovatelnost.
Dongguan Slocable Photovoltaic Technology Co., LTD.
Přidat: Guangda Manufacturing Hongmei Science and Technology Park, č. 9-2, Hongmei Section, Wangsha Road, Hongmei Town, Dongguan, Guangdong, Čína
TEL：0769-22010201
