12.10.2023
Die Leistung von Isoliermaterialien wirkt sich direkt auf die Qualität, Verarbeitungseffizienz und den Anwendungsbereich von Solar-Photovoltaikkabeln aus.In diesem Artikel werden die Vor- und Nachteile häufig verwendeter Isoliermaterialien für Solar-Photovoltaik-Kabel kurz analysiert. Ziel ist es, mit der Branche zu diskutieren und den Abstand zu internationalen Kabeln schrittweise zu verringern.
Aufgrund der Unterschiede zwischen verschiedenen Isoliermaterialien weisen die Herstellung von Drähten und Kabeln sowie die Kabelverarbeitung ihre eigenen Besonderheiten auf.Ein umfassendes Verständnis dieser Eigenschaften wird für die Auswahl von Photovoltaik-Kabelmaterialien und die Kontrolle der Produktqualität von Vorteil sein.
PVC-Polyvinylchlorid-Isoliermaterial (im Folgenden als PVC bezeichnet) ist eine Mischung aus Stabilisatoren, Weichmachern, Flammschutzmitteln, Schmiermitteln und anderen Zusatzstoffen, die PVC-Pulver zugesetzt werden.Je nach unterschiedlicher Anwendung und unterschiedlichen Eigenschaften des Drahtes und Kabels wird die Formel entsprechend angepasst.Nach jahrzehntelanger Produktion und Nutzung ist die aktuelle PVC-Herstellungs- und Verarbeitungstechnologie sehr ausgereift.PVC-Isoliermaterial hat ein sehr breites Anwendungsspektrum im Bereich von Solar-Photovoltaik-Kabeln und weist offensichtliche Eigeneigenschaften auf:
1) Die Fertigungstechnologie ist ausgereift und einfach zu formen und zu verarbeiten.Im Vergleich zu anderen Arten von Kabelisolationsmaterialien ist es nicht nur kostengünstig, sondern kann auch hinsichtlich Oberflächenfarbunterschied, Lichtdämpfungsgrad, Druck, Verarbeitungseffizienz, Weichhärte, Leiterhaftung sowie mechanischer, physikalischer und elektrischer Eigenschaften effektiv kontrolliert werden des Drahtes selbst.
2) Es verfügt über sehr gute Flammschutzeigenschaften, sodass PVC-isolierte Kabel problemlos die von verschiedenen Normen geforderten Flammschutzgrade erreichen können.
3) In Bezug auf die Temperaturbeständigkeit umfassen die derzeit häufig verwendeten PVC-Isolierungstypen durch Optimierung und Verbesserung der Materialformel hauptsächlich die folgenden drei Kategorien:
| Materialkategorie | Nenntemperatur (maximal) | Anwendung | Merkmale nutzen |
| normaler Typ | 105℃ | Isolierung und Jacke | Je nach Anforderung können unterschiedliche Härten verwendet werden, im Allgemeinen weich, leicht zu formen und zu verarbeiten. |
| Halbstarr (SR-PVC) | 105℃ | Aderisolierung | Die Härte ist höher als beim gewöhnlichen Typ und die Härte liegt über Shore 90A.Im Vergleich zum gewöhnlichen Typ ist die mechanische Festigkeit der Isolierung verbessert und die thermische Stabilität ist besser.Der Nachteil besteht darin, dass die Weichheit nicht gut ist und der Anwendungsbereich beeinträchtigt wird. |
| Vernetztes PVC (XLPVC) | 105℃ | Aderisolierung | Im Allgemeinen wird es durch Bestrahlung vernetzt, um gewöhnliches thermoplastisches PVC in unlöslichen duroplastischen Kunststoff umzuwandeln.Die Molekülstruktur ist stabiler, die mechanische Festigkeit der Isolierung wird verbessert und die Kurzschlusstemperatur kann 250 °C erreichen. |
4) In Bezug auf die Nennspannung wird sie im Allgemeinen für Nennspannungen von 1000 V Wechselstrom und darunter verwendet, die in Haushaltsgeräten, Instrumenten, Beleuchtung, Netzwerkkommunikation und anderen Branchen weit verbreitet sind.
PVC weist auch einige Nachteile auf, die seine Verwendung einschränken:
1) Da es eine große Menge Chlor enthält, erstickt eine große Menge dichter Rauch beim Verbrennen, beeinträchtigt die Sicht und erzeugt einige Karzinogene und HCl-Gas, die die Umwelt ernsthaft schädigen.Mit der Entwicklung der Herstellungstechnologie für raucharmes, halogenfreies Isoliermaterial ist der schrittweise Ersatz der PVC-Isolierung zu einem unvermeidlichen Trend in der Kabelentwicklung geworden.Derzeit haben einige einflussreiche und sozial verantwortliche Unternehmen den Zeitplan für den Ersatz von PVC-Materialien in den technischen Standards des Unternehmens klar dargelegt.
2) Gewöhnliche PVC-Isolierung weist eine geringe Beständigkeit gegenüber Säuren und Laugen, hitzebeständigen Ölen und organischen Lösungsmitteln auf.Aufgrund ähnlicher chemischer Verträglichkeitsprinzipien können PVC-Drähte in der angegebenen Umgebung leicht beschädigt werden und Risse bekommen.Allerdings mit seiner hervorragenden Verarbeitungsleistung und niedrigen Kosten.PVC-Kabel werden immer noch häufig in Haushaltsgeräten, Beleuchtung, mechanischen Geräten, Instrumenten, Netzwerkkommunikation, Gebäudeverkabelung und anderen Bereichen verwendet.
Vernetztes Polyethylen (Cross-linke PE, im Folgenden als XLPE bezeichnet) ist ein Polyethylen, das hochenergetischen Strahlen oder Vernetzungsmitteln ausgesetzt wird und sich unter bestimmten Bedingungen von einer linearen Molekülstruktur in eine dreidimensionale Struktur umwandeln kann .Gleichzeitig wandelt es sich von thermoplastischem Kunststoff in unlöslichen duroplastischen Kunststoff um.Nach der Bestrahlung,XLPE-SolarkabelDer Isoliermantel weist die Eigenschaften hoher Temperaturbeständigkeit, Beständigkeit gegen ultraviolette Strahlung, Ölbeständigkeit, Kältebeständigkeit usw. auf und hat eine Lebensdauer von mehr als 25 Jahren, was mit gewöhnlichen Kabeln nicht zu vergleichen ist.
Derzeit gibt es drei Hauptvernetzungsmethoden bei der Anwendung von Draht- und Kabelisolierungen:
1) Peroxidvernetzung.Zunächst wird Polyethylenharz mit einem geeigneten Vernetzungsmittel und einem Antioxidans gemischt und nach Bedarf werden weitere Zutaten hinzugefügt, um vernetzbare Polyethylenmischungspartikel herzustellen.Während des Extrusionsprozesses erfolgt die Vernetzung durch das Heißdampf-Vernetzungsrohr.
2) Silanvernetzung (Warmwasservernetzung).Es handelt sich ebenfalls um eine chemische Vernetzungsmethode.Der Hauptmechanismus besteht darin, Organosiloxan und Polyethylen unter bestimmten Bedingungen zu vernetzen.Der Vernetzungsgrad kann im Allgemeinen etwa 60 % erreichen.
3) Bei der Strahlenvernetzung werden hochenergetische Strahlen wie Röntgenstrahlen, α-Strahlen, Elektronenstrahlen und andere Energien verwendet, um die Kohlenstoffatome in Polyethylen-Makromolekülen für die Vernetzung zu aktivieren.Die hochenergetischen Strahlen, die üblicherweise in Drähten und Kabeln verwendet werden, sind Elektronenstrahlen, die von Elektronenbeschleunigern erzeugt werden.Da die Vernetzung auf physikalischer Energie beruht, handelt es sich um eine physikalische Vernetzung.Die oben genannten drei verschiedenen Vernetzungsmethoden haben unterschiedliche Eigenschaften und Anwendungen:
| Kategorie „Vernetzung“. | Merkmale | Anwendung |
| Peroxidvernetzung | Während des Vernetzungsprozesses muss die Temperatur streng kontrolliert werden und die Vernetzung erfolgt über die Heißdampf-Vernetzungsleitung. | Es eignet sich für die Herstellung von Hochspannungskabeln mit großer Länge und großem Querschnitt, und die Herstellung kleiner Spezifikationen ist verschwenderischer. |
| Silanvernetzung | Für die Silanvernetzung können allgemeine Geräte verwendet werden.Die Extrusion ist nicht durch die Temperatur begrenzt.Die Vernetzung beginnt, wenn es Feuchtigkeit ausgesetzt wird.Je höher die Temperatur, desto schneller ist die Vernetzungsgeschwindigkeit. | Es eignet sich für Kabel mit geringer Größe, kleiner Spezifikation und niedriger Spannung.Die Vernetzungsreaktion kann nur in Gegenwart von Wasser oder Feuchtigkeit abgeschlossen werden, was für die Herstellung von Niederspannungskabeln geeignet ist. |
| Strahlenvernetzung | Aufgrund der Energie der Strahlungsquelle wird es für eine nicht zu dicke Isolierung verwendet.Wenn die Isolierung zu dick ist, kann es zu einer ungleichmäßigen Strahlung kommen. | Es eignet sich für die Isolationsdicke eines nicht zu dicken, hochtemperaturbeständigen, flammhemmenden Kabels. |
Im Vergleich zu thermoplastischem Polyethylen bietet die XLPE-Isolierung folgende Vorteile:
1) Verbesserte Wärmeverformungsbeständigkeit, verbesserte mechanische Eigenschaften bei hohen Temperaturen und verbesserte Beständigkeit gegen umgebungsbedingte Spannungsrisse und Wärmealterung.
2) Verbesserte chemische Stabilität und Lösungsmittelbeständigkeit, reduzierter Kaltfluss, im Wesentlichen Beibehaltung der ursprünglichen elektrischen Leistung, langfristige Arbeitstemperatur kann 125 ℃ und 150 ℃ erreichen, vernetzter Polyethylen-isolierter Draht und Kabel, auch verbesserte Kurzschlussfestigkeit , seine kurzfristige Temperatur kann 250 ℃ erreichen, die gleiche Dicke von Draht und Kabel, die Strombelastbarkeit von XLPE ist viel größer.
3) XLPE-isolierte Drähte und Kabel verfügen über hervorragende mechanische, wasserdichte und strahlungsbeständige Eigenschaften und bieten daher ein breites Anwendungsspektrum.Zum Beispiel: elektrische interne Verbindungskabel, Motorkabel, Beleuchtungskabel, Steuerkabel für Niederspannungssignale für Kraftfahrzeuge, Lokomotivkabel, U-Bahn-Drähte und -Kabel, Kabel für den Umweltschutz im Bergbau, Seekabel, Verlegekabel für die Kernenergie, TV-Hochspannungskabel usw -Ray Brennen von Hochspannungskabeln und der Stromübertragungsdraht- und Kabelindustrie.
Verschiebbares XLPE-Solarkabel
XLPE-isolierte Drähte und Kabel haben erhebliche Vorteile, weisen aber auch einige eigene Nachteile auf, die ihre Verwendung einschränken:
1) Schlechte hitzebeständige Blockierungsleistung.Bei der Verarbeitung und Verwendung von Drähten bei einer Temperatur, die über der Nenntemperatur der Drähte liegt, kann es leicht zu Verklebungen zwischen den Drähten kommen, die ernsthaft zum Bruch der Isolierung und zur Bildung eines Kurzschlusses führen können.
2) Schlechte hitzebeständige Schnittleistung.Bei Temperaturen über 200 °C wird die Drahtisolierung extrem weich und Quetschungen und Stöße durch äußere Kräfte können leicht dazu führen, dass der Draht durchschneidet und einen Kurzschluss verursacht.
3) Der Farbunterschied zwischen Chargen ist schwer zu kontrollieren.Während der Verarbeitung kann es leicht zerkratzt, weißlich werden und abdrucken.
4) XLPE-Isolierung mit einer Temperaturbeständigkeit von 150 °C, vollständig halogenfrei und in der Lage, den VW-1-Verbrennungstest der UL1581-Spezifikation zu bestehen und hervorragende mechanische und elektrische Leistung beizubehalten, es gibt immer noch gewisse Engpässe in der Herstellungstechnologie und den Kosten ist hoch.
5) Es gibt keine relevante nationale Norm für isolierte Drähte aus diesem Material beim Anschluss elektronischer und elektrischer Geräte.
Silikonkautschuk ist ebenfalls ein Polymermolekül mit einer Kettenstruktur, die durch SI-O-Bindungen (Silizium-Sauerstoff) gebildet wird.Die SI-O-Bindungsenergie beträgt 443,5 KJ/MOL, was viel höher ist als die CC-Bindungsenergie (355 KJ/MOL).Die meisten Drähte und Kabel aus Silikonkautschuk verwenden Kaltextrusions- und Hochtemperaturvulkanisationsverfahren.Unter vielen synthetischen Kautschukdrähten und -kabeln weist Silikonkautschuk aufgrund seiner einzigartigen Molekularstruktur eine bessere Leistung als andere gewöhnliche Kautschuke auf:
1) Sehr weich, gute Elastizität, geruchlos und ungiftig, keine Angst vor hohen Temperaturen und resistent gegen starke Kälte.Der Betriebstemperaturbereich liegt zwischen -90 und 300 °C.Silikonkautschuk hat eine viel bessere Hitzebeständigkeit als gewöhnlicher Gummi und kann kontinuierlich bei 200 °C oder über einen bestimmten Zeitraum bei 350 °C verwendet werden.Silikonkautschukkabelhaben gute physikalische und mechanische Funktionen und chemische Stabilität.
2) Hervorragende Wetterbeständigkeit.Unter ultraviolettem Licht und anderen klimatischen Bedingungen verändern sich seine physikalischen Eigenschaften über einen längeren Zeitraum nur geringfügig.
3) Silikonkautschuk hat einen hohen spezifischen Widerstand und bleibt in einem weiten Temperatur- und Frequenzbereich stabil.
Verschiebbares, wetterbeständiges Gummi-Flexkabel
Gleichzeitig weist Silikonkautschuk eine gute Beständigkeit gegen Hochspannungskoronaentladung und Lichtbogenentladung auf.Silikonkautschuk-isolierte Kabel bieten die oben genannten Vorteile, insbesondere bei TV-Hochspannungskabeln, hochtemperaturbeständigen Mikrowellenherdkabeln, Induktionsherdkabeln, Kaffeekannenkabeln, Lampenleitungen, UV-Geräten, Halogenlampen, Öfen und Ventilatoren interne Verbindungskabel usw. Es ist der Bereich der kleinen Haushaltsgeräte, der ein breites Anwendungsspektrum bietet, aber einige seiner eigenen Mängel schränken die breitere Anwendung jedoch auch ein.wie zum Beispiel:
1) Schlechte Reißfestigkeit.Wird es während der Verarbeitung oder Verwendung durch äußere Kraft extrudiert, kann es leicht durch Kratzen beschädigt werden und einen Kurzschluss verursachen.Die derzeitige Schutzmaßnahme besteht darin, der Silikonisolierung eine Glasfaser- oder Hochtemperatur-Polyesterfaser-Gewebeschicht hinzuzufügen. Es ist jedoch weiterhin erforderlich, Schäden durch äußere Kraftextrusion während der Verarbeitung so weit wie möglich zu vermeiden.
2) Das zum Vulkanisationsformen zugesetzte Vulkanisationsmittel verwendet derzeit hauptsächlich Doppel-24. Das Vulkanisationsmittel enthält Chlor, und völlig halogenfreie Vulkanisationsmittel (wie Platinvulkanisation) stellen strenge Anforderungen an die Temperatur der Produktionsumgebung und sind teuer.Daher sollte auf die Verarbeitung des Kabelbaums geachtet werden: Der Druck der Andruckrolle sollte nicht zu hoch sein und am besten Gummimaterial verwenden, um eine schlechte Druckfestigkeit durch Brüche während des Produktionsprozesses zu verhindern.Bitte beachten Sie gleichzeitig: Bei der Herstellung von Glasfasergarn sind notwendige Schutzmaßnahmen zu treffen, um eine Inhalation in die Lunge und eine Beeinträchtigung der Gesundheit der Mitarbeiter zu verhindern.
Vernetzter Ethylen-Propylen-Kautschuk ist ein Terpolymer aus Ethylen, Propylen und nicht konjugiertem Dien, das durch Chemikalien oder Bestrahlung vernetzt wird.Die Vorteile von vernetzten EPDM-Gummi-isolierten Drähten, integrierten Polyolefin-isolierten Drähten und gewöhnlichen gummiisolierten Drähten:
1) Weich, flexibel, elastisch, nicht klebend bei hohen Temperaturen, langfristige Alterungsbeständigkeit, Beständigkeit gegen raues Wetter (-60 bis 125 °C).
2) Ozonbeständigkeit, UV-Beständigkeit, elektrische Isolationsbeständigkeit und chemische Beständigkeit.
3) Ölbeständigkeit und Lösungsmittelbeständigkeit sind vergleichbar mit einer Allzweck-Chloropren-Gummi-Isolierung.Die Verarbeitung erfolgt mit gewöhnlichen Heißextrusionsgeräten und es wird eine Strahlenvernetzung angewendet, die einfach und kostengünstig ist.Vernetzte, mit EPDM-Gummi isolierte Drähte bieten viele der oben genannten Vorteile und werden in Kühlkompressorleitungen, wasserdichten Motorleitungen, Transformatorleitungen, Minenmobilkabeln, Bohrgeräten, Automobilen, medizinischen Geräten, Booten und allgemeinen elektrischen Innenverkabelungen verwendet.
Die Hauptnachteile von XLEPDM-Draht sind:
1) Im Vergleich zu XLPE- und PVC-Drähten ist die Reißfestigkeit schlecht.
2) Haftung und Selbstklebefähigkeit sind schlecht, was die spätere Verarbeitbarkeit beeinträchtigt.
Dongguan Slocable Photovoltaic Technology Co., LTD.
Hinzufügen: Guangda Manufacturing Hongmei Science and Technology Park, Nr. 9-2, Hongmei Section, Wangsha Road, Hongmei Town, Dongguan, Guangdong, China
TEL: 0769-22010201
