2023-10-12
Učinak izolacijskih materijala izravno utječe na kvalitetu, učinkovitost obrade i opseg primjene solarnih fotonaponskih kabela.Ovaj će članak ukratko analizirati prednosti i nedostatke često korištenih izolacijskih materijala za solarne fotonaponske kabele, s ciljem rasprave s industrijom i postupnog smanjivanja jaza s međunarodnim kabelima.
Zbog razlika između različitih izolacijskih materijala, proizvodnja žica i kabela te obrada žice imaju svoje karakteristike.Potpuno razumijevanje ovih karakteristika bit će korisno za odabir materijala za fotonaponske kabele i kontrolu kvalitete proizvoda.
PVC polivinil klorid (u daljnjem tekstu PVC) izolacijski materijal je mješavina stabilizatora, plastifikatora, usporivača plamena, maziva i drugih aditiva koji se dodaju PVC prahu.U skladu s različitom primjenom i različitim karakteristikama žice i kabela, formula se prilagođava u skladu s tim.Nakon desetljeća proizvodnje i uporabe, trenutna tehnologija proizvodnje i obrade PVC-a postala je vrlo zrela.PVC izolacijski materijal ima vrlo širok raspon primjena u području solarnih fotonaponskih kabela i ima očite vlastite karakteristike:
1) Tehnologija proizvodnje je zrela i laka za oblikovanje i obradu.U usporedbi s drugim vrstama materijala za izolaciju kabela, ne samo da ima nisku cijenu, već se također može učinkovito kontrolirati u smislu razlike u boji površine, stupnja zatamnjenja, tiskanja, učinkovitosti obrade, meke tvrdoće, prianjanja vodiča, mehaničkih, fizičkih i električnih svojstava same žice.
2) Ima vrlo dobra svojstva usporavanja plamena, tako da kabeli s PVC izolacijom mogu lako doseći stupnjeve otpornosti na plamen koje zahtijevaju različiti standardi.
3) Što se tiče otpornosti na temperaturu, kroz optimizaciju i poboljšanje formule materijala, trenutno najčešće korištene vrste PVC izolacije uglavnom uključuju sljedeće tri kategorije:
| Kategorija materijala | Nazivna temperatura (maksimalna) | Primjena | Karakteristike upotrebe |
| normalan tip | 105 ℃ | Izolacija i jakna | Različite tvrdoće mogu se koristiti prema zahtjevima, općenito mekane, lake za oblikovanje i obradu. |
| Polukruti (SR-PVC) | 105 ℃ | Izolacija jezgre | Tvrdoća je veća od običnog tipa, a tvrdoća je iznad Shore 90A.U usporedbi s običnim tipom, mehanička čvrstoća izolacije je poboljšana, a toplinska stabilnost je bolja.Nedostatak je što mekoća nije dobra, što utječe na opseg uporabe. |
| Umreženi PVC (XLPVC) | 105 ℃ | Izolacija jezgre | Općenito, umrežen je zračenjem kako bi se obični termoplastični PVC pretvorio u netopljivu termoreaktivnu plastiku.Molekularna struktura je stabilnija, mehanička čvrstoća izolacije je poboljšana, a temperatura kratkog spoja može doseći 250°C. |
4) Što se tiče nazivnog napona, općenito se koristi za nazivne napone od 1000 V AC i niže, što se može široko koristiti u kućanskim aparatima, instrumentima, rasvjeti, mrežnim komunikacijama i drugim industrijama.
PVC također ima neke nedostatke koji ograničavaju njegovu upotrebu:
1) Budući da sadrži veliku količinu klora, velika količina gustog dima će se ugušiti prilikom gorenja, utjecati na vidljivost i proizvesti neke kancerogene tvari i plin HCl, što će uzrokovati ozbiljnu štetu okolišu.S razvojem tehnologije proizvodnje izolacijskih materijala bez halogena s niskim sadržajem dima, postupna zamjena PVC izolacije postala je neizbježan trend u razvoju kabela.Trenutačno su neka utjecajna i društveno odgovorna poduzeća jasno iznijela raspored zamjene PVC materijala u tehničkim standardima tvrtke.
2) Obična PVC izolacija ima slabu otpornost na kiseline i lužine, ulja otporna na toplinu i organska otapala.Prema sličnim kemijskim načelima kompatibilnosti, PVC žice se lako oštećuju i pucaju u navedenom okruženju.Međutim, sa svojim izvrsnim performansama obrade i niskom cijenom.PVC kabeli još uvijek se široko koriste u kućanskim aparatima, rasvjeti, mehaničkoj opremi, instrumentaciji, mrežnim komunikacijama, ožičenju zgrada i drugim poljima.
Umreženi polietilen (Cross-linke PE, u daljnjem tekstu XLPE) je polietilen koji je podvrgnut visokoenergetskim zrakama ili agensima za umrežavanje, te se pod određenim uvjetima može transformirati iz linearne molekularne strukture u trodimenzionalnu strukturu .Istodobno se transformira iz termoplasta u netopljivu termoreaktivnu plastiku.Nakon ozračivanja,XLPE solarni kabelizolacijski plašt ima svojstva otpornosti na visoke temperature, otpornost na ultraljubičasto zračenje, otpornost na ulje, otpornost na hladnoću itd., s vijekom trajanja od više od 25 godina, što je neusporedivo s običnim kabelima.
Trenutno postoje tri glavne metode umrežavanja u primjeni izolacije žica i kabela:
1) Peroksidno umrežavanje.Najprije se polietilenska smola pomiješa s odgovarajućim sredstvom za umrežavanje i antioksidansom, a po potrebi se dodaju i drugi sastojci kako bi se napravile čestice polietilenske smjese koje se mogu umrežiti.Tijekom procesa ekstruzije dolazi do umrežavanja kroz cijev za umrežavanje vrućom parom.
2) Silansko umrežavanje (umrežavanje toplom vodom).To je također kemijska metoda unakrsnog povezivanja.Glavni mehanizam je umrežavanje organosiloksana i polietilena pod određenim uvjetima.Stupanj umreženosti općenito može doseći oko 60%.
3) Umrežavanje radijacijom je korištenje visokoenergetskih zraka kao što su r-zrake, α-zrake, elektronske zrake i druge energije za aktiviranje ugljikovih atoma u polietilenskim makromolekulama za umrežavanje.Visokoenergetske zrake koje se obično koriste u žicama i kabelima su elektronske zrake koje proizvode akceleratori elektrona.Budući da se umrežavanje oslanja na fizičku energiju, to je fizičko umrežavanje.Gornje tri različite metode unakrsnog povezivanja imaju različite karakteristike i primjene:
| Kategorija unakrsnog povezivanja | Značajke | Primjena |
| Peroksidno umrežavanje | Tijekom procesa umrežavanja, temperatura mora biti strogo kontrolirana, a umrežavanje se stvara kroz cjevovod za umrežavanje vrućom parom. | Pogodan je za proizvodnju kabela visokog napona, velike duljine, velikog presjeka, a proizvodnja malih specifikacija je rasipnija. |
| Silano umrežavanje | Za umrežavanje silanom može se koristiti opća oprema.Ekstruzija nije ograničena temperaturom.Unakrsno povezivanje počinje kada je izložen vlazi.Što je viša temperatura, to je veća brzina umrežavanja. | Pogodan je za kabele male veličine, malih specifikacija i niskog napona.Reakcija umrežavanja može se dovršiti samo u prisutnosti vode ili vlage, što je pogodno za proizvodnju niskonaponskih kabela. |
| Radijacijsko umrežavanje | Zbog energije izvora zračenja koristi se za izolaciju koja nije predebela.Ako je izolacija predebela, vjerojatno će doći do neravnomjernog zračenja. | Pogodan je za debljinu izolacije koja nije predebela, otporan na visoke temperature, otporan na plamen. |
U usporedbi s termoplastičnim polietilenom, XLPE izolacija ima sljedeće prednosti:
1) Poboljšana otpornost na toplinsku deformaciju, poboljšana mehanička svojstva na visokim temperaturama i poboljšana otpornost na pucanje pod utjecajem okoliša i toplinsko starenje.
2) Poboljšana kemijska stabilnost i otpornost na otapala, smanjeno hladno strujanje, u osnovi zadržana izvorna električna izvedba, dugotrajna radna temperatura može doseći 125 ℃ i 150 ℃, umrežena polietilenska izolirana žica i kabel, također poboljšana Sposobnost podnošenja kratkog spoja , njegova kratkotrajna temperatura može doseći 250 ℃, iste debljine žice i kabela, trenutni nosivi kapacitet XLPE-a je mnogo veći.
3) XLPE izolirane žice i kabeli imaju izvrsna svojstva mehaničke, vodootporne i otporne na zračenje, tako da imaju širok raspon primjena.Kao što su: električne unutarnje spojne žice, vodovi za motore, vodovi za rasvjetu, žice za kontrolu niskonaponskog signala za automobile, žice za lokomotive, žice i kabeli podzemne željeznice, rudarski kabeli za zaštitu okoliša, pomorski kabeli, kabeli za polaganje nuklearne energije, TV visokonaponski kabeli, X -Ray paljenje visokonaponskih kabela i industrija žica i kabela za prijenos energije.
Slocable XLPE solarni kabel
XLPE izolirane žice i kabeli imaju značajne prednosti, ali također imaju i neke svoje nedostatke koji ograničavaju njihovu upotrebu:
1) Slaba izvedba blokiranja otporna na toplinu.Obrada i korištenje žica na temperaturi koja prelazi nazivnu temperaturu žica može lako uzrokovati lijepljenje između žica, što može ozbiljno uzrokovati pucanje izolacije i stvaranje kratkog spoja.
2) Loša izvedba prorezivanja otporna na toplinu.Na temperaturama višim od 200°C, izolacija žice postaje izuzetno mekana, a stiskanje i utjecaj vanjskih sila može lako uzrokovati probijanje žice i kratki spoj.
3) Teško je kontrolirati razliku u boji između serija.Prilikom obrade lako se izgrebe, pobjeli i otisne.
4) XLPE izolacija na razini otpornosti na temperaturu od 150°C, potpuno bez halogena i sposobna proći test izgaranja VW-1 prema specifikaciji UL1581, te zadržati izvrsnu mehaničku i električnu izvedbu, još uvijek postoje određena uska grla u tehnologiji proizvodnje i troškovi je visoko.
5) Ne postoji relevantna nacionalna norma za izoliranu žicu od ove vrste materijala za spajanje elektroničkih i električnih uređaja.
Silikonska guma također je polimerna molekula lančane strukture koju čine SI-O (silicij-kisik) veze.SI-O veza je 443,5KJ/MOL, što je puno više od energije CC veze (355KJ/MOL).Većina žica i kabela od silikonske gume koristi procese hladne ekstruzije i visokotemperaturne vulkanizacije.Među mnogim žicama i kabelima od sintetičke gume, zbog svoje jedinstvene molekularne strukture, silikonska guma ima bolje performanse od ostalih običnih guma:
1) Vrlo mekan, dobre elastičnosti, bez mirisa i netoksičan, ne boji se visoke temperature i otporan je na jaku hladnoću.Raspon radne temperature je -90~300 ℃.Silikonska guma ima mnogo bolju toplinsku otpornost od obične gume, a može se koristiti kontinuirano na 200°C ili neko vrijeme na 350°C.Kabeli od silikonske gumeimaju dobre fizičke i mehaničke funkcije i kemijsku stabilnost.
2) Izvrsna otpornost na vremenske uvjete.Pod ultraljubičastim svjetlom i drugim klimatskim uvjetima dulje vrijeme, njegova fizička svojstva imaju samo male promjene.
3) Silikonska guma ima visoku otpornost, a njena otpornost ostaje stabilna u širokom rasponu temperature i frekvencije.
Gumeni fleksibilni kabel otporan na vremenske uvjete koji se može pomicati
U isto vrijeme, silikonska guma ima dobru otpornost na visokonaponsko koronsko pražnjenje i lučno pražnjenje.Kabeli izolirani silikonskom gumom imaju gore spomenuti niz prednosti, posebno u kabelima za visokonaponske TV uređaje, kabelima za mikrovalne pećnice otpornim na visoke temperature, kabelima za indukcijska kuhala, kabelima za kavu, kabelima za svjetiljke, UV opremi, halogenim svjetiljkama, pećnicama i ventilatorima interni priključni kabeli itd. Područje malih kućanskih aparata ima široku primjenu, ali i neki vlastiti nedostaci ograničavaju širu primjenu.kao što su:
1) Slaba otpornost na trganje.Ekstrudiran vanjskom silom tijekom obrade ili upotrebe, lako se može oštetiti struganjem i izazvati kratki spoj.Trenutna zaštitna mjera je dodavanje sloja od staklenih vlakana ili visokotemperaturnih poliesterskih vlakana na silikonsku izolaciju, ali je još uvijek potrebno izbjeći oštećenja uzrokovana ekstruzijom vanjske sile što je više moguće tijekom obrade.
2) Vulkanizacijsko sredstvo koje se dodaje za vulkanizirajuće kalupljenje trenutno uglavnom koristi dvostruko 24. Vulkanizacijsko sredstvo sadrži klor, a potpuno bezhalogeni vulkanizacijski agensi (kao što je vulkanizacija platinom) imaju stroge zahtjeve u pogledu temperature proizvodnog okruženja i skupi su.Stoga treba obratiti pozornost na obradu žičanog snopa: pritisak tlačnog valjka ne smije biti previsok, a najbolje je koristiti gumeni materijal kako bi se spriječila slaba otpornost na pritisak uzrokovana lomljenjem tijekom procesa proizvodnje.Istodobno imajte na umu: tijekom proizvodnje pređe od staklenih vlakana treba poduzeti potrebne zaštitne mjere kako bi se spriječilo udisanje u pluća i utjecalo na zdravlje zaposlenika.
Umreženi etilen propilen kaučuk je terpolimer etilena, propilena i nekonjugiranog diena, koji je umrežen kemijskim putem ili zračenjem.Prednosti žica izoliranih gumom od umreženog EPDM-a, žica izoliranih integriranim poliolefinom i žica izoliranih običnom gumom:
1) Mekana, fleksibilna, elastična, neljepljiva na visokim temperaturama, dugotrajna otpornost na starenje, otpornost na oštre vremenske uvjete (-60～125℃).
2) Otpornost na ozon, UV otpornost, električnu izolaciju i kemijsku otpornost.
3) Otpornost na ulja i otapala usporedive su s izolacijom od kloroprenske gume opće namjene.Obrada se provodi uobičajenom opremom za obradu toplom ekstruzijom, a usvojeno je umrežavanje zračenjem, što je jednostavno i jeftino.Žice s umreženom EPDM gumom izolirane imaju mnoge od gore navedenih prednosti i koriste se u vodovima rashladnih kompresora, vodootpornim vodovima motora, transformatorima, rudničkim mobilnim kabelima, bušenju, automobilima, medicinskoj opremi, čamcima i općem unutarnjem električnom ožičenju.
Glavni nedostaci XLEPDM žice su:
1) U usporedbi s XLPE i PVC žicama, otpornost na trganje je slaba.
2) Adhezija i samoljepljivost su slabi, što utječe na kasniju preradljivost.
Dongguan Slocable Photovoltaic Technology Co., LTD.
Dodaj: Guangda Manufacturing Hongmei Science and Technology Park, No. 9-2, Hongmei Section, Wangsha Road, Hongmei Town, Dongguan, Guangdong, Kina
TEL: 0769-22010201
