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태양광 PV 와이어 절연재의 장점과 단점 분석

  • 소식2023-10-12
  • 소식

절연재의 성능은 태양광 케이블의 품질, 가공 효율성 및 적용 범위에 직접적인 영향을 미칩니다.본 기사에서는 일반적으로 사용되는 태양광 케이블 절연재의 장단점을 간략하게 분석하여 업계와 논의하고 점차 국제 케이블과의 격차를 줄이는 것을 목표로 합니다.

다양한 절연 재료의 차이로 인해 전선 및 케이블 생산과 전선 가공에는 고유한 특성이 있습니다.이러한 특성을 충분히 이해하는 것은 광전지 케이블 재료 선택 및 제품 품질 관리에 도움이 될 것입니다.

 

1. PVC 폴리염화비닐 케이블 절연재

PVC 폴리염화비닐(이하 PVC) 단열재는 PVC 분말에 안정제, 가소제, 난연제, 윤활제 및 기타 첨가제를 첨가한 혼합물입니다.전선과 케이블의 다양한 용도와 다양한 특성에 따라 공식이 그에 따라 조정됩니다.수십 년의 생산 및 사용을 거쳐 현재의 PVC 제조 및 가공 기술은 매우 성숙해졌습니다.PVC 절연재는 태양광 발전 케이블 분야에서 매우 광범위한 응용 분야를 갖고 있으며 다음과 같은 고유한 특성을 가지고 있습니다.

1) 제조기술이 성숙하고 성형 및 가공이 용이하다.다른 유형의 케이블 절연재와 비교하여 비용이 저렴할 뿐만 아니라 표면 색상 차이, 가벼운 바보 정도, 인쇄, 처리 효율성, 부드러운 경도, 도체 접착력, 기계적, 물리적 및 전기적 특성 측면에서 효과적으로 제어할 수 있습니다. 전선 자체의.

2) 난연성이 매우 우수하므로 PVC 절연 케이블은 다양한 표준에서 요구하는 난연성 등급에 쉽게 도달할 수 있습니다.

3) 내열성 측면에서 재료 공식의 최적화 및 개선을 통해 현재 일반적으로 사용되는 PVC 단열재 유형은 주로 다음 세 가지 범주를 포함합니다.

 

소재 카테고리 정격온도(최대) 애플리케이션 사용특성
일반형 105℃ 단열재 및 재킷 요구 사항에 따라 다양한 경도를 사용할 수 있으며 일반적으로 부드럽고 성형 및 가공이 쉽습니다.
반경질(SR-PVC) 105℃ 심선 절연 일반형보다 경도가 높고 Shore 90A 이상입니다.일반형에 비해 절연 기계적 강도가 향상되고 열안정성이 우수합니다.단점은 부드러움이 좋지 않아 사용 범위에 영향을 미친다는 것입니다.
가교 PVC(XLPVC) 105℃ 심선 절연 일반적으로 일반 열가소성 PVC를 불용성 열경화성 플라스틱으로 변환하기 위해 조사에 의해 가교됩니다.분자 구조가 더욱 안정적이고 절연체의 기계적 강도가 향상되며 단락 온도가 250°C에 도달할 수 있습니다.

 

4) 정격 전압 측면에서 일반적으로 AC 1000V 이하의 정격 전압에 사용되며 가전 제품, 계측, 조명, 네트워크 통신 및 기타 산업 분야에서 널리 사용될 수 있습니다.

 

PVC에는 사용을 제한하는 몇 가지 단점도 있습니다.

1) 다량의 염소를 함유하고 있기 때문에 다량의 짙은 연기가 연소시 질식하여 시인성에 영향을 미치고 일부 발암물질 및 HCl 가스를 발생시켜 환경에 심각한 해를 끼칠 수 있습니다.저연 할로겐프리 단열재 제조기술의 발달로 점차 PVC 단열재를 대체하는 것이 케이블 개발에 있어서 피할 수 없는 추세가 되었습니다.현재 일부 영향력 있고 사회적으로 책임 있는 기업은 회사의 기술 표준에 PVC 소재 교체 일정을 명확하게 제시했습니다.

2) 일반 PVC 단열재는 산, 알칼리, 내열유, 유기용제에 대한 저항성이 약합니다.유사한 화학적 호환성 원리에 따라 PVC 와이어는 지정된 환경에서 쉽게 손상되고 갈라집니다.그러나 처리 성능이 뛰어나고 비용이 저렴합니다.PVC 케이블은 여전히 ​​가전제품, 조명, 기계 장비, 계측, 네트워크 통신, 건물 배선 및 기타 분야에서 널리 사용되고 있습니다.

 

2. XLPE 케이블 절연재

가교폴리에틸렌(Cross-linke PE, 이하 XLPE)은 고에너지선이나 가교제를 가하여 특정 조건 하에서 선형 분자 구조에서 3차원 구조로 변형될 수 있는 폴리에틸렌입니다. .동시에 열가소성에서 불용성 열경화성 플라스틱으로 변형됩니다.방사선 조사를 받은 후,XLPE 태양광 케이블절연 외장은 고온 저항, 자외선 복사 저항, 내유성, 내한성 등의 특성을 가지며 수명은 25년 이상이며 일반 케이블과 비교할 수 없습니다.

현재 전선 및 케이블 절연 적용에는 세 가지 주요 가교 방법이 있습니다.

1) 과산화물 가교.먼저, 폴리에틸렌 수지에 적절한 가교제, 산화방지제를 혼합하고, 필요에 따라 기타 성분을 첨가하여 가교성 폴리에틸렌 혼합입자를 만든다.압출 공정 중에 고온 증기 가교 파이프를 통해 가교가 발생합니다.

2) 실란 가교(온수 가교).화학적 가교 방법이기도 하다.주요 메커니즘은 특정 조건에서 유기실록산과 폴리에틸렌을 가교시키는 것입니다.가교 정도는 일반적으로 약 60%에 도달할 수 있습니다.

3) 조사 가교는 가교를 위해 폴리에틸렌 고분자의 탄소 원자를 활성화하기 위해 r선, α선, 전자선 및 기타 에너지와 같은 고에너지 선을 사용하는 것입니다.전선이나 케이블에 흔히 사용되는 고에너지선은 전자가속기에서 생성되는 전자선이다., 가교는 물리적 에너지에 의존하기 때문에 물리적 가교입니다.위의 세 가지 가교 방법은 서로 다른 특성과 용도를 가지고 있습니다.

 

가교 카테고리 특징 애플리케이션
과산화물 가교 가교 과정에서는 온도를 엄격하게 제어해야 하며 고온 증기 가교 파이프라인을 통해 가교가 생성됩니다. 고전압, 대형, 대형 단면 케이블 생산에 적합하며 작은 사양의 생산은 더 낭비입니다.
실란 가교 실란 가교는 일반 장비를 사용할 수 있습니다.압출은 온도에 의해 제한되지 않습니다.수분에 노출되면 가교가 시작됩니다.온도가 높을수록 가교 속도가 빨라집니다. 소형, 소형 사양, 저전압의 케이블에 적합합니다.가교 반응은 물이나 습기가 있는 경우에만 완료될 수 있으며 이는 저전압 케이블 생산에 적합합니다.
방사선 가교 방사선원의 에너지로 인해 너무 두껍지 않은 단열재에 사용됩니다.단열재가 너무 두꺼우면 조사가 고르지 않게 발생할 수 있습니다. 절연 두께가 너무 두껍지 않은 고온에 견디는 난연성 케이블에 적합합니다.

 

열가소성 폴리에틸렌과 비교하여 XLPE 단열재는 다음과 같은 장점이 있습니다.

1) 열 변형 저항이 향상되고, 고온에서의 기계적 특성이 향상되며, 환경 응력 균열 및 열 노화에 대한 저항성이 향상됩니다.

2) 향상된 화학적 안정성 및 내용제성, 감소된 저온 흐름, 기본적으로 원래의 전기 성능을 유지하고 장기간 작동 온도는 125℃ 및 150℃에 도달할 수 있으며 가교 폴리에틸렌 절연 전선 및 케이블도 향상되었습니다. 단락 저항 능력 , 단기 온도는 전선과 케이블의 동일한 두께 인 250 ℃에 도달 할 수 있으며 XLPE의 전류 운반 용량은 훨씬 더 큽니다.

3) XLPE 절연전선 및 케이블은 기계적, 방수성, 내방사선성이 우수하여 적용범위가 넓습니다.예: 전기 내부 연결 전선, 모터 리드, 조명 리드, 자동차 저전압 신호 제어 전선, 기관차 전선, 지하철 전선 및 케이블, 광산 환경 보호 케이블, 해양 케이블, 원자력 부설 케이블, TV 고전압 케이블, X -RAY 발사 고전압 케이블 및 전력 전송 전선 및 케이블 산업.

 

XLPE 태양광 케이블

배치 가능한 XLPE 태양광 케이블

 

XLPE 절연 전선 및 케이블은 상당한 장점을 갖고 있지만 자체적인 몇 가지 단점도 있어 사용이 제한됩니다.

1) 내열 차단 성능이 좋지 않습니다.전선의 정격온도를 초과하는 온도에서 전선을 가공, 사용하는 경우 전선 사이의 접착이 쉽게 일어나 절연체가 파손되어 합선이 발생할 수 있는 심각한 원인이 됩니다.

2) 내열 컷스루 성능이 좋지 않습니다.200°C를 초과하는 온도에서는 전선 절연이 매우 부드러워지고 외부 힘에 의해 압착되거나 충격을 받으면 전선이 쉽게 절단되어 단락될 수 있습니다.

3) 배치 간의 색상 차이를 제어하기가 어렵습니다.처리 중에 긁히거나 희끄무레하고 인쇄되기 쉽습니다.

4) 150°C 온도 저항 수준의 XLPE 절연체는 할로겐이 전혀 없으며 UL1581 사양의 VW-1 연소 테스트를 통과하고 우수한 기계적 및 전기적 성능을 유지할 수 있지만 제조 기술에는 여전히 특정 병목 현상이 있으며 비용이 많이 듭니다. 높다.

5) 전자 및 전기 제품 연결에 사용되는 이러한 종류의 절연 전선에 대한 관련 국가 표준은 없습니다.

 

3. 실리콘 고무 케이블 절연재

실리콘 고무도 고분자 분자이며 SI-O(규소-산소) 결합으로 형성된 사슬 구조입니다.SI-O 결합은 443.5KJ/MOL로 CC 결합 에너지(355KJ/MOL)보다 훨씬 높습니다.대부분의 실리콘 고무 와이어 및 케이블은 냉간 압출 및 고온 가황 공정을 사용합니다.많은 합성 고무 와이어 및 케이블 중에서 독특한 분자 구조로 인해 실리콘 고무는 다른 일반 고무보다 성능이 뛰어납니다.

1) 매우 부드럽고 탄력이 좋으며 무취, 무독성이며 고온을 두려워하지 않으며 혹한에도 잘 견딥니다.작동 온도 범위는 -90~300℃입니다.실리콘 고무는 일반 고무에 비해 내열성이 훨씬 뛰어나며 200°C에서 연속 사용하거나 350°C에서 일정 기간 사용할 수 있습니다.실리콘 고무 케이블좋은 물리적, 기계적 기능과 화학적 안정성을 가지고 있습니다.

2) 내후성이 우수합니다.오랫동안 자외선 및 기타 기후 조건에서 물리적 특성은 약간만 변화합니다.

3) 실리콘 고무는 저항률이 높으며, 넓은 온도 범위와 주파수 범위에서 저항성이 안정적으로 유지됩니다.

 

내후성 고무 플렉스 케이블

배치 가능한 내후성 고무 플렉스 케이블

 

동시에 실리콘 고무는 고전압 코로나 방전 및 아크 방전에 대한 저항성이 우수합니다.실리콘 고무 절연 케이블은 특히 TV 고전압 장치 케이블, 전자 레인지 고온 방지 케이블, 인덕션 쿠커 케이블, 커피 포트 케이블, 램프 리드, UV 장비, 할로겐 램프, 오븐 및 팬에서 위에서 언급한 일련의 장점을 가지고 있습니다. 내부 연결 케이블 등 적용 범위가 넓은 소형 가전 분야이지만, 그 자체의 단점도 적용 범위를 제한하는 부분도 있습니다.와 같은:

1) 인열 저항성이 좋지 않습니다.가공이나 사용시 외력에 의해 압출되어 긁히거나 합선되어 파손되기 쉽습니다.현재의 보호 조치는 실리콘 단열재에 유리 섬유 또는 고온 폴리에스테르 섬유 직조층을 추가하는 것이지만, 가공 중 외력 압출로 인한 손상을 최대한 방지하는 것이 여전히 필요합니다.

2) 가황성형에 첨가되는 가황제는 현재 주로 더블 24를 사용하고 있다. 가황제는 염소를 함유하고 있으며, 완전 할로겐 프리 가황제(예: 백금 가황)는 생산 환경 온도에 대한 요구사항이 엄격하고 가격이 비싸다.따라서 와이어 하니스의 가공에 주의를 기울여야 합니다. 압력 롤러의 압력은 너무 높아서는 안 되며, 생산 과정에서 파손으로 인한 압력 저항 저하를 방지하기 위해 고무 소재를 사용하는 것이 가장 좋습니다.동시에, 폐로의 흡입을 방지하고 직원의 건강에 영향을 미치기 위해 유리 섬유 원사를 생산하는 동안 필요한 보호 조치를 취해야 합니다.

 

4. 가교 에틸렌 프로필렌 고무(XLEPDM) 케이블 절연재

가교 에틸렌 프로필렌 고무는 화학적 또는 방사선 조사에 의해 가교된 에틸렌, 프로필렌 및 ​​비공액 디엔의 삼원공중합체입니다.가교 EPDM 고무 절연 전선, 통합 폴리올레핀 절연 전선 및 일반 고무 절연 전선의 장점:

1) 부드럽고 유연하며 탄력 있고 고온에서 비접착성, 장기 노화 저항성, 가혹한 날씨(-60~125℃)에 대한 저항성.

2) 내오존성, 내자외선성, 전기절연성 저항성, 내화학성.

3) 내유성, 내용제성은 범용 클로로프렌 고무 절연체와 동등합니다.가공은 일반 열간 압출 가공 장비로 수행되며 조사 가교가 채택되어 간단하고 비용이 저렴합니다.가교 EPDM 고무 절연 전선은 위의 많은 장점을 가지고 있으며 냉동 압축기 리드, 방수 모터 리드, 변압기 리드, 광산 이동 케이블, 드릴링, 자동차, 의료 장비, 보트 및 일반 전기 내부 배선에 사용됩니다.

 

XLEPDM 와이어의 주요 단점은 다음과 같습니다.

1) XLPE 및 PVC 와이어와 비교하여 인열 저항이 좋지 않습니다.

2) 접착성, 자기접착성이 떨어져 후속 가공성에 영향을 미친다.

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