12-10-2023
De prestaties van isolatiematerialen hebben rechtstreeks invloed op de kwaliteit, verwerkingsefficiëntie en toepassingsmogelijkheden van fotovoltaïsche kabels voor zonne-energie.Dit artikel analyseert kort de voor- en nadelen van veelgebruikte isolatiematerialen voor fotovoltaïsche zonne-energiekabels, met als doel in gesprek te gaan met de industrie en de kloof met internationale kabels geleidelijk te verkleinen.
Door de verschillen tussen verschillende isolatiematerialen heeft de productie van draden en kabels en draadverwerking hun eigen kenmerken.Een volledig begrip van deze kenmerken zal gunstig zijn voor de selectie van fotovoltaïsche kabelmaterialen en de controle van de productkwaliteit.
PVC-polyvinylchloride (hierna PVC genoemd) isolatiemateriaal is een mengsel van stabilisatoren, weekmakers, vlamvertragers, smeermiddelen en andere additieven toegevoegd aan PVC-poeder.Afhankelijk van de verschillende toepassingen en verschillende kenmerken van de draad en kabel, wordt de formule dienovereenkomstig aangepast.Na decennia van productie en gebruik is de huidige PVC-productie- en verwerkingstechnologie zeer volwassen geworden.PVC-isolatiemateriaal heeft een zeer breed scala aan toepassingen op het gebied van fotovoltaïsche kabels voor zonne-energie en heeft duidelijke eigen kenmerken:
1) De productietechnologie is volwassen en gemakkelijk te vormen en te verwerken.Vergeleken met andere soorten kabelisolatiematerialen heeft het niet alleen lage kosten, maar kan het ook effectief worden gecontroleerd in termen van oppervlaktekleurverschil, lichte stomheid, bedrukking, verwerkingsefficiëntie, zachte hardheid, adhesie van de geleider, mechanische, fysieke en elektrische eigenschappen van de draad zelf.
2) Het heeft zeer goede vlamvertragende eigenschappen, zodat PVC-geïsoleerde kabels gemakkelijk de vlamvertragende kwaliteiten kunnen bereiken die door verschillende normen worden vereist.
3) In termen van temperatuurbestendigheid omvatten de momenteel algemeen gebruikte PVC-isolatietypes, door de optimalisatie en verbetering van de materiaalformule, voornamelijk de volgende drie categorieën:
| Materiaalcategorie | Nominale temperatuur (maximaal) | Sollicitatie | Gebruik kenmerken |
| normale soort | 105℃ | Isolatie en jas | Afhankelijk van de vereisten kunnen verschillende hardheden worden gebruikt, over het algemeen zacht, gemakkelijk te vormen en te verwerken. |
| Halfstijf (SR-PVC) | 105℃ | Kern isolatie | De hardheid is hoger dan bij het gewone type en de hardheid ligt boven Shore 90A.Vergeleken met het gewone type is de mechanische sterkte van de isolatie verbeterd en is de thermische stabiliteit beter.Het nadeel is dat de zachtheid niet goed is en het toepassingsgebied wordt beïnvloed. |
| Vernet PVC (XLPVC) | 105℃ | Kern isolatie | Over het algemeen wordt het door bestraling verknoopt om gewoon thermoplastisch PVC om te zetten in onoplosbaar thermohardend plastic.De moleculaire structuur is stabieler, de mechanische sterkte van de isolatie is verbeterd en de kortsluittemperatuur kan 250 ° C bereiken. |
4) In termen van nominale spanning wordt deze over het algemeen gebruikt voor nominale spanningen van 1000 V AC en lager, die op grote schaal kunnen worden gebruikt in huishoudelijke apparaten, instrumentatie, verlichting, netwerkcommunicatie en andere industrieën.
PVC heeft ook enkele tekortkomingen die het gebruik ervan beperken:
1) Omdat het een grote hoeveelheid chloor bevat, zal een grote hoeveelheid dichte rook bij verbranding stikken, het zicht aantasten en kankerverwekkende stoffen en HCl-gas produceren, wat ernstige schade aan het milieu zal veroorzaken.Met de ontwikkeling van rookarme, halogeenvrije isolatiemateriaalproductietechnologie is het geleidelijk vervangen van PVC-isolatie een onvermijdelijke trend in de kabelontwikkeling geworden.Momenteel hebben enkele invloedrijke en sociaal verantwoordelijke ondernemingen duidelijk het tijdschema voor het vervangen van PVC-materialen in de technische normen van het bedrijf opgenomen.
2) Gewone PVC-isolatie is slecht bestand tegen zuren en logen, hittebestendige oliën en organische oplosmiddelen.Volgens vergelijkbare chemische compatibiliteitsprincipes worden PVC-draden gemakkelijk beschadigd en gebarsten in de gespecificeerde omgeving.Echter, met zijn uitstekende verwerkingsprestaties en lage kosten.PVC-kabels worden nog steeds veel gebruikt in huishoudelijke apparaten, verlichting, mechanische apparatuur, instrumentatie, netwerkcommunicatie, bedrading van gebouwen en andere gebieden.
Vernet polyethyleen (Cross-linke PE, hierna XLPE genoemd) is een polyethyleen dat wordt blootgesteld aan hoogenergetische straling of verknopingsmiddelen en dat onder bepaalde omstandigheden kan transformeren van een lineaire moleculaire structuur naar een driedimensionale structuur .Tegelijkertijd wordt het getransformeerd van thermoplastisch naar onoplosbaar thermohardend plastic.Na bestraald te zijn,XLPE-zonnekabelisolatiemantel heeft de eigenschappen van hoge temperatuurbestendigheid, weerstand tegen ultraviolette straling, oliebestendigheid, koudebestendigheid, enz., met een levensduur van meer dan 25 jaar, wat onvergelijkbaar is met gewone kabels.
Momenteel zijn er drie belangrijke verknopingsmethoden bij de toepassing van draad- en kabelisolatie:
1) Peroxide-verknoping.Ten eerste wordt polyethyleenhars gemengd met een geschikt verknopingsmiddel en antioxidant, en worden indien nodig andere ingrediënten toegevoegd om vernetbare polyethyleenmengseldeeltjes te maken.Tijdens het extrusieproces vindt vernetting plaats via de hete stoomvernettingspijp.
2) Silaanverknoping (verknoping met warm water).Het is ook een chemische verknopingsmethode.Het belangrijkste mechanisme is het verknopen van organosiloxaan en polyethyleen onder specifieke omstandigheden.De mate van verknoping kan in het algemeen ongeveer 60% bereiken.
3) Verknoping door bestraling is het gebruik van hoogenergetische stralen zoals r-stralen, α-stralen, elektronenstralen en andere energieën om de koolstofatomen in polyethyleenmacromoleculen te activeren voor verknoping.De hoogenergetische stralen die gewoonlijk in draden en kabels worden gebruikt, zijn elektronenstralen die worden geproduceerd door elektronenversnellers.Omdat de verknoping afhankelijk is van fysieke energie, is het een fysieke verknoping.De bovengenoemde drie verschillende verknopingsmethoden hebben verschillende kenmerken en toepassingen:
| Cross-linking categorie | Functies | Sollicitatie |
| Peroxide-verknoping | Tijdens het verknopingsproces moet de temperatuur strikt worden gecontroleerd en wordt verknoping gegenereerd via de hete stoomverknopingspijpleiding. | Het is geschikt voor de productie van hoogspanningskabels met grote lengte en grote secties, en de productie van kleine specificaties is meer verspillend. |
| Silaan-verknoping | Voor silaanverknoping kan gebruik worden gemaakt van algemene apparatuur.Extrusie wordt niet beperkt door temperatuur.Verknoping begint bij blootstelling aan vocht.Hoe hoger de temperatuur, hoe sneller de verknopingssnelheid. | Het is geschikt voor kabels met een klein formaat, kleine specificaties en lage spanning.De verknopingsreactie kan alleen worden voltooid in aanwezigheid van water of vocht, wat geschikt is voor de productie van laagspanningskabels. |
| Stralingsverknoping | Vanwege de energie van de stralingsbron wordt deze gebruikt voor isolatie die niet te dik is.Wanneer de isolatie te dik is, is de kans groot dat er ongelijkmatige bestraling optreedt. | Het is geschikt voor de isolatiedikte van niet te dikke, hittebestendige vlamvertragende kabel. |
Vergeleken met thermoplastisch polyethyleen heeft XLPE-isolatie de volgende voordelen:
1) Verbeterde weerstand tegen vervorming door hitte, verbeterde mechanische eigenschappen bij hoge temperaturen en verbeterde weerstand tegen scheuren door omgevingsspanning en veroudering door hitte.
2) Verbeterde chemische stabiliteit en weerstand tegen oplosmiddelen, verminderde koude stroming, handhaafde in principe de oorspronkelijke elektrische prestaties, de werktemperatuur op lange termijn kan 125 ℃ en 150 ℃ bereiken, verknoopte polyethyleen geïsoleerde draad en kabel, ook verbeterd. Het kortsluitvastheidsvermogen De temperatuur op korte termijn kan 250 ℃ bereiken, dezelfde dikte van draad en kabel, het huidige draagvermogen van XLPE is veel groter.
3) XLPE-geïsoleerde draden en kabels hebben uitstekende mechanische, waterdichte en stralingsbestendige eigenschappen, waardoor ze een breed scala aan toepassingen hebben.Zoals: elektrische interne verbindingsdraden, motorkabels, verlichtingskabels, laagspanningssignaalbesturingsdraden voor auto's, locomotiefdraden, metrodraden en -kabels, mijnbouwmilieubeschermingskabels, scheepskabels, kabels voor het leggen van kernenergie, tv-hoogspanningskabels, X -RAY afvuren van hoogspanningskabels, en stroomtransmissiedraad- en kabelindustrieën.
Verplaatsbare XLPE-zonnekabel
XLPE-geïsoleerde draden en kabels hebben aanzienlijke voordelen, maar ze hebben ook enkele tekortkomingen die hun gebruik beperken:
1) Slechte hittebestendige blokkeerprestaties.Het verwerken en gebruiken van draden bij een temperatuur die de nominale temperatuur van de draden overschrijdt, kan gemakkelijk adhesie tussen de draden veroorzaken, waardoor de isolatie ernstig kan breken en kortsluiting kan ontstaan.
2) Slechte hittebestendige doorsnijding.Bij temperaturen boven de 200°C wordt de draadisolatie extreem zacht, en samengedrukt en gestoten door externe krachten kan de draad gemakkelijk doorsnijden en kortsluiting veroorzaken.
3) Het kleurverschil tussen batches is moeilijk te controleren.Tijdens de verwerking is het gemakkelijk te krassen, witachtig te maken en af te drukken.
4) XLPE-isolatie bij een temperatuurbestendigheidsniveau van 150 ° C, volledig halogeenvrij en in staat om de VW-1-verbrandingstest van de UL1581-specificatie te doorstaan, en uitstekende mechanische en elektrische prestaties te behouden. Er zijn nog steeds bepaalde knelpunten in de productietechnologie en de kosten is hoog.
5) Er bestaat geen relevante nationale norm voor geïsoleerde draad van dit soort materiaal bij het aansluiten van elektronische en elektrische apparaten.
Siliconenrubber is ook een polymeermolecuul en heeft een ketenstructuur gevormd door SI-O-bindingen (silicium-zuurstof).De SI-O-binding is 443,5 KJ/MOL, wat veel hoger is dan de CC-bindingsenergie (355 KJ/MOL).De meeste siliconenrubberdraden en -kabels maken gebruik van koude extrusie en vulkanisatieprocessen bij hoge temperaturen.Van de vele draden en kabels van synthetisch rubber heeft siliconenrubber vanwege zijn unieke moleculaire structuur betere prestaties dan andere gewone rubbers:
1) Zeer zacht, goede elasticiteit, geurloos en niet-giftig, niet bang voor hoge temperaturen en bestand tegen strenge kou.Het bedrijfstemperatuurbereik is -90 ~ 300 ℃.Siliconenrubber heeft een veel betere hittebestendigheid dan gewoon rubber en kan continu worden gebruikt bij 200°C of gedurende een bepaalde periode bij 350°C.Kabels van siliconenrubberhebben goede fysieke en mechanische functies en chemische stabiliteit.
2) Uitstekende weersbestendigheid.Onder ultraviolet licht en andere klimatologische omstandigheden gedurende lange tijd veranderen de fysieke eigenschappen ervan slechts kleine veranderingen.
3) Siliconenrubber heeft een hoge weerstand en de weerstand blijft stabiel in een breed temperatuur- en frequentiebereik.
Verplaatsbare weerbestendige rubberen flexkabel
Tegelijkertijd heeft siliconenrubber een goede weerstand tegen hoogspanningscorona-ontlading en boogontlading.Met siliconenrubber geïsoleerde kabels hebben de bovengenoemde reeks voordelen, vooral in kabels voor tv-hoogspanningsapparaten, kabels die bestand zijn tegen hoge temperaturen in magnetrons, inductiekookplaten, koffiepotkabels, lampleidingen, UV-apparatuur, halogeenlampen, oven en ventilator interne verbindingskabels, enz. Het is het gebied van kleine huishoudelijke apparaten dat een breed scala aan toepassingen kent, maar enkele van zijn eigen tekortkomingen beperken ook de bredere toepassing.zoals:
1) Slechte scheurweerstand.Geëxtrudeerd door externe kracht tijdens verwerking of gebruik, kan gemakkelijk beschadigd raken door schrapen en kortsluiting veroorzaken.De huidige beschermingsmaatregel is het toevoegen van een geweven laag van glasvezel of polyestervezel op hoge temperatuur aan de siliconenisolatie, maar het is nog steeds noodzakelijk om schade veroorzaakt door extrusie van buitenaf tijdens de verwerking zoveel mogelijk te voorkomen.
2) Het vulkaniseermiddel dat wordt toegevoegd voor vulkanisatievormen maakt momenteel voornamelijk gebruik van dubbel 24. Het vulkaniseermiddel bevat chloor, en volledig halogeenvrije vulkaniseermiddelen (zoals platinavulkanisatie) stellen strenge eisen aan de temperatuur van de productieomgeving en zijn duur.Daarom moet aandacht worden besteed aan de verwerking van de kabelboom: de druk van de aandrukrol mag niet te hoog zijn en het is het beste om rubbermateriaal te gebruiken om een slechte drukweerstand veroorzaakt door breuken tijdens het productieproces te voorkomen.Let er tegelijkertijd op: tijdens de productie van glasvezelgaren moeten de nodige beschermende maatregelen worden genomen om inademing in de longen te voorkomen en de gezondheid van werknemers te beïnvloeden.
Verknoopt ethyleenpropyleenrubber is een terpolymeer van ethyleen, propyleen en niet-geconjugeerd dieen, dat door chemische stoffen of door bestraling wordt verknoopt.De voordelen van vernette EPDM-rubber geïsoleerde draden, geïntegreerde polyolefine geïsoleerde draden en gewone rubber geïsoleerde draden:
1) Zacht, flexibel, elastisch, niet-klevend bij hoge temperaturen, langdurige verouderingsbestendigheid, weerstand tegen barre weersomstandigheden (-60 ~ 125 ℃).
2) Ozonbestendigheid, UV-bestendigheid, elektrische isolatieweerstand en chemische weerstand.
3) Bestandheid tegen olie en oplosmiddelen zijn vergelijkbaar met algemene chloropreenrubberisolatie.De verwerking wordt uitgevoerd door gewone hete-extrusieverwerkingsapparatuur en er wordt gebruik gemaakt van verknoping door bestraling, wat eenvoudig en goedkoop is.Verknoopte EPDM-rubber geïsoleerde draden hebben veel van de bovengenoemde voordelen en worden gebruikt in koelcompressorleidingen, waterdichte motorleidingen, transformatorleidingen, mobiele mijnkabels, boormachines, auto's, medische apparatuur, boten en algemene elektrische interne bedrading.
De belangrijkste nadelen van XLEPDM-draad zijn:
1) Vergeleken met XLPE- en PVC-draden is de scheurweerstand slecht.
2) De hechting en zelfkleving zijn slecht, wat de latere verwerkbaarheid beïnvloedt.
Dongguan Slocable fotovoltaïsche technologie Co., LTD.
Toevoegen: Guangda Manufacturing Hongmei Science and Technology Park, nr. 9-2, Hongmei Section, Wangsha Road, Hongmei Town, Dongguan, Guangdong, China
TEL:0769-22010201
