2023-10-12
Výkon izolačných materiálov priamo ovplyvňuje kvalitu, efektivitu spracovania a rozsah použitia solárnych fotovoltaických káblov.Tento článok stručne analyzuje výhody a nevýhody bežne používaných solárnych fotovoltaických káblových izolačných materiálov s cieľom diskutovať s priemyslom a postupne skracovať medzeru s medzinárodnými káblami.
Vzhľadom na rozdiely medzi rôznymi izolačnými materiálmi má výroba drôtov a káblov a spracovanie drôtov svoje vlastné charakteristiky.Úplné pochopenie týchto charakteristík bude prospešné pre výber materiálov fotovoltaických káblov a kontrolu kvality produktu.
Izolačný materiál PVC polyvinylchlorid (ďalej len PVC) je zmesou stabilizátorov, zmäkčovadiel, retardérov horenia, mazív a iných prísad pridávaných do PVC prášku.Podľa rôznych aplikácií a rôznych charakteristík drôtu a kábla sa vzorec zodpovedajúcim spôsobom upraví.Po desaťročiach výroby a používania sa súčasná technológia výroby a spracovania PVC stala veľmi vyspelou.Izolačný materiál z PVC má veľmi široký rozsah aplikácií v oblasti solárnych fotovoltaických káblov a má svoje vlastné zrejmé vlastnosti:
1) Výrobná technológia je vyspelá a ľahko sa formuje a spracováva.V porovnaní s inými typmi káblových izolačných materiálov má nielen nízke náklady, ale môže byť tiež efektívne kontrolovaný z hľadiska rozdielu povrchovej farby, stupňa necitlivosti, tlače, účinnosti spracovania, mäkkej tvrdosti, priľnavosti vodičov, mechanických, fyzikálnych a elektrických vlastností. samotného drôtu.
2) Má veľmi dobré vlastnosti spomaľujúce horenie, takže káble izolované z PVC môžu ľahko dosiahnuť triedy spomaľujúce horenie požadované rôznymi normami.
3) Pokiaľ ide o tepelnú odolnosť, optimalizáciou a zlepšením zloženia materiálu v súčasnosti bežne používané typy izolácie z PVC zahŕňajú najmä tieto tri kategórie:
| Kategória materiálu | Menovitá teplota (maximálna) | Aplikácia | Vlastnosti použitia |
| normálny typ | 105 ℃ | Izolácia a bunda | Podľa požiadaviek je možné použiť rôznu tvrdosť, všeobecne mäkkú, ľahko tvarovateľnú a spracovateľnú. |
| Polotuhý (SR-PVC) | 105 ℃ | Izolácia jadra | Tvrdosť je vyššia ako u bežného typu a tvrdosť je nad Shore 90A.V porovnaní s bežným typom sa zlepšila mechanická pevnosť izolácie a lepšia tepelná stabilita.Nevýhodou je, že mäkkosť nie je dobrá a tým je ovplyvnený rozsah použitia. |
| Zosieťované PVC (XLPVC) | 105 ℃ | Izolácia jadra | Vo všeobecnosti je zosieťovaný žiarením, aby sa bežný termoplastický PVC premenil na nerozpustný termosetový plast.Molekulárna štruktúra je stabilnejšia, zlepšuje sa mechanická pevnosť izolácie a teplota pri skrate môže dosiahnuť 250 °C. |
4) Pokiaľ ide o menovité napätie, vo všeobecnosti sa používa pre menovité napätie 1 000 V AC a nižšie, ktoré sa môže široko používať v domácich spotrebičoch, prístrojovom vybavení, osvetlení, sieťovej komunikácii a iných priemyselných odvetviach.
PVC má tiež niektoré nedostatky, ktoré obmedzujú jeho použitie:
1) Pretože obsahuje veľké množstvo chlóru, veľké množstvo hustého dymu sa pri horení udusí, ovplyvní viditeľnosť a vytvorí niektoré karcinogény a plynný HCl, čo vážne poškodí životné prostredie.S rozvojom technológie výroby bezhalogénových izolačných materiálov s nízkou dymivosťou sa postupné nahrádzanie izolácie z PVC stalo nevyhnutným trendom vo vývoji káblov.V súčasnosti niektoré vplyvné a sociálne zodpovedné podniky jasne predložili harmonogram nahradenia PVC materiálov v technických normách spoločnosti.
2) Bežná PVC izolácia má slabú odolnosť voči kyselinám a zásadám, tepelne odolným olejom a organickým rozpúšťadlám.Podľa podobných chemických princípov kompatibility sa PVC drôty v určenom prostredí ľahko poškodia a prasknú.Avšak s vynikajúcim výkonom spracovania a nízkou cenou.PVC káble sú stále široko používané v domácich spotrebičoch, osvetlení, mechanických zariadeniach, prístrojovej technike, sieťovej komunikácii, elektroinštalácii budov a ďalších oblastiach.
Zosieťovaný polyetylén (Cross-linke PE, ďalej len XLPE) je polyetylén, ktorý je vystavený vysokoenergetickým lúčom alebo sieťovacím činidlám a môže sa za určitých podmienok transformovať z lineárnej molekulárnej štruktúry na trojrozmernú. .Zároveň sa premieňa z termoplastu na nerozpustný termosetový plast.Po ožiarení,XLPE solárny kábelizolačný plášť má vlastnosti odolnosti voči vysokej teplote, odolnosti voči ultrafialovému žiareniu, odolnosti voči olejom, mrazu a pod., so životnosťou viac ako 25 rokov, čo je neporovnateľné s bežnými káblami.
V súčasnosti existujú tri hlavné metódy zosieťovania pri aplikácii izolácie drôtov a káblov:
1) Zosieťovanie peroxidom.Najprv sa polyetylénová živica zmieša s vhodným sieťovacím činidlom a antioxidantom a podľa potreby sa pridajú ďalšie zložky, aby sa vytvorili častice zosieťovateľnej polyetylénovej zmesi.Počas procesu extrúzie dochádza k zosieťovaniu cez sieťovacie potrubie horúcej pary.
2) Silánové zosieťovanie (zosieťovanie teplou vodou).Je to tiež metóda chemického zosieťovania.Hlavným mechanizmom je zosieťovanie organosiloxánu a polyetylénu za špecifických podmienok.Stupeň zosieťovania môže vo všeobecnosti dosiahnuť približne 60 %.
3) Zosieťovanie ožiarením je použitie vysokoenergetických lúčov, ako sú r-lúče, a-lúče, elektrónové lúče a iné energie na aktiváciu uhlíkových atómov v polyetylénových makromolekulách na zosieťovanie.Vysokoenergetické lúče bežne používané v drôtoch a kábloch sú elektrónové lúče produkované elektrónovými urýchľovačmi.Pretože sa zosieťovanie spolieha na fyzickú energiu, ide o fyzikálne zosieťovanie.Vyššie uvedené tri rôzne metódy zosieťovania majú rôzne vlastnosti a aplikácie:
| Kategória krížových väzieb | Vlastnosti | Aplikácia |
| Peroxidové zosieťovanie | Počas procesu sieťovania musí byť teplota prísne kontrolovaná a sieťovanie sa vytvára cez sieťovacie potrubie horúcej pary. | Je vhodný na výrobu vysokonapäťových, veľkodĺžkových, veľkopriestorových káblov a výroba malých špecifikácií je zbytočnejšia. |
| Silánové zosieťovanie | Silánové zosieťovanie môže využívať všeobecné vybavenie.Extrúzia nie je obmedzená teplotou.Zosieťovanie začína pri vystavení vlhkosti.Čím vyššia je teplota, tým vyššia je rýchlosť zosieťovania. | Je vhodný pre káble s malými rozmermi, malými špecifikáciami a nízkym napätím.Reakcia zosieťovania môže byť dokončená len za prítomnosti vody alebo vlhkosti, čo je vhodné na výrobu nízkonapäťových káblov. |
| Radiačné sieťovanie | Vďaka energii zdroja žiarenia sa používa na izoláciu, ktorá nie je príliš hrubá.Keď je izolácia príliš hrubá, pravdepodobne dôjde k nerovnomernému ožiareniu. | Je vhodný pre hrúbku izolácie, ktorá nie je príliš hrubá, kábel spomaľujúci horenie odolný voči vysokej teplote. |
V porovnaní s termoplastickým polyetylénom má izolácia XLPE nasledujúce výhody:
1) Zlepšená odolnosť proti tepelnej deformácii, zlepšené mechanické vlastnosti pri vysokých teplotách a zlepšená odolnosť voči praskaniu vplyvom vonkajšieho prostredia a tepelnému starnutiu.
2) Vylepšená chemická stabilita a odolnosť voči rozpúšťadlám, znížený prietok za studena, v podstate zachovaný pôvodný elektrický výkon, dlhodobá pracovná teplota môže dosiahnuť 125 ℃ a 150 ℃, zosieťovaný polyetylénový izolovaný drôt a kábel, tiež vylepšená odolnosť proti skratu , jeho krátkodobá teplota môže dosiahnuť 250 ℃, rovnaká hrúbka drôtu a kábla, prúdová únosnosť XLPE je oveľa väčšia.
3) XLPE izolované vodiče a káble majú vynikajúce mechanické vlastnosti, vodotesnosť a odolnosť voči žiareniu, takže majú širokú škálu aplikácií.Ako napríklad: elektrické vnútorné prepojovacie vodiče, motorové vodiče, osvetľovacie vodiče, vodiče na ovládanie nízkonapäťového signálu v automobiloch, vodiče lokomotív, vodiče a káble metra, káble na ochranu životného prostredia v baníctve, námorné káble, káble na kladenie jadrovej energie, televízne vysokonapäťové káble, X -RAY vypaľovanie vysokonapäťových káblov a priemyslu prenosových drôtov a káblov.
Polohovateľný XLPE solárny kábel
XLPE izolované vodiče a káble majú významné výhody, ale majú aj niektoré vlastné nedostatky, ktoré obmedzujú ich použitie:
1) Slabý tepelne odolný blokovací výkon.Spracovanie a používanie vodičov pri teplote presahujúcej menovitú teplotu vodičov môže ľahko spôsobiť adhéziu medzi vodičmi, čo môže vážne spôsobiť pretrhnutie izolácie a vytvorenie skratu.
2) Slabý tepelne odolný výkon pri prerezaní.Pri teplotách presahujúcich 200 °C sa izolácia drôtu stáva extrémne mäkkou a stláčanie a nárazy vonkajšími silami môžu ľahko spôsobiť prerezanie drôtu a jeho skrat.
3) Farebný rozdiel medzi šaržami je ťažké kontrolovať.Pri spracovaní sa dá ľahko poškriabať, vybieliť a odtlačiť.
4) XLPE izolácia na úrovni teplotnej odolnosti 150 ° C, úplne bez halogénov a schopná prejsť spaľovacím testom VW-1 podľa špecifikácie UL1581 a zachovať si vynikajúci mechanický a elektrický výkon, stále existujú určité prekážky vo výrobnej technológii a nákladoch je vysoko.
5) Neexistuje žiadna relevantná národná norma pre izolovaný drôt z tohto druhu materiálu na pripojenie elektronických a elektrických spotrebičov.
Silikónový kaučuk je tiež polymérna molekula je reťazová štruktúra tvorená väzbami SI-O (kremík-kyslík).Väzba SI-O je 443,5 KJ/MOL, čo je oveľa viac ako energia väzby CC (355 KJ/MOL).Väčšina drôtov a káblov zo silikónovej gumy využíva procesy vytláčania za studena a vysokoteplotnej vulkanizácie.Spomedzi mnohých drôtov a káblov zo syntetickej gumy má silikónová guma vďaka svojej jedinečnej molekulárnej štruktúre lepší výkon ako iné bežné gumy:
1) Veľmi mäkká, dobrá elasticita, bez zápachu a netoxická, nebojí sa vysokej teploty a odolná voči silnému chladu.Rozsah prevádzkovej teploty je -90 ~ 300 ℃.Silikónová guma má oveľa lepšiu tepelnú odolnosť ako bežná guma a môže sa používať nepretržite pri 200 ° C alebo po určitú dobu pri 350 ° C.Káble zo silikónovej gumymajú dobré fyzikálne a mechanické funkcie a chemickú stabilitu.
2) Vynikajúca odolnosť voči poveternostným vplyvom.Pod ultrafialovým svetlom a inými klimatickými podmienkami po dlhú dobu sa jeho fyzikálne vlastnosti menia len nepatrne.
3) Silikónová guma má vysoký odpor a jej odolnosť zostáva stabilná v širokom rozsahu teplôt a frekvencií.
Polohovateľný gumový ohybný kábel odolný voči poveternostným vplyvom
Silikónová guma má zároveň dobrú odolnosť voči vysokonapäťovému korónovému výboju a oblúkovému výboju.Káble s izoláciou zo silikónovej gumy majú vyššie uvedený rad výhod, najmä v kábloch televíznych vysokonapäťových zariadení, kábloch odolných voči vysokej teplote do mikrovlnnej rúry, kábloch indukčných sporákov, kábloch kávových kanvíc, prívodoch lámp, UV zariadeniach, halogénových lampách, rúre a ventilátore vnútorné prepojovacie káble a pod. Práve oblasť malých domácich spotrebičov má široké uplatnenie, no niektoré jej vlastné nedostatky obmedzujú širšie uplatnenie.ako napríklad:
1) Slabá odolnosť proti roztrhnutiu.Pri vytláčaní vonkajšou silou počas spracovania alebo používania sa ľahko poškodí zoškrabaním a spôsobí skrat.Súčasným ochranným opatrením je pridanie vrstvy zo sklenených vlákien alebo vysokoteplotného polyesterového vlákna tkanej na silikónovú izoláciu, ale stále je potrebné, aby sa počas spracovania čo najviac zabránilo poškodeniu spôsobenému vytláčaním vonkajšej sily.
2) Vulkanizačné činidlo pridávané na vulkanizačné formovanie v súčasnosti používa hlavne dvojitú 24. Vulkanizačné činidlo obsahuje chlór a úplne bezhalogénové vulkanizačné činidlá (ako je vulkanizácia platiny) majú prísne požiadavky na teplotu výrobného prostredia a sú drahé.Preto by sa mala venovať pozornosť spracovaniu káblového zväzku: tlak prítlačného valca by nemal byť príliš vysoký a najlepšie je použiť gumový materiál, aby sa zabránilo zlej odolnosti voči tlaku spôsobenej lámaním počas výrobného procesu.Zároveň upozorňujeme: pri výrobe priadze zo sklenených vlákien by sa mali prijať potrebné ochranné opatrenia, aby sa zabránilo vdýchnutiu do pľúc a neovplyvnilo zdravie zamestnancov.
Zosieťovaný etylénpropylénový kaučuk je terpolymér etylénu, propylénu a nekonjugovaného diénu, ktorý je zosieťovaný chemikáliami alebo žiarením.Výhody zosieťovaných drôtov s kaučukovou izoláciou EPDM, integrovaných drôtov s polyolefínovou izoláciou a bežných drôtov s gumovou izoláciou:
1) Mäkký, pružný, elastický, nelepivý pri vysokej teplote, dlhodobá odolnosť proti starnutiu, odolnosť voči drsnému počasiu (-60～125℃).
2) Odolnosť voči ozónu, UV odolnosť, elektrická izolačná odolnosť a chemická odolnosť.
3) Odolnosť voči olejom a rozpúšťadlám sú porovnateľné s izoláciou z chloroprénovej gumy na všeobecné použitie.Spracovanie sa vykonáva bežným zariadením na spracovanie vytláčaním za tepla a používa sa zosieťovanie ožarovaním, ktoré je jednoduché a lacné.Drôty s kaučukovou izoláciou z EPDM majú mnohé z vyššie uvedených výhod a používajú sa vo vedení chladiacich kompresorov, vodotesných vedeniach motorov, transformátorových vedeniach, banských mobilných kábloch, vŕtaní, automobiloch, zdravotníckych zariadeniach, lodiach a všeobecných elektrických vnútorných rozvodoch.
Hlavné nevýhody drôtu XLEPDM sú:
1) V porovnaní s vodičmi XLPE a PVC je odolnosť proti roztrhnutiu nízka.
2) Priľnavosť a samolepka sú slabé, čo ovplyvňuje následnú spracovateľnosť.
Dongguan Slocable Photovoltaic Technology Co., LTD.
Pridať: Vedecký a technologický park Guangda Manufacturing Hongmei, č. 9-2, Hongmei Section, Wangsha Road, Hongmei Town, Dongguan, Guangdong, Čína
TEL: 0769-22010201
