2023-10-12
Delovanje izolacijskih materialov neposredno vpliva na kakovost, učinkovitost obdelave in obseg uporabe solarnih fotonapetostnih kablov.Ta članek bo na kratko analiziral prednosti in slabosti običajno uporabljenih izolacijskih materialov za sončne fotonapetostne kable, s ciljem razpravljati z industrijo in postopoma skrajšati vrzel z mednarodnimi kabli.
Zaradi razlik med različnimi izolacijskimi materiali imata proizvodnja žic in kablov ter predelava žice svoje značilnosti.Popolno razumevanje teh značilnosti bo koristno pri izbiri materialov za fotovoltaične kable in nadzoru kakovosti izdelkov.
PVC polivinilklorid (v nadaljevanju PVC) izolacijski material je mešanica stabilizatorjev, mehčalcev, zaviralcev gorenja, maziv in drugih dodatkov, dodanih PVC prahu.Glede na različne aplikacije in različne značilnosti žice in kabla se formula ustrezno prilagodi.Po desetletjih proizvodnje in uporabe je trenutna tehnologija izdelave in predelave PVC postala zelo zrela.PVC izolacijski material ima zelo širok spekter uporabe na področju solarnih fotonapetostnih kablov in ima očitne lastne značilnosti:
1) Tehnologija izdelave je zrela in enostavna za oblikovanje in obdelavo.V primerjavi z drugimi vrstami kabelskih izolacijskih materialov nima le nizkih stroškov, ampak ga je mogoče tudi učinkovito nadzorovati glede razlike v barvi površine, stopnje svetlobe, tiskanja, učinkovitosti obdelave, mehke trdote, oprijema prevodnika, mehanskih, fizikalnih in električnih lastnosti same žice.
2) Ima zelo dobre lastnosti zaviranja gorenja, tako da lahko kabli s PVC izolacijo zlahka dosežejo stopnje zaviranja gorenja, ki jih zahtevajo različni standardi.
3) Kar zadeva temperaturno odpornost, z optimizacijo in izboljšavo formule materiala trenutno pogosto uporabljene vrste PVC izolacije vključujejo predvsem naslednje tri kategorije:
| Kategorija materiala | Nazivna temperatura (največja) | Aplikacija | Lastnosti uporabe |
| normalen tip | 105 ℃ | Izolacija in jakna | V skladu z zahtevami se lahko uporablja različna trdota, običajno mehka, enostavna za oblikovanje in obdelavo. |
| Poltrdi (SR-PVC) | 105 ℃ | Izolacija jedra | Trdota je višja od običajne vrste, trdota pa je nad Shore 90A.V primerjavi z običajnim tipom je izolacijska mehanska trdnost izboljšana in toplotna stabilnost je boljša.Pomanjkljivost je, da mehkoba ni dobra in je prizadet obseg uporabe. |
| Zamreženi PVC (XLPVC) | 105 ℃ | Izolacija jedra | Na splošno je zamrežen z obsevanjem, da se običajni termoplastični PVC spremeni v netopno termoreaktivno plastiko.Molekularna struktura je bolj stabilna, mehanska trdnost izolacije je izboljšana, temperatura kratkega stika pa lahko doseže 250 °C. |
4) Kar zadeva nazivno napetost, se običajno uporablja za nazivne napetosti 1000 V AC in manj, kar se lahko široko uporablja v gospodinjskih aparatih, instrumentih, razsvetljavi, omrežnih komunikacijah in drugih industrijah.
PVC ima tudi nekaj pomanjkljivosti, ki omejujejo njegovo uporabo:
1) Ker vsebuje veliko količino klora, bo velika količina gostega dima med gorenjem zadušila, vplivala na vidljivost in proizvedla nekatere rakotvorne snovi in plin HCl, kar bo povzročilo resno škodo okolju.Z razvojem tehnologije izdelave izolacijskega materiala brez halogenov z nizko vsebnostjo dima je postopna zamenjava PVC izolacije postala neizogiben trend pri razvoju kablov.Trenutno so nekatera vplivna in družbeno odgovorna podjetja jasno predstavila časovni načrt za zamenjavo PVC materialov v tehničnih standardih podjetja.
2) Navadna PVC izolacija je slabo odporna na kisline in alkalije, toplotno odporna olja in organska topila.V skladu s podobnimi kemičnimi načeli združljivosti se PVC žice zlahka poškodujejo in počijo v določenem okolju.Vendar s svojo odlično zmogljivostjo obdelave in nizkimi stroški.PVC kabli se še vedno pogosto uporabljajo v gospodinjskih aparatih, razsvetljavi, mehanski opremi, instrumentih, omrežnih komunikacijah, ožičenju zgradb in na drugih področjih.
Zamreženi polietilen (Cross-linke PE, v nadaljevanju XLPE) je polietilen, ki je izpostavljen visokoenergijskim žarkom ali zamreževalnim sredstvom in se lahko pod določenimi pogoji spremeni iz linearne molekularne strukture v tridimenzionalno strukturo. .Hkrati se iz termoplasta spremeni v netopno termoreaktivno plastiko.Po obsevanju,XLPE solarni kabelizolacijski plašč ima lastnosti odpornosti na visoke temperature, odpornost na ultravijolično sevanje, odpornost na olje, odpornost na mraz itd., z življenjsko dobo več kot 25 let, kar je neprimerljivo z običajnimi kabli.
Trenutno obstajajo tri glavne metode navzkrižnega povezovanja pri uporabi izolacije žic in kablov:
1) Peroksidno zamreženje.Najprej se polietilenska smola zmeša z ustreznim zamreževalnim sredstvom in antioksidantom, po potrebi pa se dodajo še druge sestavine za izdelavo delcev polietilenske mešanice, ki jih je mogoče zamrežiti.Med postopkom ekstrudiranja pride do zamreženja skozi cev za zamreženje z vročo paro.
2) Zamreževanje s silanom (zamreževanje s toplo vodo).Je tudi metoda kemičnega navzkrižnega povezovanja.Glavni mehanizem je zamreženje organosiloksana in polietilena pod določenimi pogoji.Stopnja zamreženja lahko na splošno doseže približno 60 %.
3) Zamreževanje z obsevanjem je uporaba visokoenergijskih žarkov, kot so r-žarki, α-žarki, elektronski žarki in druge energije za aktiviranje ogljikovih atomov v polietilenskih makromolekulah za zamreženje.Visokoenergijski žarki, ki se običajno uporabljajo v žicah in kablih, so elektronski žarki, ki jih proizvajajo elektronski pospeševalci., Ker je zamreženje odvisno od fizične energije, je to fizično zamreženje.Zgornje tri različne metode navzkrižnega povezovanja imajo različne značilnosti in aplikacije:
| Kategorija navzkrižnega povezovanja | Lastnosti | Aplikacija |
| Peroksidno zamreženje | Med postopkom zamreženja je treba temperaturo strogo nadzorovati, zamreževanje pa nastane skozi cevovod za zamreženje z vročo paro. | Primeren je za proizvodnjo visokonapetostnih kablov velike dolžine in velikega preseka, proizvodnja majhnih specifikacij pa je bolj potratna. |
| Zamreženje silana | Silansko navzkrižno povezovanje lahko uporablja splošno opremo.Ekstrudiranje ni omejeno s temperaturo.Zamreženje se začne, ko je izpostavljeno vlagi.Višja kot je temperatura, večja je hitrost zamreženja. | Primeren je za kable z majhno velikostjo, majhno specifikacijo in nizko napetostjo.Reakcija zamreženja se lahko zaključi le v prisotnosti vode ali vlage, kar je primerno za proizvodnjo nizkonapetostnih kablov. |
| Radiacijsko zamreženje | Zaradi energije vira sevanja se uporablja za izolacijo, ki ni predebela.Če je izolacija predebela, lahko pride do neenakomernega sevanja. | Primeren je za debelino izolacije, ki ni predebela, visoko temperaturno odporen ognjevarni kabel. |
V primerjavi s termoplastičnim polietilenom ima XLPE izolacija naslednje prednosti:
1) Izboljšana odpornost na toplotno deformacijo, izboljšane mehanske lastnosti pri visokih temperaturah in izboljšana odpornost na razpoke zaradi obremenitve v okolju in toplotno staranje.
2) Izboljšana kemična stabilnost in odpornost na topila, zmanjšan hladen pretok, v bistvu ohranjena prvotna električna zmogljivost, dolgoročna delovna temperatura lahko doseže 125 ℃ in 150 ℃, žica in kabel, izolirana s premreženim polietilenom, prav tako izboljšana Odpornost na kratek stik , njegova kratkotrajna temperatura lahko doseže 250 ℃, enaka debelina žice in kabla, trenutna nosilnost XLPE je veliko večja.
3) Žice in kabli z izolacijo iz XLPE imajo odlične mehanske, vodoodporne lastnosti in odpornost proti sevanju, zato imajo širok spekter uporabe.Kot so: žice za notranjo električno povezavo, kabli za motorje, kabli za razsvetljavo, žice za krmiljenje nizkonapetostnega signala za avtomobile, žice za lokomotive, žice in kabli podzemne železnice, kabli za zaščito okolja v rudarstvu, pomorski kabli, kabli za polaganje jedrske energije, visokonapetostni TV kabli, X -Ray žganje visokonapetostnih kablov ter žična in kabelska industrija za prenos moči.
Slocable XLPE solarni kabel
Žice in kabli z izolacijo iz XLPE imajo pomembne prednosti, vendar imajo tudi nekaj lastnih pomanjkljivosti, ki omejujejo njihovo uporabo:
1) Slaba zmogljivost blokiranja, odporna na vročino.Obdelava in uporaba žic pri temperaturi, ki presega nazivno temperaturo žic, lahko zlahka povzroči sprijemanje med žicami, kar lahko resno povzroči zlom izolacije in povzroči kratek stik.
2) Slaba zmogljivost prereza, odporna na vročino.Pri temperaturah, ki presegajo 200 °C, izolacija žice postane izjemno mehka, stisnjena in izpostavljena zunanjim silam pa lahko zlahka povzroči prerez žice in kratek stik.
3) Barvno razliko med serijami je težko nadzorovati.Med obdelavo se zlahka opraska, pobeli in odtisne.
4) XLPE izolacija pri stopnji temperaturne odpornosti 150 °C, popolnoma brez halogenov in zmožna opraviti preskus zgorevanja VW-1 po specifikaciji UL1581 ter ohraniti odlično mehansko in električno zmogljivost, še vedno obstajajo določena ozka grla v proizvodni tehnologiji in stroških je visoka.
5) Ni ustreznega nacionalnega standarda za izolirano žico iz te vrste materiala pri povezovanju elektronskih in električnih naprav.
Silikonska guma je tudi polimerna molekula, verižna struktura, ki jo tvorijo vezi SI-O (silicij-kisik).Vez SI-O je 443,5KJ/MOL, kar je veliko več od energije vezi CC (355KJ/MOL).Večina žic in kablov iz silikonske gume uporablja postopke hladnega iztiskanja in visokotemperaturne vulkanizacije.Med številnimi žicami in kabli iz sintetičnega kavčuka ima silikonska guma zaradi svoje edinstvene molekularne strukture boljšo učinkovitost kot druge navadne gume:
1) Zelo mehka, dobra elastičnost, brez vonja in nestrupena, ne boji se visoke temperature in je odporna na hud mraz.Delovno temperaturno območje je -90~300 ℃.Silikonska guma ima veliko boljšo toplotno odpornost kot navadna guma in jo lahko uporabljate neprekinjeno pri 200°C ali nekaj časa pri 350°C.Kabli iz silikonske gumeimajo dobre fizikalne in mehanske funkcije ter kemično stabilnost.
2) Odlična odpornost na vremenske vplive.Pod ultravijolično svetlobo in drugimi podnebnimi pogoji za dolgo časa se njegove fizikalne lastnosti le rahlo spremenijo.
3) Silikonska guma ima visoko upornost, njena odpornost pa ostaja stabilna v širokem razponu temperature in frekvence.
Gumijasti fleksibilni kabel, odporen proti vremenskim vplivom
Hkrati ima silikonska guma dobro odpornost na visokonapetostno koronsko razelektritev in obločno razelektritev.Kabli, izolirani s silikonsko gumo, imajo zgoraj omenjeno vrsto prednosti, zlasti pri kablih za visokonapetostne naprave za TV, kablih za mikrovalovne pečice, odpornih na visoke temperature, kablih za indukcijske kuhalnike, kablih za lončke za kavo, kablih za žarnice, UV opremi, halogenskih žarnicah, pečicah in ventilatorjih notranji priključni kabli ipd. Področje malih gospodinjskih aparatov ima širok spekter uporabe, vendar nekatere lastne pomanjkljivosti omejujejo širšo uporabo.kot naprimer:
1) Slaba odpornost na trganje.Ekstrudiran zaradi zunanje sile med predelavo ali uporabo, se zlahka poškoduje s strganjem in povzroči kratek stik.Trenutni zaščitni ukrep je, da se silikonski izolaciji doda plast iz steklenih vlaken ali visokotemperaturnih poliestrskih vlaken, vendar se je še vedno treba čim bolj izogibati poškodbam, ki jih povzroča ekstrudiranje z zunanjo silo med obdelavo.
2) Vulkanizersko sredstvo, dodano za vulkanizacijsko oblikovanje, trenutno večinoma uporablja dvojno 24. Vulkanizersko sredstvo vsebuje klor in popolnoma brezhalogenska vulkanizacijska sredstva (kot je vulkanizacija s platino) imajo stroge zahteve glede temperature proizvodnega okolja in so draga.Zato je treba posvetiti pozornost obdelavi žičnih snopov: pritisk tlačnega valja ne sme biti previsok in najbolje je uporabiti gumijast material, da preprečite slabo odpornost na pritisk, ki jo povzroči lomljenje med proizvodnim procesom.Hkrati upoštevajte: med proizvodnjo preje iz steklenih vlaken je treba sprejeti potrebne zaščitne ukrepe, da preprečite vdihavanje v pljuča in vplivate na zdravje zaposlenih.
Zamreženi etilen propilenski kavčuk je terpolimer etilena, propilena in nekonjugiranega diena, ki je zamrežen s kemikalijami ali obsevanjem.Prednosti žic z izolacijo iz premrežene gume EPDM, žic z integrirano izolacijo iz poliolefina in žic z navadno gumo izoliranih:
1) Mehko, prožno, elastično, nelepljivo pri visoki temperaturi, dolgotrajna odpornost proti staranju, odpornost na ostre vremenske razmere (-60 ~ 125 ℃).
2) Odpornost na ozon, UV odpornost, odpornost na električno izolacijo in odpornost na kemikalije.
3) Odpornost na olje in topila sta primerljivi z izolacijo iz kloroprenske gume za splošno uporabo.Predelava se izvaja z običajno opremo za obdelavo z vročim iztiskanjem, sprejeto pa je navzkrižno povezovanje z obsevanjem, ki je preprosto in poceni.Premrežene žice z gumo izolirane EPDM imajo številne zgoraj navedene prednosti in se uporabljajo v kablih hladilnega kompresorja, vodotesnih motorjih, transformatorskih kablih, mobilnih kablih rudnikov, vrtanju, avtomobilih, medicinski opremi, čolnih in splošnih notranjih električnih napeljavah.
Glavne pomanjkljivosti žice XLEPDM so:
1) V primerjavi z žicami iz XLPE in PVC je odpornost proti trganju slaba.
2) Adhezija in samolepilnost sta slabi, kar vpliva na kasnejšo obdelavo.
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, Kitajska
TEL: 0769-22010201
