виправити
виправити

Аналіз переваг і недоліків ізоляційних матеріалів для сонячних фотоелектричних проводів

  • новини2023-10-12
  • новини

Ефективність ізоляційних матеріалів безпосередньо впливає на якість, ефективність обробки та сферу застосування сонячних фотоелектричних кабелів.У цій статті коротко проаналізовано переваги та недоліки широко використовуваних матеріалів для ізоляції сонячних фотоелектричних кабелів з метою обговорення з промисловістю та поступового скорочення розриву з міжнародними кабелями.

Через відмінності між різними ізоляційними матеріалами виробництво проводів і кабелів і обробка проводів мають свої особливості.Повне розуміння цих характеристик буде корисним для вибору матеріалів фотоелектричного кабелю та контролю якості продукції.

 

1. Ізоляційний матеріал кабелю з ПВХ полівінілхлориду

Ізоляційний матеріал ПВХ полівінілхлорид (далі - ПВХ) являє собою суміш стабілізаторів, пластифікаторів, антипіренів, мастил та інших добавок, доданих до порошку ПВХ.Відповідно до різного застосування та різних характеристик дроту та кабелю, формула відповідно регулюється.Після десятиліть виробництва та використання сучасна технологія виробництва та обробки ПВХ стала дуже зрілою.ПВХ-ізоляційний матеріал має дуже широкий спектр застосування в галузі сонячних фотоелектричних кабелів і має очевидні власні характеристики:

1) Технологія виробництва є зрілою та легкою для формування та обробки.У порівнянні з іншими типами ізоляційних матеріалів для кабелів, він не тільки має низьку вартість, але також може ефективно контролюватися з точки зору різниці кольору поверхні, ступеня тьмяності, друку, ефективності обробки, м’якої твердості, адгезії провідників, механічних, фізичних та електричних властивостей самого дроту.

2) Він має дуже хороші вогнезахисні властивості, тому кабелі з ПВХ-ізоляцією можуть легко досягати вогнезахисних класів, які вимагаються різними стандартами.

3) З точки зору термостійкості, завдяки оптимізації та вдосконаленню формули матеріалу, в даний час широко використовувані типи ізоляції ПВХ в основному включають наступні три категорії:

 

Категорія матеріалу Номінальна температура (максимальна) застосування Характеристики використання
нормальний тип 105 ℃ Утеплювач і куртка Різна твердість може бути використана відповідно до вимог, як правило, м’яка, проста у формуванні та обробці.
Напівжорстка (SR-PVC) 105 ℃ Ізоляція жил Твердість вища, ніж у звичайного типу, а твердість вище Шора 90A.У порівнянні зі звичайним типом, механічна міцність ізоляції покращена, а термічна стабільність краща.Недоліком є ​​погана м'якість, що впливає на сферу використання.
Зшитий ПВХ (XLPVC) 105 ℃ Ізоляція жил Як правило, він зшивається опроміненням для перетворення звичайного термопластичного ПВХ у нерозчинний термореактивний пластик.Молекулярна структура більш стабільна, механічна міцність ізоляції покращена, а температура короткого замикання може досягати 250 °C.

 

4) З точки зору номінальної напруги, він зазвичай використовується для номінальної напруги 1000 В змінного струму та нижче, що може широко використовуватися в побутових приладах, контрольно-вимірювальних приладах, освітленні, мережевих комунікаціях та інших галузях.

 

ПВХ також має деякі недоліки, які обмежують його використання:

1) Оскільки він містить велику кількість хлору, велика кількість щільного диму задихнеться під час горіння, погіршить видимість і виділить деякі канцерогени та газ HCl, що завдасть серйозної шкоди навколишньому середовищу.З розвитком технології виробництва ізоляційних матеріалів із низьким вмістом диму без галогенів поступова заміна ПВХ ізоляції стала неминучою тенденцією у розвитку кабелю.Наразі деякі впливові та соціально відповідальні підприємства чітко висунули графік заміни ПВХ матеріалів у технічних стандартах компанії.

2) Звичайна ПВХ-ізоляція має погану стійкість до дії кислот і лугів, жаростійких масел і органічних розчинників.Відповідно до аналогічних хімічних принципів сумісності, ПВХ-дроти легко пошкоджуються і тріскаються в зазначеному середовищі.Однак завдяки чудовій продуктивності обробки та низькій вартості.Кабелі ПВХ все ще широко використовуються в побутовій техніці, освітленні, механічному обладнанні, контрольно-вимірювальних приладах, мережевих комунікаціях, електропроводці будівель та інших сферах.

 

2. XLPE матеріал ізоляції кабелю

Зшитий поліетилен (Cross-linke PE, надалі XLPE) — це поліетилен, який піддається впливу високоенергетичних променів або зшиваючих агентів і може перетворюватися з лінійної молекулярної структури на тривимірну структуру за певних умов. .При цьому він перетворюється з термопласту в нерозчинний термореактивний пластик.Після опромінення,XLPE сонячний кабельізоляційна оболонка має такі властивості, як стійкість до високих температур, стійкість до ультрафіолетового випромінювання, маслостійкість, морозостійкість і т.д., з терміном служби понад 25 років, що непорівнянно зі звичайними кабелями.

В даний час існує три основних методи зшивання при застосуванні ізоляції проводів і кабелів:

1) Перекисне зшивання.По-перше, поліетиленову смолу змішують з відповідним зшиваючим агентом і антиоксидантом, а також додають інші інгредієнти, якщо це необхідно, щоб отримати зшиваючі частинки поліетиленової суміші.Під час процесу екструзії зшивання відбувається через трубу для зшивання гарячою парою.

2) Силанове зшивання (зшивання теплою водою).Це також метод хімічного зшивання.Основним механізмом є зшивання органосилоксану та поліетилену за певних умов.Ступінь зшивання зазвичай може досягати приблизно 60%.

3) Зшивання опроміненням — це використання променів високої енергії, таких як r-промені, α-промені, електронні промені та інші види енергії для активації атомів вуглецю в макромолекулах поліетилену для зшивання.Промені високої енергії, які зазвичай використовуються в проводах і кабелях, — це електронні промені, створені прискорювачами електронів., Оскільки зшивання залежить від фізичної енергії, це фізичне зшивання.Наведені вище три різні методи зшивання мають різні характеристики та застосування:

 

Категорія зшивання Особливості застосування
Перекисне зшивання Під час процесу зшивання температура повинна строго контролюватися, а зшивання генерується через трубопровід для зшивання гарячою парою. Він підходить для виробництва кабелів високої напруги, великої довжини, великого перетину, а виробництво малих специфікацій є більш марнотратним.
Силанове зшивання Силанове зшивання може використовувати загальне обладнання.Екструзія не обмежена температурою.Зшивання починається під час впливу вологи.Чим вища температура, тим швидше швидкість зшивання. Він підходить для кабелів невеликого розміру, малих характеристик і низької напруги.Реакція зшивання може бути завершена лише в присутності води або вологи, що підходить для виробництва кабелів низької напруги.
Радіаційне зшивання Завдяки енергії джерела випромінювання використовується для ізоляції не надто товстої.Якщо ізоляція занадто товста, ймовірно, виникне нерівномірне опромінення. Він підходить для товщини ізоляції не надто товстого, високотемпературного вогнезахисного кабелю.

 

У порівнянні з термопластичним поліетиленом XLPE ізоляція має такі переваги:

1) Покращена стійкість до термічної деформації, покращені механічні властивості при високих температурах, а також покращена стійкість до розтріскування під впливом зовнішнього середовища та теплового старіння.

2) Підвищена хімічна стабільність і стійкість до розчинників, знижений холодний потік, в основному збережені початкові електричні характеристики, довгострокова робоча температура може досягати 125 ℃ і 150 ℃, зшитий поліетилен ізольований дріт і кабель, також покращена Стійкість до короткого замикання , його короткочасна температура може досягати 250 ℃, однакова товщина дроту та кабелю, пропускна здатність зшитого поліетилену набагато більша.

3) Проводи та кабелі з ізольованим поліетиленовим поліетиленом мають відмінні механічні, водонепроникні та радіаційні властивості, тому вони мають широкий спектр застосування.Такі як: електричні внутрішні з’єднувальні дроти, електродвигуни, освітлювальні кабелі, автомобільні низьковольтні дроти керування сигналом, локомотивні дроти, дроти та кабелі метро, ​​кабелі для захисту навколишнього середовища, морські кабелі, кабелі для прокладки ядерної енергії, телевізійні високовольтні кабелі, X -RAY для високовольтних кабелів, а також електропередачі для проводів і кабелів.

 

XLPE сонячний кабель

Сонячний кабель із зшитого поліетилену

 

Проводи та кабелі із зшитою поліетиленовою ізоляцією мають значні переваги, але мають і свої недоліки, які обмежують їх використання:

1) Погана термостійка блокуюча продуктивність.Обробка та використання проводів при температурі, що перевищує номінальну температуру проводів, може легко спричинити злипання між проводами, що може серйозно спричинити пошкодження ізоляції та спричинити коротке замикання.

2) Погана термостійка прорізна продуктивність.При температурах, що перевищують 200°C, ізоляція дроту стає надзвичайно м’якою, а стиснення та вплив зовнішніх сил може легко призвести до розрізання дроту та короткого замикання.

3) Різницю кольорів між партіями важко контролювати.Під час обробки легко дряпається, біліє, віддруковується.

4) Ізоляція з зшитого поліетилену (XLPE) на рівні температурної стійкості до 150 °C, повністю без галогенів і здатна пройти випробування на згоряння VW-1 за специфікацією UL1581 і підтримувати чудові механічні та електричні характеристики, все ще існують певні вузькі місця у технології виробництва та вартості є високим.

5) Не існує відповідного національного стандарту для ізольованого дроту з такого матеріалу для підключення електронних та електричних приладів.

 

3. Матеріал ізоляції кабелю з силіконової гуми

Силіконовий каучук також є полімерною молекулою, це ланцюгова структура, утворена зв’язками SI-O (кремній-кисень).Зв'язок SI-O становить 443,5 кДж/моль, що набагато вище, ніж енергія зв'язку CC (355 кдж/моль).Більшість проводів і кабелів із силіконової гуми використовують процеси холодної екструзії та високотемпературної вулканізації.Серед багатьох проводів і кабелів із синтетичного каучуку завдяки своїй унікальній молекулярній структурі силіконова гума має кращі характеристики, ніж інша звичайна гума:

1) Дуже м'який, добре еластичний, без запаху і нетоксичний, не боїться високих температур і стійкий до сильного холоду.Діапазон робочих температур -90~300 ℃.Силіконова гума має набагато кращу термостійкість, ніж звичайна гума, і її можна використовувати безперервно при 200°C або протягом певного часу при 350°C.Кабелі з силіконової гумимають хороші фізико-механічні функції та хімічну стабільність.

2) Чудова стійкість до погодних умов.Під впливом ультрафіолетового світла та інших кліматичних умов протягом тривалого часу його фізичні властивості змінюються лише незначно.

3) Силіконова гума має високий питомий опір, і її стійкість залишається стабільною в широкому діапазоні температур і частот.

 

атмосферостійкий гумовий гнучкий кабель

Гумовий гнучкий кабель, стійкий до погодних умов

 

У той же час силіконова гума має хорошу стійкість до високовольтного коронного розряду і дугового розряду.Кабелі з силіконовою гумовою ізоляцією мають ряд вищезгаданих переваг, особливо в кабелях високовольтних пристроїв для телевізорів, кабелях для мікрохвильових печей, стійких до високих температур, кабелях для індукційних плит, кабелях для кавників, проводах ламп, УФ-обладнанні, галогенних лампах, духовці та вентиляторі внутрішні з'єднувальні кабелі тощо. Це галузь малої побутової техніки, яка має широкий спектр застосування, але деякі її власні недоліки також обмежують ширше застосування.як от:

1) Погана стійкість до розриву.Екструдований зовнішньою силою під час обробки або використання, його легко пошкодити зіскобами та спричинити коротке замикання.Поточним захисним заходом є додавання скловолокна або високотемпературного поліефірного волокна до силіконової ізоляції, але все одно необхідно якомога більше уникати пошкоджень, спричинених зовнішньою екструзією під час обробки.

2) Вулканізуючий агент, доданий для вулканізації, наразі в основному використовує подвійний 24. Вулканізуючий агент містить хлор, а повністю безгалогенні вулканізаційні агенти (такі як вулканізація платиною) мають суворі вимоги до температури виробничого середовища та є дорогими.Тому слід звернути увагу на обробку дротяного джгута: тиск притискного валика не повинен бути надто високим, і найкраще використовувати гумовий матеріал, щоб запобігти поганому опору тиску, спричиненому руйнуванням під час виробничого процесу.Водночас зверніть увагу: під час виробництва скловолоконної пряжі слід вживати необхідних заходів захисту, щоб запобігти потраплянню вдихання в легені та негативному впливу на здоров’я працівників.

 

4. Зшитий етиленпропіленовий каучук (XLEPDM) ізоляційний матеріал кабелю

Зшитий етиленпропіленовий каучук є терполімером етилену, пропілену та некон’югованого дієну, який зшитий хімічним шляхом або опроміненням.Переваги проводів із зшитою гумовою ізоляцією EPDM, інтегрованих проводів із поліолефіновою ізоляцією та звичайних проводів із гумовою ізоляцією:

1) М’який, гнучкий, еластичний, не клеїться при високій температурі, стійкий до тривалого старіння, стійкий до суворої погоди (-60 ~ 125 ℃).

2) Стійкість до озону, ультрафіолетового випромінювання, електричної ізоляції та хімічної стійкості.

3) Маслостійкість і стійкість до розчинників можна порівняти з ізоляцією з хлоропренового каучуку загального призначення.Обробка здійснюється звичайним обладнанням для обробки гарячої екструзії, а також використовується опромінювальне зшивання, яке є простим і недорогим.Проводи із зшитою гумовою ізоляцією EPDM мають багато з перерахованих вище переваг і використовуються в проводах холодильних компресорів, водонепроникних проводах двигунів, трансформаторів, шахтних мобільних кабелях, бурових установках, автомобілях, медичному обладнанні, човнах і загальній внутрішній електричній проводці.

 

Основними недоліками дроту XLEPDM є:

1) У порівнянні з дротами з зшитого поліетилену та ПВХ, стійкість до розриву низька.

2) Адгезія та самоклейка погані, що впливає на подальшу технологічність.

© Copyright © 2022 Dongguan Slocable Photovoltaic Technology Co., LTD.Рекомендовані товари - Карта сайту 粤ICP备12057175号-1
збірка сонячного кабелю, mc4 сонячна гілка кабелю в зборі, сонячний кабель в зборі mc4, кабель-подовжувач mc4, збірка фотоелектричного кабелю, кабельна збірка для сонячних панелей,
Технічна підтримка:Soww.com