2023-10-12
Performanse izolacionih materijala direktno utiču na kvalitet, efikasnost obrade i obim primene solarnih fotonaponskih kablova. Ovaj članak će ukratko analizirati prednosti i nedostatke najčešće korištenih solarnih fotonaponskih kablovskih izolacijskih materijala, s ciljem da se razgovara s industrijom i postepeno skraćuje jaz u odnosu na međunarodne kablove.
Zbog razlika između različitih izolacijskih materijala, proizvodnja žica i kablova i prerada žice imaju svoje karakteristike. Potpuno razumijevanje ovih karakteristika će biti od koristi za odabir materijala za fotonaponske kablove i kontrolu kvaliteta proizvoda.
PVC polivinil hlorid (u daljem tekstu PVC) izolacijski materijal je mješavina stabilizatora, plastifikatora, usporivača plamena, maziva i drugih aditiva koji se dodaju PVC prahu. Prema različitoj primjeni i različitim karakteristikama žice i kabela, formula se prilagođava u skladu s tim. Nakon decenija proizvodnje i upotrebe, sadašnja tehnologija proizvodnje i obrade PVC-a je postala veoma zrela. PVC izolacioni materijal ima veoma široku primenu u oblasti solarnih fotonaponskih kablova, a ima i očigledne karakteristike:
1) Tehnologija proizvodnje je zrela i laka za formiranje i obradu. U poređenju sa drugim vrstama materijala za izolaciju kablova, ne samo da ima nisku cenu, već se takođe može efikasno kontrolisati u smislu razlike u boji površine, stepena svetlosti gluposti, štampanja, efikasnosti obrade, meke tvrdoće, adhezije provodnika, mehaničkih, fizičkih i električnih svojstava same žice.
2) Ima veoma dobra svojstva otpornosti na vatru, tako da kablovi sa PVC izolacijom mogu lako da dostignu stepen otpornosti na vatru koje zahtevaju različiti standardi.
3) U smislu otpornosti na temperaturu, kroz optimizaciju i poboljšanje formule materijala, trenutno najčešće korišteni tipovi PVC izolacije uglavnom uključuju sljedeće tri kategorije:
| Kategorija materijala | Nazivna temperatura (maksimalna) | Aplikacija | Karakteristike upotrebe |
| normalan tip | 105℃ | Izolacija i jakna | Mogu se koristiti različite tvrdoće prema zahtjevima, općenito mekane, jednostavne za oblikovanje i obradu. |
| Polukruti (SR-PVC) | 105℃ | Izolacija jezgra | Tvrdoća je veća od običnog tipa, a tvrdoća je iznad Shore 90A. U poređenju sa običnim tipom, mehanička čvrstoća izolacije je poboljšana, a termička stabilnost je bolja. Nedostatak je što mekoća nije dobra, a utiče i na obim upotrebe. |
| umreženi PVC (XLPVC) | 105℃ | Izolacija jezgra | Općenito, on je umrežen zračenjem kako bi se obični termoplastični PVC pretvorio u nerastvorljivu termoreaktivnu plastiku. Molekularna struktura je stabilnija, mehanička čvrstoća izolacije je poboljšana, a temperatura kratkog spoja može doseći 250°C. |
4) U smislu nazivnog napona, obično se koristi za nazivne napone od 1000V AC i ispod, koji se mogu široko koristiti u kućanskim aparatima, instrumentaciji, rasvjeti, mrežnim komunikacijama i drugim industrijama.
PVC ima i neke nedostatke koji ograničavaju njegovu upotrebu:
1) Budući da sadrži veliku količinu hlora, velika količina gustog dima će se ugušiti pri sagorijevanju, utjecati na vidljivost i proizvesti neke kancerogene tvari i plin HCl, što će uzrokovati ozbiljnu štetu okolišu. S razvojem tehnologije proizvodnje izolacijskih materijala bez halogena s niskim dima, postupna zamjena PVC izolacije postala je neizbježan trend u razvoju kabela. Trenutno su neka uticajna i društveno odgovorna preduzeća jasno postavila rokove zamene PVC materijala u tehničkim standardima kompanije.
2) Obična PVC izolacija ima slabu otpornost na kiseline i baze, ulja otporna na toplotu i organske rastvarače. Prema sličnim hemijskim principima kompatibilnosti, PVC žice se lako oštećuju i pucaju u određenom okruženju. Međutim, sa svojim odličnim performansama obrade i niskom cijenom. PVC kablovi se i dalje široko koriste u kućanskim aparatima, rasvjeti, mehaničkoj opremi, instrumentaciji, mrežnim komunikacijama, ožičenju zgrada i drugim poljima.
Umreženi polietilen (Cross-linke PE, u daljem tekstu XLPE) je polietilen koji je podvrgnut visokoenergetskim zracima ili agensima za umrežavanje, i može se transformirati iz linearne molekularne strukture u trodimenzionalnu strukturu pod određenim uvjetima . Istovremeno se iz termoplastike pretvara u netopivu termoreaktivnu plastiku. Nakon zračenja,XLPE solarni kablIzolacijski omotač ima svojstva otpornosti na visoke temperature, otpornost na ultraljubičasto zračenje, otpornost na ulje, otpornost na hladnoću itd., sa vijekom trajanja od više od 25 godina, što je neuporedivo s običnim kabelima.
Trenutno postoje tri glavne metode umrežavanja u primjeni izolacije žica i kablova:
1) Peroksidno umrežavanje. Najprije se polietilenska smola pomiješa sa odgovarajućim sredstvom za umrežavanje i antioksidansom, a po potrebi se dodaju i drugi sastojci kako bi se dobile čestice mješavine polietilena koje se mogu umrežiti. Tokom procesa ekstruzije, umrežavanje se dešava kroz cev za umrežavanje vrućom parom.
2) Silansko umrežavanje (umreženje toplom vodom). To je također metoda kemijskog umrežavanja. Glavni mehanizam je umrežavanje organosiloksana i polietilena pod određenim uslovima. Stepen umrežavanja generalno može dostići oko 60%.
3) Iradiacijsko umrežavanje je upotreba visokoenergetskih zraka kao što su r-zraci, α-zraci, elektronski zraci i druge energije za aktiviranje atoma ugljika u makromolekulama polietilena za umrežavanje. Zrake visoke energije koje se obično koriste u žicama i kablovima su elektronske zrake koje proizvode akceleratori elektrona. , Budući da se umrežavanje oslanja na fizičku energiju, to je fizičko umrežavanje. Gore navedene tri različite metode umrežavanja imaju različite karakteristike i primjenu:
| Kategorija unakrsnog povezivanja | Karakteristike | Aplikacija |
| Peroksidno umrežavanje | Tokom procesa umrežavanja, temperatura mora biti strogo kontrolisana, a umrežavanje se stvara kroz cevovod za umrežavanje vruće pare. | Pogodan je za proizvodnju kablova visokog napona, velike dužine, kablova velikog presjeka, a proizvodnja malih specifikacija je rasipnija. |
| Silane crosslinking | Silane cross-linking može koristiti opću opremu. Ekstruzija nije ograničena temperaturom. Unakrsno povezivanje počinje kada je izloženo vlazi. Što je temperatura viša, to je veća brzina umrežavanja. | Pogodan je za kablove male veličine, male specifikacije i niskog napona. Reakcija umrežavanja može se završiti samo u prisustvu vode ili vlage, što je pogodno za proizvodnju niskonaponskih kablova. |
| Radijacijsko umrežavanje | Zbog energije izvora zračenja koristi se za izolaciju koja nije predebela. Kada je izolacija predebela, vjerovatno će doći do neravnomjernog zračenja. | Pogodan je za debljinu izolacije koja nije previše debela, otporan na visoke temperature otporan na vatru. |
U poređenju sa termoplastičnim polietilenom, XLPE izolacija ima sledeće prednosti:
1) Poboljšana otpornost na toplotnu deformaciju, poboljšana mehanička svojstva na visokim temperaturama i poboljšana otpornost na pucanje pod stresom iz okoline i toplotno starenje.
2) Povećana hemijska stabilnost i otpornost na otapala, smanjeni hladni protok, u osnovi održava originalne električne performanse, dugotrajna radna temperatura može doseći 125 ℃ i 150 ℃, umreženi polietilenski izolirani žica i kabel, također poboljšana sposobnost otpornosti na kratki spoj , njegova kratkoročna temperatura može doseći 250 ℃, ista debljina žice i kabla, trenutni kapacitet XLPE je mnogo veći.
3) Žice i kablovi izolovani od XLPE imaju odlična mehanička, vodootporna svojstva i otpornost na zračenje, tako da imaju širok spektar primena. Kao što su: električni interni priključni kablovi, vodovi motora, vodovi za rasvjetu, kablovi za upravljanje niskonaponskim signalom automobila, žice za lokomotive, žice i kablovi podzemne željeznice, rudarski kablovi za zaštitu životne sredine, morski kablovi, kablovi za polaganje nuklearne energije, TV visokonaponski kablovi, X -RAY ispaljuje visokonaponske kablove, i industriju prenosnih žica i kablova.
Slocable XLPE solarni kabel
Žice i kablovi izolovani od XLPE imaju značajne prednosti, ali imaju i neke svoje nedostatke koji ograničavaju njihovu upotrebu:
1) Loši učinak blokiranja otpornog na toplinu. Obrada i korištenje žica na temperaturi koja prelazi nazivnu temperaturu žica može lako uzrokovati prianjanje između žica, što može ozbiljno uzrokovati pucanje izolacije i stvaranje kratkog spoja.
2) Loše performanse rezanja otporne na toplotu. Na temperaturama većim od 200°C, izolacija žice postaje ekstremno mekana, a stisnuta i pod utjecajem vanjskih sila može lako uzrokovati presijecanje žice i kratki spoj.
3) Razliku u boji između serija je teško kontrolisati. Tokom obrade lako se izgrebe, pobijeli i odštampa.
4) XLPE izolacija na nivou temperaturne otpornosti od 150°C, potpuno bez halogena i može proći VW-1 test sagorijevanja prema UL1581 specifikaciji, i održati odlične mehaničke i električne performanse, još uvijek postoje određena uska grla u tehnologiji proizvodnje i troškovi je visoka.
5) Ne postoji relevantan nacionalni standard za izolovanu žicu od ove vrste materijala za povezivanje elektronskih i električnih uređaja.
Silikonska guma je također polimerna molekula je lančana struktura formirana SI-O (silicijum-kiseonik) vezama. SI-O veza je 443,5KJ/MOL, što je mnogo više od energije CC veze (355KJ/MOL). Većina žica i kablova od silikonske gume koristi procese hladne ekstruzije i visokotemperaturne vulkanizacije. Među mnogim žicama i kablovima od sintetičke gume, zbog svoje jedinstvene molekularne strukture, silikonska guma ima bolje performanse od drugih običnih guma:
1) Vrlo mekan, dobra elastičnost, bez mirisa i netoksičan, ne boji se visoke temperature i otporan na jaku hladnoću. Raspon radne temperature je -90~300℃. Silikonska guma ima mnogo bolju otpornost na toplinu od obične gume i može se koristiti kontinuirano na 200°C ili neko vrijeme na 350°C.Kablovi od silikonske gumeimaju dobre fizičke i mehaničke funkcije i hemijsku stabilnost.
2) Odlična otpornost na vremenske uslove. Pod ultraljubičastim svjetlom i drugim klimatskim uvjetima dugo vremena, njegova fizička svojstva imaju samo neznatne promjene.
3) Silikonska guma ima visoku otpornost, a njena otpornost ostaje stabilna u širokom rasponu temperature i frekvencije.
Slocable gumeni fleksibilni kabl otporan na vremenske uvjete
Istovremeno, silikonska guma ima dobru otpornost na visokonaponsko koronsko pražnjenje i lučno pražnjenje. Kablovi izolovani silikonskom gumom imaju gore pomenuti niz prednosti, posebno u kablovima za TV visokonaponske uređaje, kablovima otpornim na visoke temperature za mikrotalasne pećnice, kablovima za indukcijske štednjake, kablovima za lonce za kafu, kablovima za lampe, UV opremi, halogenim lampama, pećnicama i ventilatorima unutrašnji priključni kablovi itd. To je oblast malih kućnih aparata koja ima široku primenu, ali neki sopstveni nedostaci ograničavaju i širu primenu. kao što su:
1) Slaba otpornost na kidanje. Ekstrudiran vanjskom silom tokom obrade ili upotrebe, lako se ošteti struganjem i uzrokuje kratki spoj. Trenutna zaštitna mjera je dodavanje sloja tkanog od staklenih vlakana ili visokotemperaturnih poliesterskih vlakana u silikonsku izolaciju, ali je i dalje potrebno izbjeći oštećenja uzrokovana ekstruzijom vanjske sile što je više moguće tokom obrade.
2) Sredstvo za vulkanizaciju dodano za vulkanizaciju trenutno uglavnom koristi dvostruko 24. Sredstvo za vulkanizaciju sadrži hlor, a sredstva za vulkanizaciju potpuno bez halogena (kao što je vulkanizacija platine) imaju stroge zahtjeve za temperaturu proizvodnog okruženja i skupa su. Stoga treba obratiti pažnju na obradu žičanog svežnja: pritisak potisnog valjka ne bi trebao biti previsok, a najbolje je koristiti gumeni materijal kako bi se spriječila slaba otpornost na pritisak uzrokovana lomljenjem tokom procesa proizvodnje. Istovremeno, imajte na umu: potrebno je preduzeti neophodne zaštitne mjere prilikom proizvodnje prediva od staklenih vlakana kako bi se spriječilo udisanje u pluća i uticalo na zdravlje zaposlenih.
Umreženi etilen propilenski kaučuk je terpolimer etilena, propilena i nekonjugiranog diena, koji je umrežen kemijskim putem ili zračenjem. Prednosti umreženih žica izolovanih EPDM gumom, integrisanih žica izolovanih poliolefinom i običnih žica izolovanih gumom:
1) Mekana, fleksibilna, elastična, neljepljiva na visokim temperaturama, dugotrajna otpornost na starenje, otpornost na teške vremenske uvjete (-60～125 ℃).
2) Otpornost na ozon, UV otpornost, otpornost na električnu izolaciju i hemijsku otpornost.
3) Otpornost na ulje i otpornost na rastvarače su uporedive sa izolacijom od hloroprenske gume opšte namene. Obrada se izvodi običnom opremom za obradu vrućim ekstruzijom, a usvojeno je umrežavanje zračenjem, što je jednostavno i jeftino. Umrežene žice izolovane EPDM gumom imaju mnoge od gore navedenih prednosti i koriste se u vodovima kompresora za hlađenje, vodootpornim vodovima motora, vodovima transformatora, rudničkim mobilnim kablovima, bušenju, automobilima, medicinskoj opremi, čamcima i općim električnim unutrašnjim ožičenjima.
Glavni nedostaci XLEPDM žice su:
1) U poređenju sa XLPE i PVC žicama, otpornost na kidanje je loša.
2) Adhezija i samoljepljivost su slabi, što utiče na naknadnu obradivost.
Dongguan Slocable Photovoltaic Technology Co.,LTD.
Dodaj：Guangda Manufacturing Hongmei Science and Technology Park, br. 9-2, Hongmei Section, Wangsha Road, Hongmei Town, Dongguan, Guangdong, Kina
TEL: 0769-22010201
