Новата ера на автомобилната индустрия с нова енергия изпълнява двойната мисия на индустриална трансформация, модернизация и защита на атмосферната среда, което значително стимулира индустриалното развитие на високоволтови кабели и други свързани аксесоари за електрически превозни средства, а производителите на кабели и сертифициращите органи инвестират много енергия в научноизследователската и развойна дейност на високоволтови кабели за електрически превозни средства. Високоволтовите кабели за електрически превозни средства имат високи изисквания за производителност във всички аспекти и трябва да отговарят на стандарта RoHSb, стандарта UL94V-0 за забавяне на горенето и да са меки. Тази статия представя материалите и технологията за подготовка на високоволтови кабели за електрически превозни средства.
1. Материалът на кабела за високо напрежение
(1) Материал на проводника на кабела
В момента има два основни материала за проводящ слой на кабела: мед и алуминий. Някои компании смятат, че алуминиевата сърцевина може значително да намали производствените им разходи. Чрез добавяне на мед, желязо, магнезий, силиций и други елементи към чисти алуминиеви материали, чрез специални процеси като синтез и отгряване, се подобрява електрическата проводимост, огъваемостта и корозионната устойчивост на кабела, за да се отговори на изискванията за товароносимост и да се постигне същият ефект като при медните проводници или дори по-добър. По този начин се спестяват значително производствените разходи. Въпреки това, повечето предприятия все още считат медта за основен материал за проводящия слой. Преди всичко, съпротивлението на медта е ниско, а повечето от характеристиките на медта са по-добри от тези на алуминия на същото ниво, като например голям токоносимост, ниски загуби на напрежение, ниска консумация на енергия и висока надеждност. В момента изборът на проводници обикновено използва националния стандарт 6 за меки проводници (удължението на единичния меден проводник трябва да е по-голямо от 25%, диаметърът на монофиламента е по-малък от 0,30), за да се гарантира мекотата и здравината на медния монофиламент. Таблица 1 изброява стандартите, които трябва да бъдат спазени за често използваните медни проводникови материали.
(2) Материали за изолационни слоеве на кабелите
Вътрешната среда на електрическите превозни средства е сложна. При избора на изолационни материали, от една страна, се осигурява безопасна употреба на изолационния слой, а от друга страна, се избират, доколкото е възможно, лесни за обработка и широко използвани материали. В момента най-често използваните изолационни материали са поливинилхлорид (PVC).омрежен полиетилен (XLPE), силиконов каучук, термопластичен еластомер (TPE) и др., а основните им свойства са показани в Таблица 2.
Сред тях PVC съдържа олово, но Директивата RoHS забранява употребата на олово, живак, кадмий, шествалентен хром, полибромирани дифенилови етери (PBDE) и полибромирани бифенили (PBB) и други вредни вещества, така че през последните години PVC е заменен от XLPE, силиконов каучук, TPE и други екологични материали.
(3) Материал на слоя за екраниране на кабела
Екраниращият слой е разделен на две части: полупроводников екраниращ слой и плетен екраниращ слой. Обемното съпротивление на полупроводниковия екраниращ материал при 20°C и 90°C, както и след стареене, е важен технически показател за измерване на екраниращия материал, който косвено определя експлоатационния живот на високоволтовия кабел. Често срещани полупроводникови екраниращи материали включват етилен-пропиленов каучук (EPR), поливинилхлорид (PVC) и...полиетилен (PE)базирани материали. В случай че суровината няма предимство и нивото на качество не може да бъде подобрено в краткосрочен план, научноизследователските институции и производителите на кабелни материали се фокусират върху изследването на технологията на обработка и съотношението на формулата на екраниращия материал и търсят иновации в съотношението на състава на екраниращия материал, за да подобрят цялостните характеристики на кабела.
2. Процес на подготовка на кабели за високо напрежение
(1) Технология на проводящите нишки
Основният процес на кабелно производство е разработен от дълго време, така че в индустрията и предприятията съществуват и свои собствени стандартни спецификации. В процеса на изтегляне на тел, в зависимост от начина на разплитане на единичен проводник, оборудването за усукване може да бъде разделено на машина за разплитане, машина за разплитане и машина за разплитане/разплитане на усукани проводници. Поради високата температура на кристализация на медния проводник, температурата и времето за отгряване са по-дълги, е подходящо да се използва машина за разплитане, за да се извършва непрекъснато издърпване и непрекъснато издърпване на единичен проводник, за да се подобри удължението и скоростта на скъсване на изтеглянето на телта. В момента омреженият полиетиленов кабел (XLPE) напълно е заменил маслено-хартиения кабел за напрежения между 1 и 500 kV. Има два често срещани процеса на формиране на проводници за XLPE проводници: кръгово уплътняване и усукване. От една страна, сърцевината на проводника може да избегне високата температура и високото налягане в омрежения тръбопровод, които да притиснат екраниращия и изолационния материал в междината на усукания проводник и да причинят разхищение; От друга страна, това може също така да предотврати проникването на вода по посока на проводника, за да се осигури безопасната работа на кабела. Самият меден проводник е концентрична структура на усукаване, която се произвежда най-често с обикновена рамкова машина за усукаване, вилкова машина за усукаване и др. В сравнение с процеса на кръгово уплътняване, това може да осигури кръгло образуване на усукаването на проводника.
(2) Процес на производство на XLPE кабелна изолация
За производството на високоволтов XLPE кабел, двата процеса на формоване са сухо омрежване по контактна мрежа (CCV) и вертикално сухо омрежване (VCV).
(3) Процес на екструдиране
Преди това производителите на кабели използваха процес на вторична екструзия за производство на изолационна сърцевина на кабели, като първата стъпка едновременно екструдираше екранировката на проводника и изолационния слой, след което се омрежваше и навиваше върху кабелната тава, поставяше се за определен период от време и накрая се екструдираше изолационната щит. През 70-те години на миналия век се появи трислоен процес на екструдиране 1+2 в изолираната жилена сърцевина, което позволи вътрешното и външното екраниране и изолация да се завършат в един процес. Процесът първо екструдира екранировката на проводника, след кратко разстояние (2~5 м) и след това едновременно екструдира изолацията и изолационния екран върху екрана на проводника. Първите два метода обаче имат големи недостатъци, така че в края на 90-те години доставчиците на оборудване за производство на кабели въведоха трислоен процес на ко-екструдиране, при който едновременно екструдираха екранировката на проводника, изолацията и изолационната щит. Преди няколко години, чуждестранни страни също пуснаха на пазара нов дизайн на екструдерна глава и извита мрежеста плоча. Чрез балансиране на налягането на потока в кухината на винтовата глава, за да се облекчи натрупването на материал, да се удължи времето за непрекъснато производство. Замяната на непрекъснатата промяна на спецификациите на дизайна на главата може значително да спести разходи за престой и да подобри ефективността.
3. Заключение
Новите енергийни превозни средства имат добри перспективи за развитие и огромен пазар, изискват серия от високоволтови кабелни продукти с висока товароносимост, устойчивост на висока температура, електромагнитно екраниране, устойчивост на огъване, гъвкавост, дълъг експлоатационен живот и други отлични характеристики за производство и заемат пазара. Материалите за високоволтови кабели за електрически превозни средства и процесът на тяхната подготовка имат широки перспективи за развитие. Електрическите превозни средства не могат да подобрят производствената ефективност и да гарантират безопасността на използването им без високоволтов кабел.
Време на публикуване: 23 август 2024 г.