Den nye æraen innen bilindustrien for ny energi har det doble oppdraget med industriell transformasjon og oppgradering og beskyttelse av det atmosfæriske miljøet, noe som i stor grad driver den industrielle utviklingen av høyspentkabler og annet relatert tilbehør til elektriske kjøretøy. Kabelprodusenter og sertifiseringsorganer har investert mye energi i forskning og utvikling av høyspentkabler for elektriske kjøretøy. Høyspentkabler for elektriske kjøretøy har høye ytelseskrav i alle aspekter, og bør oppfylle RoHSb-standarden, flammehemmende UL94V-0-standardkrav og myk ytelse. Denne artikkelen introduserer materialene og forberedelsesteknologien til høyspentkabler for elektriske kjøretøy.
1. Materialet til høyspentkabelen
(1) Kabelens ledermateriale
For tiden finnes det to hovedmaterialer i kabellederlag: kobber og aluminium. Noen få selskaper mener at aluminiumskjerner kan redusere produksjonskostnadene betraktelig. Ved å tilsette kobber, jern, magnesium, silisium og andre elementer basert på rene aluminiumsmaterialer, forbedres kabelens elektriske ledningsevne, bøyeytelse og korrosjonsmotstand gjennom spesielle prosesser som syntese og glødebehandling for å oppfylle kravene til samme lastekapasitet og oppnå samme effekt som kobberkjerneledere, eller enda bedre. Dermed spares produksjonskostnadene betraktelig. Imidlertid anser de fleste bedrifter fortsatt kobber som hovedmaterialet i lederlaget. For det første er kobberets resistivitet lav, og kobberets ytelse er på samme nivå bedre enn aluminiums, for eksempel stor strømføringskapasitet, lavt spenningstap, lavt energiforbruk og sterk pålitelighet. For tiden bruker man vanligvis den nasjonale standarden 6 myke ledere ved valg av ledere (forlengelsen av enkelt kobbertråd må være større enn 25 %, monofilamentdiameteren er mindre enn 0,30) for å sikre mykheten og seigheten til kobbermonofilamentet. Tabell 1 viser standardene som må oppfylles for vanlige kobberledermaterialer.
(2) Isolasjonslagmaterialer i kabler
Det indre miljøet i elektriske kjøretøy er komplekst. Når det gjelder valg av isolasjonsmaterialer, på den ene siden, for å sikre sikker bruk av isolasjonslaget, på den andre siden, så langt det er mulig å velge materialer som er enkle å bearbeide og mye brukt. For tiden er de vanligste isolasjonsmaterialene polyvinylklorid (PVC),tverrbundet polyetylen (XLPE), silikongummi, termoplastisk elastomer (TPE), osv., og deres viktigste egenskaper er vist i tabell 2.
Blant dem inneholder PVC bly, men RoHS-direktivet forbyr bruk av bly, kvikksølv, kadmium, seksverdig krom, polybromerte difenyletere (PBDE) og polybromerte bifenyler (PBB) og andre skadelige stoffer, så de siste årene har PVC blitt erstattet av XLPE, silikongummi, TPE og andre miljøvennlige materialer.
(3) Materiale for kabelskjermingslag
Skjermingslaget er delt inn i to deler: halvledende skjermingslag og flettet skjermingslag. Volumresistiviteten til det halvledende skjermingsmaterialet ved 20 °C og 90 °C og etter aldring er en viktig teknisk indeks for å måle skjermingsmaterialet, som indirekte bestemmer levetiden til høyspentkabelen. Vanlige halvledende skjermingsmaterialer inkluderer etylen-propylengummi (EPR), polyvinylklorid (PVC) ogpolyetylen (PE)baserte materialer. I tilfeller der råmaterialet ikke har noen fordel og kvalitetsnivået ikke kan forbedres på kort sikt, fokuserer vitenskapelige forskningsinstitusjoner og kabelmaterialprodusenter på forskning på prosesseringsteknologi og formelforholdet til skjermingsmaterialet, og søker innovasjon i sammensetningsforholdet til skjermingsmaterialet for å forbedre kabelens generelle ytelse.
2. Forberedelsesprosess for høyspenningskabel
(1) Ledertrådteknologi
Den grunnleggende prosessen med kabel har blitt utviklet i lang tid, så det finnes også egne standardspesifikasjoner i industrien og bedriftene. I trådtrekkingsprosessen, i henhold til avsnittingsmodusen for enkelttråd, kan tvinningsutstyret deles inn i avsnittingsmaskin, avsnittingsmaskin og avsnittings-/avsnittingsmaskin. På grunn av den høye krystalliseringstemperaturen til kobberledere, er glødetemperaturen og -tiden lengre, så det er hensiktsmessig å bruke avsnittingsmaskinutstyr til å utføre kontinuerlig trekking og kontinuerlig trekking av én tråd for å forbedre forlengelsen og bruddhastigheten ved trådtrekking. For tiden har tverrbundet polyetylenkabel (XLPE) fullstendig erstattet oljepapirkabelen mellom 1 og 500 kV spenningsnivåer. Det finnes to vanlige lederformingsprosesser for XLPE-ledere: sirkulær komprimering og trådvridning. På den ene siden kan trådkjernen unngå høy temperatur og høyt trykk i den tverrbundne rørledningen for å presse skjermingsmaterialet og isolasjonsmaterialet inn i gapet mellom tvinnede ledninger og forårsake avfall; På den annen side kan det også forhindre vanninntrengning langs lederens retning for å sikre sikker drift av kabelen. Selve kobberlederen er en konsentrisk tvinnestruktur, som hovedsakelig produseres av vanlige rammetvinnemaskiner, gaffeltvinnemaskiner, osv. Sammenlignet med den sirkulære komprimeringsprosessen, kan den sikre rund formasjon av ledertvinningen.
(2) Produksjonsprosess for XLPE-kabelisolasjon
For produksjon av høyspent XLPE-kabel er tørrkobling i kjedeledningen (CCV) og vertikal tørrkobling (VCV) to formingsprosesser.
(3) Ekstruderingsprosess
Tidligere brukte kabelprodusenter en sekundær ekstruderingsprosess for å produsere kabelisolasjonskjerne, der det første trinnet ble ekstrudert lederskjermen og isolasjonslaget samtidig, og deretter tverrbundet og viklet til kabelbrettet, plassert i en periode og deretter ekstrudert isolasjonsskjermen. I løpet av 1970-tallet dukket en 1+2 trelags ekstruderingsprosess opp i den isolerte trådkjernen, noe som tillot intern og ekstern skjerming og isolasjon å fullføres i én prosess. Prosessen ekstruderer først lederskjermen, etter en kort avstand (2~5 m), og ekstruderer deretter isolasjonen og isolasjonsskjermen på lederskjermen samtidig. De to første metodene har imidlertid store ulemper, så på slutten av 1990-tallet introduserte leverandører av kabelproduksjonsutstyr en trelags koekstruderingsproduksjonsprosess, som ekstruderte lederskjerming, isolasjon og isolasjonsskjerming samtidig. For noen år siden lanserte utlandet også et nytt ekstruderhode og en buet nettingplatedesign. Ved å balansere skruehodehulrommets strømningstrykk for å redusere opphopning av materiale, forlenge kontinuerlig produksjonstid, kan det å erstatte den kontinuerlige endringen av spesifikasjonene til hodedesignet også spare nedetidskostnader og forbedre effektiviteten.
3. Konklusjon
Nye energikjøretøy har gode utviklingsmuligheter og et enormt marked, og trenger en rekke høyspentkabelprodukter med høy lastekapasitet, høy temperaturmotstand, elektromagnetisk skjermingseffekt, bøyemotstand, fleksibilitet, lang levetid og annen utmerket ytelse for å bli produsert og okkupert markedet. Høyspentkabelmaterialer for elektriske kjøretøy og dets forberedelsesprosess har brede utviklingsmuligheter. Elektriske kjøretøy kan ikke forbedre produksjonseffektiviteten og sikre brukssikkerhet uten høyspentkabel.
Publisert: 23. august 2024