Jaunās enerģijas automobiļu rūpniecības jaunā ēra uzņemas divējādu misiju – rūpniecisko pārveidi, modernizāciju un atmosfēras vides aizsardzību, kas lielā mērā veicina augstsprieguma kabeļu un citu saistītu elektrotransportlīdzekļu piederumu rūpniecisko attīstību, un kabeļu ražotāji un sertifikācijas iestādes ir ieguldījušas daudz enerģijas elektrotransportlīdzekļu augstsprieguma kabeļu pētniecībā un attīstībā. Elektrotransportlīdzekļu augstsprieguma kabeļiem ir augstas veiktspējas prasības visos aspektos, un tiem jāatbilst RoHSb standartam, UL94V-0 liesmas slāpēšanas klases standarta prasībām un mīkstajām īpašībām. Šajā rakstā ir aprakstīti elektrotransportlīdzekļu augstsprieguma kabeļu materiāli un sagatavošanas tehnoloģija.
1. Augstsprieguma kabeļa materiāls
(1) Kabeļa vadītāja materiāls
Pašlaik ir divi galvenie kabeļu vadītāja slāņa materiāli: varš un alumīnijs. Daži uzņēmumi uzskata, ka alumīnija serde var ievērojami samazināt ražošanas izmaksas, pievienojot vara, dzelzs, magnija, silīcija un citus elementus tīra alumīnija materiālu bāzes, izmantojot īpašus procesus, piemēram, sintēzi un atkvēlināšanu, lai uzlabotu kabeļa elektrovadītspēju, lieces veiktspēju un korozijas izturību, lai atbilstu tādas pašas slodzes jaudas prasībām, lai sasniegtu tādu pašu efektu kā vara serdeņa vadītājiem vai pat labāku. Tādējādi ražošanas izmaksas tiek ievērojami ietaupītas. Tomēr lielākā daļa uzņēmumu joprojām uzskata varu par galveno vadītāja slāņa materiālu, pirmkārt, vara pretestība ir zema, un tad lielākā daļa vara īpašību ir labākas nekā alumīnijam tajā pašā līmenī, piemēram, liela strāvas nestspēja, zems sprieguma zudums, zems enerģijas patēriņš un augsta uzticamība. Pašlaik vadītāju izvēlē parasti tiek izmantots valsts standarts 6 mīkstie vadītāji (vienas vara stieples pagarinājumam jābūt lielākam par 25%, monofilamenta diametram jābūt mazākam par 0,30), lai nodrošinātu vara monofilamenta maigumu un izturību. 1. tabulā ir uzskaitīti standarti, kas jāievēro attiecībā uz parasti izmantotajiem vara vadītāju materiāliem.
(2) Kabeļu izolācijas slāņa materiāli
Elektromobiļu iekšējā vide ir sarežģīta, izvēloties izolācijas materiālus, no vienas puses, lai nodrošinātu drošu izolācijas slāņa lietošanu, no otras puses, cik vien iespējams, lai izvēlētos viegli apstrādājamus un plaši izmantojamus materiālus. Pašlaik visbiežāk izmantotie izolācijas materiāli ir polivinilhlorīds (PVC),šķērssaistīts polietilēns (XLPE), silikona gumija, termoplastiskais elastomērs (TPE) utt., un to galvenās īpašības ir parādītas 2. tabulā.
Starp tiem PVC satur svinu, bet RoHS direktīva aizliedz svina, dzīvsudraba, kadmija, sešvērtīgā hroma, polibromdifenilēteru (PBDE) un polibrombifenilu (PBB) un citu kaitīgu vielu izmantošanu, tāpēc pēdējos gados PVC ir aizstāts ar XLPE, silikona gumiju, TPE un citiem videi draudzīgiem materiāliem.
(3) Kabeļa ekranēšanas slāņa materiāls
Ekranēšanas slānis ir sadalīts divās daļās: pusvadošais ekranēšanas slānis un pītais ekranēšanas slānis. Pusvadošā ekranēšanas materiāla tilpuma pretestība 20 °C un 90 °C temperatūrā, kā arī pēc novecošanas ir svarīgs tehnisks rādītājs ekranēšanas materiāla mērīšanai, kas netieši nosaka augstsprieguma kabeļa kalpošanas laiku. Izplatītākie pusvadošie ekranēšanas materiāli ir etilēna-propilēna gumija (EPR), polivinilhlorīds (PVC) unpolietilēns (PE)Ja izejmateriālam nav priekšrocību un īstermiņā nevar uzlabot kvalitātes līmeni, zinātniskās pētniecības iestādes un kabeļu materiālu ražotāji koncentrējas uz ekranējošā materiāla apstrādes tehnoloģijas un formulas attiecības izpēti un meklē inovācijas ekranējošā materiāla sastāva attiecībās, lai uzlabotu kabeļa kopējo veiktspēju.
2. Augstsprieguma kabeļu sagatavošanas process
(1) Vadītāja pavedienu tehnoloģija
Kabeļu pamatprocess ir izstrādāts ilgu laiku, tāpēc nozarē un uzņēmumos ir arī savas standarta specifikācijas. Vadu vilkšanas procesā, atkarībā no viena vada attīšanas veida, vijumu iekārtas var iedalīt attīšanas stīpošanas mašīnā, attīšanas stīpošanas mašīnā un attīšanas/attīšanas stīpošanas mašīnā. Vara vadītāja augstās kristalizācijas temperatūras, ilgākas atkvēlināšanas temperatūras un laika dēļ ir lietderīgi izmantot attīšanas stīpošanas mašīnas aprīkojumu, lai veiktu nepārtrauktu vilkšanu un nepārtrauktu vienvadu vilkšanu, lai uzlabotu stiepļu vilkšanas pagarinājumu un lūzuma ātrumu. Pašlaik šķērssaistītais polietilēna kabelis (XLPE) ir pilnībā aizstājis eļļas papīra kabeli sprieguma līmenī no 1 līdz 500kV. XLPE vadītājiem ir divi izplatīti vadītāja veidošanas procesi: apļveida blīvēšana un stiepļu vīšana. No vienas puses, stieples serde var izvairīties no augstās temperatūras un augsta spiediena šķērssaistītajā cauruļvadā, lai iespiestu savu ekranēšanas materiālu un izolācijas materiālu daudzvadu spraugā un radītu atkritumus; No otras puses, tas var arī novērst ūdens infiltrāciju vadītāja virzienā, lai nodrošinātu kabeļa drošu darbību. Pats vara vadītājs ir koncentriska vijuma struktūra, ko galvenokārt ražo ar parastām rāmja vijuma mašīnām, dakšas vijuma mašīnām utt. Salīdzinot ar apļveida blīvēšanas procesu, tas var nodrošināt vadītāja vijuma apaļu veidošanos.
(2) XLPE kabeļu izolācijas ražošanas process
Augstsprieguma XLPE kabeļu ražošanai kontakttīkla sausā šķērssavienošana (CCV) un vertikālā sausā šķērssavienošana (VCV) ir divi formēšanas procesi.
(3) Ekstrūzijas process
Iepriekš kabeļu ražotāji kabeļu izolācijas serdeņa ražošanai izmantoja sekundāru ekstrūzijas procesu, kurā pirmais solis bija vienlaikus ekstrudēt vadītāja ekrānu un izolācijas slāni, pēc tam to savstarpēji savienot un uztīt uz kabeļu teknes, uzlikt uz noteiktu laiku un pēc tam ekstrudēt izolācijas ekrānu. 20. gs. 70. gados izolēta vada serdeņa ražošanā parādījās 1+2 trīsslāņu ekstrūzijas process, kas ļāva iekšējo un ārējo ekrānu un izolāciju veikt vienā procesā. Procesa laikā vispirms ekstrudē vadītāja ekrānu pēc neliela attāluma (2–5 m) un pēc tam vienlaikus ekstrudē izolāciju un izolācijas ekrānu uz vadītāja ekrāna. Tomēr pirmajām divām metodēm ir lieli trūkumi, tāpēc 20. gs. 90. gadu beigās kabeļu ražošanas iekārtu piegādātāji ieviesa trīsslāņu koekstrūzijas ražošanas procesu, kurā vienlaikus ekstrudē vadītāja ekrānu, izolāciju un izolācijas ekrānu. Pirms dažiem gadiem ārvalstis arī ieviesa jaunu ekstrūdera mucas galvas un izliektas sieta plāksnes dizainu, līdzsvarojot skrūves galvas dobuma plūsmas spiedienu, lai mazinātu materiāla uzkrāšanos, pagarinātu nepārtrauktas ražošanas laiku, aizstājot galvas dizaina specifikāciju nepārtrauktas izmaiņas, var arī ievērojami ietaupīt dīkstāves izmaksas un uzlabot efektivitāti.
3. Secinājums
Jauniem enerģijas transportlīdzekļiem ir labas attīstības perspektīvas un milzīgs tirgus, tāpēc ražošanai un tirgus ieņemšanai ir nepieciešama virkne augstsprieguma kabeļu produktu ar augstu slodzes izturību, augstu temperatūras izturību, elektromagnētiskās ekranēšanas efektu, izturību pret locīšanu, elastību, ilgu kalpošanas laiku un citām izcilām īpašībām. Elektrotransportlīdzekļu augstsprieguma kabeļu materiālam un tā sagatavošanas procesam ir plašas attīstības perspektīvas. Elektrotransportlīdzekļi nevar uzlabot ražošanas efektivitāti un nodrošināt lietošanas drošību bez augstsprieguma kabeļa.
Publicēšanas laiks: 2024. gada 23. augusts