Nowa era przemysłu samochodowego nowej energii obejmuje podwójną misję transformacji przemysłowej oraz modernizacji i ochrony środowiska atmosferycznego, co w ogromnym stopniu napędza rozwój przemysłowy kabli wysokiego napięcia i innych powiązanych akcesoriów do pojazdów elektrycznych, a producenci kabli i jednostki certyfikujące mają zainwestował dużo energii w badania i rozwój kabli wysokiego napięcia do pojazdów elektrycznych. Kable wysokiego napięcia do pojazdów elektrycznych mają wysokie wymagania eksploatacyjne we wszystkich aspektach i powinny spełniać wymagania normy RoHSb, wymagania normy UL94V-0 w zakresie zmniejszania palności oraz właściwości miękkie. W artykule przedstawiono materiały i technologię przygotowania kabli wysokiego napięcia do pojazdów elektrycznych.
1.Materiał kabla wysokiego napięcia
(1) Materiał przewodnika kabla
Obecnie istnieją dwa główne materiały warstwy przewodzącej kabla: miedź i aluminium. Kilka firm uważa, że rdzeń aluminiowy może znacznie obniżyć koszty produkcji, dodając miedź, żelazo, magnez, krzem i inne pierwiastki na bazie czystych materiałów aluminiowych, poprzez specjalne procesy, takie jak synteza i wyżarzanie, poprawiając przewodność elektryczną, zginanie wydajności i odporności na korozję kabla, aby spełnić wymagania przy tej samej nośności, aby uzyskać taki sam efekt jak przewody z rdzeniem miedzianym lub nawet lepszy. W ten sposób znacznie oszczędza się koszty produkcji. Jednak większość przedsiębiorstw nadal uważa miedź za główny materiał warstwy przewodzącej, po pierwsze, rezystywność miedzi jest niska, a następnie większość wydajności miedzi jest lepsza niż aluminium na tym samym poziomie, na przykład duży prąd nośność, niskie straty napięcia, niskie zużycie energii i duża niezawodność. Obecnie przy wyborze przewodników na ogół wykorzystuje się krajowe standardy 6 miękkich przewodników (wydłużenie pojedynczego drutu miedzianego musi być większe niż 25%, średnica żyłki jest mniejsza niż 0,30), aby zapewnić miękkość i wytrzymałość żyłki miedzianej. Tabela 1 zawiera listę norm, które muszą być spełnione w przypadku powszechnie stosowanych materiałów przewodzących z miedzi.
(2) Materiały warstwy izolacyjnej kabli
Środowisko wewnętrzne pojazdów elektrycznych jest złożone, w doborze materiałów izolacyjnych, z jednej strony, aby zapewnić bezpieczne użytkowanie warstwy izolacyjnej, z drugiej strony, w miarę możliwości, wybierając materiały łatwe w obróbce i szeroko stosowane. Obecnie powszechnie stosowanymi materiałami izolacyjnymi są polichlorek winylu (PVC),polietylen usieciowany (XLPE), kauczuk silikonowy, elastomer termoplastyczny (TPE) itp., a ich główne właściwości przedstawiono w tabeli 2.
Wśród nich PCW zawiera ołów, ale dyrektywa RoHS zabrania stosowania ołowiu, rtęci, kadmu, sześciowartościowego chromu, polibromowanych eterów difenylowych (PBDE) i polibromowanych bifenyli (PBB) oraz innych szkodliwych substancji, dlatego w ostatnich latach PCW został zastąpiony przez XLPE, guma silikonowa, TPE i inne materiały przyjazne dla środowiska.
(3) Materiał warstwy ekranującej kabel
Warstwa ekranująca jest podzielona na dwie części: półprzewodzącą warstwę ekranującą i plecioną warstwę ekranującą. Rezystywność skrośna półprzewodzącego materiału ekranującego w temperaturze 20°C i 90°C oraz po starzeniu jest ważnym wskaźnikiem technicznym służącym do pomiaru materiału ekranującego, który pośrednio określa żywotność kabla wysokiego napięcia. Typowe półprzewodzące materiały ekranujące obejmują kauczuk etylenowo-propylenowy (EPR), polichlorek winylu (PVC) ipolietylen (PE)materiały oparte. W przypadku, gdy surowiec nie ma żadnej przewagi i w krótkim okresie nie można poprawić poziomu jakości, instytucje naukowo-badawcze i producenci materiałów kablowych skupiają się na badaniach technologii przetwarzania i proporcji składu materiału ekranującego oraz poszukują innowacji w zakresie stosunek składu materiału ekranującego w celu poprawy ogólnej wydajności kabla.
2. Proces przygotowania kabla wysokiego napięcia
(1) Technologia żył przewodzących
Podstawowy proces produkcji kabli został opracowany przez długi czas, dlatego w branży i przedsiębiorstwach istnieją również własne standardowe specyfikacje. W procesie ciągnienia drutu, zgodnie z trybem nieskręcania pojedynczego drutu, sprzęt do skręcania można podzielić na maszynę do skręcania, maszynę do skręcania i maszynę do skręcania/odkręcania. Ze względu na wysoką temperaturę krystalizacji przewodnika miedzianego, temperatura i czas wyżarzania są dłuższe, właściwe jest użycie sprzętu do odkręcania skrętki w celu ciągłego ciągnięcia i ciągłego ciągnięcia drutu w celu poprawy wydłużenia i szybkości pękania podczas ciągnienia drutu. Obecnie kabel z usieciowanego polietylenu (XLPE) całkowicie zastąpił kabel z papieru olejowego w zakresie napięć od 1 do 500 kV. Istnieją dwa typowe procesy formowania przewodów XLPE: zagęszczanie kołowe i skręcanie drutu. Z jednej strony rdzeń drutu może uniknąć wysokiej temperatury i wysokiego ciśnienia w usieciowanym rurociągu, które wciskają materiał ekranujący i materiał izolacyjny w szczelinę drutu skręconego i powodują straty; Z drugiej strony może również zapobiegać przenikaniu wody wzdłuż kierunku przewodu, aby zapewnić bezpieczną pracę kabla. Sam przewód miedziany jest koncentryczną strukturą splotek, która jest najczęściej wytwarzana przez zwykłą maszynę do skręcania ram, maszynę do skręcania widełek itp. W porównaniu z procesem zagęszczania kołowego może zapewnić okrągłe formowanie żyły przewodu.
(2) Proces produkcji izolacji kabla XLPE
Do produkcji kabli wysokiego napięcia XLPE, sieciowanie na sucho na sucho (CCV) i sieciowanie na sucho w pionie (VCV) to dwa procesy formowania.
(3) Proces wytłaczania
Wcześniej producenci kabli stosowali proces wtórnego wytłaczania rdzenia izolacyjnego kabla, w pierwszym etapie jednocześnie wytłaczano ekran przewodu i warstwę izolacyjną, a następnie sieciowano i nawijano na korytko kablowe, umieszczano na pewien czas, a następnie wytłaczano osłona izolacyjna. W latach siedemdziesiątych XX wieku pojawił się trójwarstwowy proces wytłaczania 1+2 w izolowanym rdzeniu drutu, umożliwiający wykonanie wewnętrznego i zewnętrznego ekranowania oraz izolacji w jednym procesie. W procesie tym najpierw wytłacza się ekran przewodu, po niewielkiej odległości (2 ~ 5 m), a następnie jednocześnie wytłacza się izolację i ekran izolacyjny na ekranie przewodu. Jednak dwie pierwsze metody mają ogromne wady, dlatego pod koniec lat 90. XX wieku dostawcy sprzętu do produkcji kabli wprowadzili trójwarstwowy proces współwytłaczania, w ramach którego wytłaczano jednocześnie ekran przewodnika, izolację i ekran izolacyjny. Kilka lat temu zagraniczne kraje wprowadziły również nową konstrukcję głowicy cylindra wytłaczarki i zakrzywionej płyty siatkowej, równoważąc ciśnienie przepływu wnęki łba śruby, aby złagodzić gromadzenie się materiału, wydłużyć ciągły czas produkcji, zastępując ciągłą zmianę specyfikacji konstrukcja głowicy może również znacznie obniżyć koszty przestojów i poprawić wydajność.
3. Wniosek
Nowe pojazdy energetyczne mają dobre perspektywy rozwoju i ogromny rynek, potrzebują do produkcji serii produktów kablowych wysokiego napięcia o dużej nośności, odporności na wysoką temperaturę, działaniu ekranowania elektromagnetycznego, odporności na zginanie, elastyczności, długiej żywotności i innych doskonałych parametrach produkcyjnych i zajmują rynek. Materiał kabla wysokiego napięcia do pojazdów elektrycznych i proces jego przygotowania mają szerokie perspektywy rozwoju. Pojazd elektryczny nie może poprawić wydajności produkcji i zapewnić bezpieczeństwa użytkowania bez kabla wysokiego napięcia.
Czas publikacji: 23 sierpnia 2024 r