Nowa era przemysłu motoryzacyjnego nowej energii bierze na siebie podwójną misję transformacji przemysłowej oraz modernizacji i ochrony środowiska atmosferycznego, co w znacznym stopniu napędza rozwój przemysłowy kabli wysokiego napięcia i innych powiązanych akcesoriów do pojazdów elektrycznych, a producenci kabli i jednostki certyfikujące zainwestowały wiele energii w badania i rozwój kabli wysokiego napięcia do pojazdów elektrycznych. Kable wysokiego napięcia do pojazdów elektrycznych mają wysokie wymagania dotyczące wydajności we wszystkich aspektach i powinny spełniać normę RoHSb, wymagania normy stopnia ognioodporności UL94V-0 i miękkie właściwości użytkowe. W niniejszym artykule przedstawiono materiały i technologię przygotowania kabli wysokiego napięcia do pojazdów elektrycznych.
1. Materiał kabla wysokiego napięcia
(1) Materiał przewodzący kabel
Obecnie istnieją dwa główne materiały warstwy przewodnika kabla: miedź i aluminium. Kilka firm uważa, że rdzeń aluminiowy może znacznie obniżyć koszty produkcji, dodając miedź, żelazo, magnez, krzem i inne elementy na bazie czystych materiałów aluminiowych, poprzez specjalne procesy, takie jak synteza i obróbka wyżarzania, poprawiając przewodność elektryczną, wydajność gięcia i odporność na korozję kabla, aby spełnić wymagania dotyczące tej samej nośności, aby osiągnąć ten sam efekt, co przewodniki z rdzeniem miedzianym, a nawet lepszy. W ten sposób koszty produkcji są znacznie oszczędzane. Jednak większość przedsiębiorstw nadal uważa miedź za główny materiał warstwy przewodnika, po pierwsze, rezystywność miedzi jest niska, a następnie większość wydajności miedzi jest lepsza niż aluminium na tym samym poziomie, na przykład duża obciążalność prądowa, niskie straty napięcia, niskie zużycie energii i wysoka niezawodność. Obecnie dobór przewodników opiera się na krajowym standardzie 6 miękkich przewodników (wydłużenie pojedynczego drutu miedzianego musi być większe niż 25%, średnica monofilamentu musi być mniejsza niż 0,30), aby zapewnić miękkość i wytrzymałość miedzianego monofilamentu. Tabela 1 zawiera listę standardów, które muszą być spełnione w przypadku powszechnie stosowanych materiałów przewodników miedzianych.
(2) Materiały izolacyjne 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, aby wybrać łatwe w obróbce i powszechnie stosowane materiały. Obecnie powszechnie stosowanymi materiałami izolacyjnymi są polichlorek winylu (PVC),usieciowany polietylen (XLPE), gumy silikonowej, elastomeru termoplastycznego (TPE) itp., a ich główne właściwości przedstawiono w tabeli 2.
Wśród nich PVC 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 PVC zostało zastąpione XLPE, gumą silikonową, TPE i innymi przyjaznymi dla środowiska materiałami.
(3) Materiał warstwy ekranującej kabel
Warstwa ekranująca jest podzielona na dwie części: półprzewodzącą warstwę ekranującą i plecioną warstwę ekranującą. Rezystywność objętościowa półprzewodzącego materiału ekranującego w temperaturze 20 °C i 90 °C oraz po starzeniu jest ważnym wskaźnikiem technicznym do pomiaru materiału ekranującego, który pośrednio określa żywotność kabla wysokiego napięcia. Typowe półprzewodzące materiały ekranujące obejmują kauczuk etylenowo-propylenowy (EPR), polichlorek winylu (PCW) ipolietylen (PE)materiałów na bazie. W przypadku, gdy surowiec nie ma żadnej przewagi, a poziom jakości nie może zostać poprawiony w krótkim okresie, instytucje naukowo-badawcze i producenci materiałów kablowych skupiają się na badaniu technologii przetwarzania i stosunku formuły materiału ekranującego oraz poszukują innowacji w stosunku składu materiału ekranującego w celu poprawy ogólnej wydajności kabla.
2. Proces przygotowania kabla wysokiego napięcia
(1) Technologia żyły przewodzącej
Podstawowy proces produkcji kabla został opracowany na długi czas, dlatego też istnieją również własne standardowe specyfikacje w przemyśle i przedsiębiorstwach. W procesie ciągnienia drutu, zgodnie z trybem odkręcania pojedynczego drutu, sprzęt do skręcania można podzielić na maszynę do odkręcania, maszynę do odkręcania i maszynę do odkręcania/odkręcania. Ze względu na wysoką temperaturę krystalizacji przewodu miedzianego, temperatura i czas wyżarzania są dłuższe, właściwe jest użycie sprzętu do odkręcania do ciągłego ciągnięcia i ciągłego ciągnięcia monwire w celu poprawy wydłużenia i szybkości pękania ciągnienia drutu. Obecnie usieciowany kabel polietylenowy (XLPE) całkowicie zastąpił kabel papierowo-olejowy o poziomach napięcia od 1 do 500 kV. Istnieją dwa powszechne procesy formowania przewodów dla przewodów XLPE: zagęszczanie kołowe i skręcanie drutu. Z jednej strony rdzeń przewodu może uniknąć wysokiej temperatury i wysokiego ciśnienia w usieciowanym rurociągu, aby wcisnąć materiał ekranujący i materiał izolacyjny do szczeliny przewodu linkowego i spowodować straty; Z drugiej strony może również zapobiec infiltracji wody wzdłuż kierunku przewodu, aby zapewnić bezpieczną pracę kabla. Sam przewód miedziany jest koncentryczną strukturą splotu, która jest w większości wytwarzana przez zwykłą ramową maszynę do skręcania, maszynę do skręcania widełkowego itp. W porównaniu z procesem zagęszczania kołowego może zapewnić okrągłą formację splotu przewodu.
(2) Proces produkcji izolacji kablowej XLPE
W produkcji kabli XLPE wysokiego napięcia stosuje się dwa procesy formowania: sieciowanie suche sieciowe sieciowe sieciowe sieciowe pionowe (CCV) i sieciowanie suche sieciowe sieciowe pionowe (VCV).
(3) Proces wytłaczania
Wcześniej producenci kabli stosowali proces wytłaczania wtórnego w celu wytworzenia rdzenia izolacyjnego kabla, pierwszy krok w tym samym czasie wytłaczanie osłony przewodu i warstwy izolacyjnej, a następnie usieciowanie i nawinięcie na korytko kablowe, umieszczenie na pewien czas, a następnie wytłaczanie osłony izolacyjnej. W latach 70. pojawił się proces wytłaczania trójwarstwowego 1+2 w izolowanym rdzeniu przewodu, umożliwiający ukończenie wewnętrznego i zewnętrznego ekranowania i izolacji w jednym procesie. Proces najpierw wytłacza osłonę przewodu, po krótkiej odległości (2~5m), a następnie wytłacza izolację i osłonę izolacyjną na osłonie przewodu w tym samym czasie. Jednak pierwsze dwie metody mają duże wady, więc pod koniec lat 90. dostawcy sprzętu do produkcji kabli wprowadzili proces produkcji współwytłaczania trójwarstwowego, który wytłaczał osłonę przewodu, izolację i ekranowanie izolacji w tym samym czasie. Kilka lat temu kraje zagraniczne również wprowadziły na rynek nową konstrukcję głowicy cylindra wytłaczarki i zakrzywionej płyty siatkowej, która poprzez zrównoważenie ciśnienia przepływu w gnieździe głowicy ślimaka łagodzi gromadzenie się materiału, wydłuża czas ciągłej produkcji, zastępując nieustanną zmianę specyfikacji konstrukcji głowicy, co może również znacznie obniżyć koszty przestojów i zwiększyć wydajność.
3. Wnioski
Nowe pojazdy energetyczne mają dobre perspektywy rozwoju i ogromny rynek, potrzebują serii produktów kablowych wysokiego napięcia o dużej nośności, odporności na wysoką temperaturę, efekcie ekranowania elektromagnetycznego, odporności na zginanie, elastyczności, długiej żywotności i innych doskonałych parametrach do produkcji i zajęcia rynku. Materiał kabla wysokiego napięcia pojazdu elektrycznego i jego proces przygotowania mają szerokie perspektywy rozwoju. Pojazd elektryczny nie może poprawić wydajności produkcji i zapewnić bezpieczeństwa użytkowania bez kabla wysokiego napięcia.
Czas publikacji: 23-08-2024