Den nya eran av ny energi för bilindustrin bär det dubbla uppdraget av industriell omvandling och uppgradering och skydd av den atmosfäriska miljön, vilket i hög grad driver den industriella utvecklingen av högspänningskablar och andra relaterade tillbehör för elfordon, och kabeltillverkare och certifieringsorgan har investerat mycket energi i forskning och utveckling av högspänningskablar för elfordon. Högspänningskablar för elfordon har höga prestandakrav i alla aspekter och bör uppfylla RoHSb-standarden, flamskyddsklass UL94V-0 standardkrav och mjuk prestanda. Detta dokument introducerar materialen och förberedelsetekniken för högspänningskablar för elfordon.
1. Materialet av högspänningskabel
(1) Ledarmaterial för kabeln
För närvarande finns det två huvudmaterial av kabelledare: koppar och aluminium. Ett fåtal företag tror att aluminiumkärna avsevärt kan minska sina produktionskostnader genom att tillsätta koppar, järn, magnesium, kisel och andra element på basis av rena aluminiummaterial, genom speciella processer som syntes och glödgningsbehandling, förbättra den elektriska ledningsförmågan, böjning kabelns prestanda och korrosionsbeständighet, för att uppfylla kraven på samma belastningskapacitet, för att uppnå samma effekt som kopparkärnledare eller ännu bättre. Därmed sparas produktionskostnaden avsevärt. De flesta företag betraktar dock fortfarande koppar som huvudmaterialet i ledarskiktet, först och främst är kopparns resistivitet låg, och sedan är det mesta av koppars prestanda bättre än aluminium på samma nivå, till exempel stor ström bärförmåga, låg spänningsförlust, låg energiförbrukning och stark tillförlitlighet. För närvarande använder valet av ledare i allmänhet den nationella standarden 6 mjuka ledare (enkel koppartrådsförlängning måste vara större än 25%, monofilamentets diameter är mindre än 0,30) för att säkerställa mjukheten och segheten hos kopparmonofilamentet. Tabell 1 listar de standarder som måste uppfyllas för vanliga kopparledarmaterial.
(2) Isolerande skiktmaterial av kablar
Den interna miljön för elfordon är komplex, i valet av isoleringsmaterial, å ena sidan, för att säkerställa säker användning av isoleringsskikt, å andra sidan, så långt som möjligt för att välja lätt bearbetning och ofta använda material. För närvarande är de vanliga isoleringsmaterialen polyvinylklorid (PVC),tvärbunden polyeten (XLPE), silikongummi, termoplastisk elastomer (TPE), etc., och deras huvudsakliga egenskaper visas i tabell 2.
Bland dem innehåller PVC bly, men RoHS-direktivet förbjuder användning av bly, kvicksilver, kadmium, sexvärt krom, polybromerade difenyletrar (PBDE) och polybromerade bifenyler (PBB) och andra skadliga ämnen, så PVC har på senare år ersatts av XLPE, silikongummi, TPE och andra miljövänliga material.
(3) Material för kabelskärmande lager
Skärmskiktet är uppdelat i två delar: halvledande skärmskikt och flätat skärmskikt. Volymresistiviteten för det halvledande skärmningsmaterialet vid 20 ° C och 90 ° C och efter åldring är ett viktigt tekniskt index för att mäta skärmningsmaterialet, vilket indirekt bestämmer livslängden för högspänningskabeln. Vanliga halvledande skärmningsmaterial inkluderar eten-propengummi (EPR), polyvinylklorid (PVC) ochpolyeten (PE)baserade material. I fallet att råmaterialet inte har någon fördel och kvalitetsnivån inte kan förbättras på kort sikt, fokuserar vetenskapliga forskningsinstitutioner och kabelmaterialtillverkare på forskningen av bearbetningstekniken och formelförhållandet för skärmningsmaterialet och söker innovation inom sammansättningsförhållandet för skärmningsmaterialet för att förbättra kabelns totala prestanda.
2. Förberedelseprocess för högspänningskabel
(1) Ledarsträngsteknik
Den grundläggande processen för kabel har utvecklats under lång tid, så det finns också sina egna standardspecifikationer i industrin och företagen. I processen med tråddragning, i enlighet med tvinningsläget för enkel tråd, kan tvinningsutrustningen delas upp i tvinnad strängningsmaskin, tvinnad strängningsmaskin och tvinnad / tvinna strängningsmaskin. På grund av kopparledarens höga kristallisationstemperatur är glödgningstemperaturen och tiden längre, det är lämpligt att använda utrustningen för tvinningssträngningsmaskinen för att utföra kontinuerlig dragning och kontinuerlig dragning av monwire för att förbättra töjnings- och brotthastigheten för tråddragning. För närvarande har den tvärbundna polyetenkabeln (XLPE) helt ersatt oljepapperskabeln mellan 1 och 500kV spänningsnivåer. Det finns två vanliga ledarformningsprocesser för XLPE-ledare: cirkulär packning och trådtvinning. Å ena sidan kan trådkärnan undvika den höga temperaturen och det höga trycket i den tvärbundna rörledningen för att pressa dess skärmningsmaterial och isoleringsmaterial in i det tvinnade trådgapet och orsaka avfall; Å andra sidan kan det också förhindra vatteninfiltration längs ledarriktningen för att säkerställa säker drift av kabeln. Kopparledaren i sig är en koncentrisk strängningsstruktur, som mestadels produceras av en vanlig ramsträngningsmaskin, gaffelsträngningsmaskin, etc. Jämfört med den cirkulära komprimeringsprocessen kan den säkerställa att ledaren strandar runt formation.
(2) Produktionsprocess för XLPE-kabelisolering
För produktion av XLPE-högspänningskabel är kontaktledning torr tvärbindning (CCV) och vertikal torr tvärbindning (VCV) två formningsprocesser.
(3) Extruderingsprocess
Tidigare använde kabeltillverkare en sekundär extruderingsprocess för att producera kabelisoleringskärna, det första steget samtidigt extrusionsledarskärm och isoleringsskikt, och sedan tvärbunden och lindad till kabelrännan, placerad under en tid och sedan extrudering isoleringssköld. Under 1970-talet uppträdde en 1+2 trelagers extruderingsprocess i den isolerade trådkärnan, vilket gjorde att den inre och yttre skärmningen och isoleringen kunde slutföras i en enda process. Processen extruderar först ledarskölden, efter en kort sträcka (2~5m), och extruderar sedan isoleringen och isoleringsskölden på ledarskölden samtidigt. De två första metoderna har dock stora nackdelar, så i slutet av 1990-talet introducerade leverantörer av kabelproduktionsutrustning en produktionsprocess för samextrudering i tre lager, som extruderade ledarskärmning, isolering och isoleringsskärmning samtidigt. För några år sedan lanserade främmande länder också ett nytt extrudercylinderhuvud och böjd nätplattadesign, genom att balansera skruvhuvudets kavitetsflödestryck för att lindra ackumuleringen av material, förlänga den kontinuerliga produktionstiden och ersätta den oavbrutna förändringen av specifikationer för huvuddesignen kan också avsevärt spara stilleståndskostnader och förbättra effektiviteten.
3. Slutsats
Nya energifordon har goda utvecklingsmöjligheter och en enorm marknad, behöver en serie högspänningskabelprodukter med hög belastningskapacitet, hög temperaturbeständighet, elektromagnetisk skärmningseffekt, böjmotstånd, flexibilitet, lång livslängd och andra utmärkta prestanda i produktionen och upptar den marknadsföra. Elfordons högspänningskabelmaterial och dess beredningsprocess har breda utvecklingsmöjligheter. Elfordon kan inte förbättra produktionseffektiviteten och säkerställa användningen av säkerhet utan högspänningskabel.
Posttid: 2024-aug-23