Yeni enerji çağı otomobil endüstrisi, endüstriyel dönüşüm ve atmosferik ortamın iyileştirilmesi ve korunması gibi ikili bir misyonu üstlenmektedir. Bu da elektrikli araçlar için yüksek gerilim kabloları ve diğer ilgili aksesuarların endüstriyel gelişimini büyük ölçüde yönlendirmektedir. Kablo üreticileri ve sertifikasyon kuruluşları, elektrikli araçlar için yüksek gerilim kablolarının araştırma ve geliştirme çalışmalarına büyük yatırımlar yapmıştır. Elektrikli araçlar için yüksek gerilim kabloları her açıdan yüksek performans gerekliliklerine sahiptir ve RoHSb standardı, alev geciktirici sınıfı UL94V-0 standardı gerekliliklerini ve yumuşak performans gerekliliklerini karşılamalıdır. Bu makale, elektrikli araçlar için yüksek gerilim kablolarının malzemelerini ve hazırlama teknolojisini tanıtmaktadır.
1. Yüksek gerilim kablosunun malzemesi
(1) Kablonun iletken malzemesi
Günümüzde kablo iletken katmanının iki ana malzemesi bulunmaktadır: bakır ve alüminyum. Bazı şirketler, saf alüminyum malzemelere, sentez ve tavlama gibi özel işlemlerle bakır, demir, magnezyum, silikon ve diğer elementler ekleyerek alüminyum çekirdeğin üretim maliyetlerini önemli ölçüde azaltabileceğini, kablonun elektriksel iletkenliğini, bükülme performansını ve korozyon direncini artırabileceğini ve böylece aynı yük kapasitesi gereksinimlerini karşılayarak bakır çekirdekli iletkenlerle aynı etkiyi veya hatta daha iyisini elde edebileceğini düşünmektedir. Böylece üretim maliyetinden önemli ölçüde tasarruf sağlanmaktadır. Ancak çoğu işletme, bakırı hala iletken katmanının ana malzemesi olarak görmektedir; öncelikle bakırın özdirenci düşüktür ve bakırın performansının çoğu, aynı seviyede alüminyumdan daha iyidir; örneğin yüksek akım taşıma kapasitesi, düşük voltaj kaybı, düşük enerji tüketimi ve güçlü güvenilirlik gibi. Günümüzde iletken seçiminde genellikle ulusal standart 6 yumuşak iletken kullanılmaktadır (tek bakır telin uzama oranı %25'ten fazla, monofilament çapı 0,30'dan az olmalıdır). Bu sayede bakır monofilamentin yumuşaklığı ve dayanıklılığı garanti altına alınmaktadır. Tablo 1, yaygın olarak kullanılan bakır iletken malzemeleri için karşılanması gereken standartları listelemektedir.
(2) Kabloların yalıtım katman malzemeleri
Elektrikli araçların iç ortamı karmaşıktır; yalıtım malzemelerinin seçimi, bir yandan yalıtım katmanının güvenli kullanımını sağlamak, diğer yandan mümkün olduğunca kolay işlenebilen ve yaygın olarak kullanılan malzemeleri seçmek önemlidir. Günümüzde yaygın olarak kullanılan yalıtım malzemeleri polivinil klorürdür (PVC),çapraz bağlı polietilen (XLPE), silikon kauçuk, termoplastik elastomer (TPE) vb. olup başlıca özellikleri Tablo 2’de gösterilmiştir.
Bunlar arasında PVC kurşun içerir, ancak RoHS Direktifi kurşun, cıva, kadmiyum, hekzavalent krom, polibromlu difenil eterler (PBDE) ve polibromlu bifeniller (PBB) ve diğer zararlı maddelerin kullanımını yasakladığından, son yıllarda PVC'nin yerini XLPE, silikon kauçuk, TPE ve diğer çevre dostu malzemeler almıştır.
(3) Kablo koruma katmanı malzemesi
Ekranlama tabakası iki bölüme ayrılır: yarı iletken ekranlama tabakası ve örgülü ekranlama tabakası. Yarı iletken ekranlama malzemesinin 20°C ve 90°C'deki ve eskitme sonrası hacimsel özdirenci, ekranlama malzemesini ölçmek için önemli bir teknik endekstir ve dolaylı olarak yüksek gerilim kablosunun hizmet ömrünü belirler. Yaygın yarı iletken ekranlama malzemeleri arasında etilen-propilen kauçuk (EPR), polivinil klorür (PVC) vepolietilen (PE)Hammaddenin herhangi bir avantajının olmaması ve kalite seviyesinin kısa vadede iyileştirilememesi durumunda, bilimsel araştırma kurumları ve kablo malzemesi üreticileri, ekranlama malzemesinin işleme teknolojisi ve formül oranı araştırmalarına odaklanarak, kablonun genel performansını iyileştirmek için ekranlama malzemesinin bileşim oranında yenilik arayışına girmektedir.
2. Yüksek gerilim kablosu hazırlama süreci
(1) İletken tel teknolojisi
Kablonun temel üretim süreci uzun zamandır geliştirildiğinden, endüstri ve işletmelerde kendi standart özellikleri de mevcuttur. Tel çekme sürecinde, tek telin büküm açma moduna göre, büküm açma makinesi, büküm açma makinesi ve büküm açma/büküm açma makinesi olarak ayrılabilir. Bakır iletkenin kristalleşme sıcaklığı yüksek olduğundan, tavlama sıcaklığı ve süresi daha uzundur. Tel çekme işleminin uzama ve kırılma oranını iyileştirmek için sürekli çekme ve sürekli çekme teli işlemlerini gerçekleştirmek üzere büküm açma makinesi ekipmanının kullanılması uygundur. Günümüzde, çapraz bağlı polietilen kablo (XLPE), 1 ila 500 kV gerilim seviyeleri arasında yağlı kağıt kablonun yerini tamamen almıştır. XLPE iletkenler için iki yaygın iletken şekillendirme işlemi vardır: dairesel sıkıştırma ve tel büküm. Bir yandan, tel çekirdeği, çapraz bağlı boru hattındaki yüksek sıcaklık ve basıncın, koruyucu malzemesini ve yalıtım malzemesini telli tel boşluğuna bastırarak israfa neden olmasını önleyebilir; diğer yandan, kablonun güvenli çalışmasını sağlamak için iletken yönü boyunca su sızmasını da önleyebilir. Bakır iletkenin kendisi, çoğunlukla sıradan çerçeve büküm makinesi, çatal büküm makinesi vb. ile üretilen eş merkezli bir büküm yapısıdır. Dairesel sıkıştırma işlemiyle karşılaştırıldığında, iletkenin yuvarlak büküm oluşturmasını sağlayabilir.
(2) XLPE kablo izolasyon üretim süreci
Yüksek gerilim XLPE kablo üretiminde, katener kuru çapraz bağlama (CCV) ve dikey kuru çapraz bağlama (VCV) olmak üzere iki şekillendirme prosesi kullanılmaktadır.
(3) Ekstrüzyon işlemi
Daha önceleri, kablo üreticileri kablo yalıtım çekirdeği üretmek için ikincil bir ekstrüzyon işlemi kullanıyordu; ilk adım aynı anda ekstrüzyon iletken kalkanı ve yalıtım tabakası, ardından çapraz bağlanıp kablo tepsisine sarılıyor, bir süre yerleştiriliyor ve ardından ekstrüzyon yalıtım kalkanı yerleştiriliyordu. 1970'lerde, yalıtımlı tel çekirdeğinde 1+2 üç katmanlı bir ekstrüzyon işlemi ortaya çıktı ve bu, iç ve dış kalkanlama ve yalıtımın tek bir işlemde tamamlanmasını sağladı. İşlem önce iletken kalkanını kısa bir mesafeden (2~5m) sonra ekstrüde eder ve ardından iletken kalkanı üzerindeki yalıtımı ve yalıtım kalkanını aynı anda ekstrüde eder. Ancak, ilk iki yöntemin büyük dezavantajları vardı, bu nedenle 1990'ların sonlarında kablo üretim ekipmanı tedarikçileri, iletken kalkanını, yalıtımı ve yalıtım kalkanını aynı anda ekstrüde eden üç katmanlı bir ko-ekstrüzyon üretim sürecini tanıttı. Birkaç yıl önce, yabancı ülkeler de yeni bir ekstruder namlu başlığı ve kavisli örgü plaka tasarımı başlattı, vida başı boşluğu akış basıncını dengeleyerek malzeme birikimini hafifletti, sürekli üretim süresini uzattı, kafa tasarımının teknik özelliklerinin sürekli değişmesini ortadan kaldırdı, ayrıca büyük ölçüde kesinti maliyetlerinden tasarruf sağladı ve verimliliği artırdı.
3. Sonuç
Yeni enerji araçlarının gelişme potansiyeli ve büyük bir pazar potansiyeli yüksektir. Yüksek yük kapasitesi, yüksek sıcaklık dayanımı, elektromanyetik koruma etkisi, bükülme direnci, esneklik, uzun çalışma ömrü ve diğer mükemmel performans özelliklerine sahip bir dizi yüksek gerilim kablo ürününün üretime girmesi ve pazara girmesi gerekmektedir. Elektrikli araç yüksek gerilim kablo malzemesi ve üretim süreci, geniş bir gelişme potansiyeline sahiptir. Elektrikli araçlar, yüksek gerilim kablosu olmadan üretim verimliliğini artıramaz ve güvenli kullanım sağlayamaz.
Gönderi zamanı: 23 Ağustos 2024