Yeni enerji otomotiv endüstrisinin yeni çağı, endüstriyel dönüşüm ve iyileştirme ile atmosferik çevrenin korunması gibi ikili bir görevi üstlenmektedir; bu da elektrikli araçlar için yüksek gerilim kabloları ve diğer ilgili aksesuarların endüstriyel gelişimini büyük ölçüde hızlandırmaktadır ve kablo üreticileri ve belgelendirme kuruluşları, elektrikli araçlar için yüksek gerilim kablolarının araştırma ve geliştirilmesine büyük enerji yatırmıştır. Elektrikli araçlar için yüksek gerilim kabloları her açıdan yüksek performans gereksinimlerine sahiptir ve RoHSb standardı, alev geciktirici sınıfı UL94V-0 standardı gereksinimlerini ve yumuşak performansı karşılamalıdır. Bu makale, elektrikli araçlar için yüksek gerilim kablolarının malzemelerini ve üretim teknolojisini tanıtmaktadır.
1. Yüksek gerilim kablosunun malzemesi
(1) Kablonun iletken malzemesi
Şu anda kablo iletken tabakasının iki ana malzemesi vardır: bakır ve alüminyum. Bazı şirketler, saf alüminyum malzemelere bakır, demir, magnezyum, silikon ve diğer elementleri ekleyerek, sentez ve tavlama işlemi gibi özel işlemlerle, kablonun elektriksel iletkenliğini, bükülme performansını ve korozyon direncini iyileştirerek, üretim maliyetlerini büyük ölçüde düşürebileceklerini düşünmektedir. Böylece aynı yük kapasitesi gereksinimlerini karşılamak için, bakır çekirdekli iletkenlerle aynı veya daha iyi etkiyi elde etmeyi amaçlamaktadırlar. Bu nedenle üretim maliyetinde büyük bir tasarruf sağlanmaktadır. Bununla birlikte, çoğu işletme hala iletken tabakasının ana malzemesi olarak bakırı görmektedir; öncelikle bakırın direnci düşüktür ve ayrıca bakırın performansı, yüksek akım taşıma kapasitesi, düşük voltaj kaybı, düşük enerji tüketimi ve yüksek güvenilirlik gibi özellikleri bakımından aynı seviyede alüminyumdan daha iyidir. Şu anda, iletken seçiminde genellikle bakır monofilamentin yumuşaklığını ve dayanıklılığını sağlamak için ulusal standart 6 yumuşak iletken (tek bakır telin uzaması %25'ten fazla olmalı, monofilament çapı 0,30'dan az olmalı) kullanılmaktadır. Tablo 1'de yaygın olarak kullanılan bakır iletken malzemeler için karşılanması gereken standartlar listelenmiştir.
(2) Kabloların yalıtım katmanı malzemeleri
Elektrikli araçların iç ortamı karmaşıktır; yalıtım malzemesi seçiminde bir yandan yalıtım katmanının güvenli kullanımını sağlamak, diğer yandan da mümkün olduğunca kolay işlenebilir ve yaygın olarak kullanılan malzemeleri seçmek gerekir. Şu anda yaygın olarak kullanılan yalıtım malzemeleri polivinil klorür (PVC)'dir.çapraz bağlı polietilen (XLPE)Silikon kauçuk, termoplastik elastomer (TPE) vb. malzemeler ve bunların başlıca özellikleri Tablo 2'de gösterilmiştir.
Bunlar arasında PVC kurşun içerir, ancak RoHS Direktifi kurşun, cıva, kadmiyum, altı değerlikli krom, polibromlanmış difenil eterler (PBDE) ve polibromlanmış bifeniller (PBB) ve diğer zararlı maddelerin kullanımını yasaklamaktadır; bu nedenle son yıllarda PVC'nin yerini XLPE, silikon kauçuk, TPE ve diğer çevre dostu malzemeler almıştır.
(3) Kablo koruma katmanı malzemesi
Koruyucu tabaka iki kısma ayrılır: yarı iletken koruyucu tabaka ve örgülü koruyucu tabaka. Yarı iletken koruyucu malzemenin 20 °C ve 90 °C'deki ve yaşlanma sonrasındaki hacimsel özdirenci, koruyucu malzemeyi ölçmek için önemli bir teknik göstergedir ve dolaylı olarak yüksek gerilim kablosunun hizmet ömrünü belirler. Yaygın yarı iletken koruyucu malzemeler arasında etilen-propilen kauçuk (EPR), polivinil klorür (PVC) vepolietilen (PE)Hammaddenin bir avantajı olmadığı ve kalite seviyesinin kısa vadede iyileştirilemediği durumlarda, bilimsel araştırma kurumları ve kablo malzemesi üreticileri, koruyucu malzemenin işleme teknolojisi ve formül oranı üzerine araştırmalara odaklanmakta ve kablonun genel performansını iyileştirmek için koruyucu malzemenin bileşim oranında yenilik arayışındadırlar.
2. Yüksek gerilim kablosu hazırlama süreci
(1) İletken tel teknolojisi
Kablo üretiminin temel süreci uzun zamandır geliştirilmekte olup, sektörde ve işletmelerde kendine özgü standart spesifikasyonları da bulunmaktadır. Tel çekme işleminde, tek telin çözülme şekline göre, bükümleme ekipmanı büküm çözme bükümleme makinesi, büküm çözme bükümleme makinesi ve büküm çözme/büküm çözme bükümleme makinesi olarak sınıflandırılabilir. Bakır iletkenin yüksek kristalleşme sıcaklığı, daha uzun tavlama sıcaklığı ve süresi nedeniyle, tel çekmenin uzama ve kırılma oranını iyileştirmek için sürekli çekme ve sürekli çekme tek tel işlemi gerçekleştirmek üzere büküm çözme bükümleme makinesi ekipmanının kullanılması uygundur. Şu anda, çapraz bağlı polietilen kablo (XLPE), 1 ile 500 kV arasındaki voltaj seviyelerinde yağlı kağıt kablonun yerini tamamen almıştır. XLPE iletkenler için iki yaygın iletken şekillendirme işlemi vardır: dairesel sıkıştırma ve tel bükme. Bir yandan, tel çekirdeği, çapraz bağlı boru hattındaki yüksek sıcaklık ve yüksek basıncın, koruyucu malzemesini ve yalıtım malzemesini tel arasına sıkıştırmasını ve israfa neden olmasını önleyebilir; diğer yandan, iletken yönünde su sızmasını da önleyerek kablonun güvenli çalışmasını sağlayabilir. Bakır iletkenin kendisi, çoğunlukla sıradan çerçeve bükme makinesi, çatal bükme makinesi vb. ile üretilen eş merkezli bir bükümlü yapıya sahiptir. Dairesel sıkıştırma işlemine kıyasla, iletken bükümünün yuvarlak bir şekilde oluşmasını sağlayabilir.
(2) XLPE kablo izolasyonu üretim süreci
Yüksek gerilim XLPE kablo üretiminde, katenari kuru çapraz bağlama (CCV) ve dikey kuru çapraz bağlama (VCV) olmak üzere iki şekillendirme işlemi kullanılır.
(3) Ekstrüzyon işlemi
Daha önce, kablo üreticileri kablo yalıtım çekirdeğini üretmek için ikincil bir ekstrüzyon işlemi kullanıyordu; ilk adımda iletken kalkanı ve yalıtım katmanı aynı anda ekstrüzyonla üretiliyor, ardından çapraz bağlanıp kablo tepsisine sarılıyor, bir süre bekletiliyor ve son olarak yalıtım kalkanı ekstrüzyonla üretiliyordu. 1970'lerde, yalıtımlı tel çekirdeğinde 1+2 üç katmanlı ekstrüzyon işlemi ortaya çıktı ve iç ve dış kalkanlama ile yalıtımın tek bir işlemde tamamlanmasına olanak sağladı. Bu işlemde önce iletken kalkanı ekstrüzyonla üretiliyor, kısa bir mesafeden (2~5 m) sonra aynı anda iletken kalkanı üzerine yalıtım ve yalıtım kalkanı ekstrüzyonla üretiliyor. Ancak ilk iki yöntemin büyük dezavantajları vardı, bu nedenle 1990'ların sonlarında kablo üretim ekipmanı tedarikçileri, iletken kalkanı, yalıtım ve yalıtım kalkanının aynı anda ekstrüzyonla üretildiği üç katmanlı ko-ekstrüzyon üretim sürecini tanıttı. Birkaç yıl önce, yabancı ülkeler de vida başı boşluğundaki akış basıncını dengeleyerek malzeme birikimini hafifleten, sürekli üretim süresini uzatan, sürekli değişen başlık tasarımının yerini alan yeni bir ekstrüder başlığı ve kavisli ağ plakası tasarımı piyasaya sürdüler; bu da arıza sürelerinden kaynaklanan maliyetleri büyük ölçüde azaltır ve verimliliği artırır.
3. Sonuç
Yeni enerji araçları, iyi bir gelişim potansiyeline ve büyük bir pazara sahip olup, yüksek yük kapasitesi, yüksek sıcaklık dayanımı, elektromanyetik koruma etkisi, bükülme direnci, esneklik, uzun çalışma ömrü ve diğer mükemmel özelliklere sahip bir dizi yüksek gerilim kablosu ürününün üretimine ve pazarda yer edinmesine ihtiyaç duymaktadır. Elektrikli araç yüksek gerilim kablosu malzemesi ve üretim süreci geniş bir gelişim potansiyeline sahiptir. Elektrikli araçlar, yüksek gerilim kablosu olmadan üretim verimliliğini artıramaz ve kullanım güvenliğini sağlayamaz.
Yayın tarihi: 23 Ağustos 2024