Quines diferències hi ha entre els nivells de resistència a la temperatura dels cables en l'estàndard nacional, l'estàndard nord-americà i l'estàndard europeu?
En el disseny, selecció de material, producció i procés de venda de cables i cables, sovint es troben molts paràmetres de temperatura, com ara 90 graus, 105 graus, 125 graus, 150 graus, etc. Els noms populars d'aquests paràmetres a la indústria s'anomenen Paràmetres de grau de resistència a la temperatura. Llavors, d'on provenen aquests paràmetres? Tots dos són materials amb un grau de resistència a la temperatura de 90 graus, per què tenen diferents temperatures d'envelliment? Quins són la temperatura d'envelliment i el grau de resistència a la temperatura? Relació? Com es defineix la temperatura màxima de funcionament a llarg termini d'un conductor que permet l'aïllament? Quin és l'índex de temperatura? Quina és la temperatura nominal del material? Els materials reticulats de silà poden assolir el nivell de resistència a la temperatura de 125 graus?
Per respondre a les preguntes anteriors, primer hem d'entendre el sistema estàndard, perquè els diferents sistemes estàndard tenen diferents definicions dels nivells de resistència a la temperatura. Els nostres sistemes estàndards comuns inclouen principalment estàndards nacionals (i estàndards de la indústria), estàndards UL, estàndards EN/IEC, etc.
Des de la compilació d'estàndards nacionals i estàndards de la indústria, gran part del contingut es basa en la referència a estàndards internacionals, així que mirem primer les regulacions sobre els nivells de resistència a la temperatura en els estàndards UL o EN/IEC.
1. Estàndard UL
A l'estàndard UL, els graus de resistència a la temperatura comuns són de 60 graus, 70 graus, 80 graus, 90 graus, 105 graus, 125 graus i 150 graus. D'on provenen aquests nivells de resistència a la temperatura? És la temperatura de funcionament a llarg termini del conductor? De fet, aquests anomenats nivells de resistència a la temperatura s'anomenen temperatures nominals a l'estàndard UL. No és la temperatura de funcionament a llarg termini del conductor.
Temperatura nominal de funcionament
La confirmació de la temperatura nominal a l'estàndard UL es determina segons la fórmula 1.1 (vegeu el capítol 4.3 Envelliment a llarg termini dels materials a UL 2556-2007). El procés específic és assumir primer un nivell de resistència a la temperatura del material, com ara 105 graus, i després calcular la temperatura de prova del forn de 112 graus segons la fórmula 1.1. Les mostres es col·loquen a aquestes temperatures de prova durant 90 dies, 120 dies i 150 dies per obtenir les mostres. A continuació, les dades de la taxa de canvi d'allargament i els dies d'envelliment s'utilitzen per calcular la relació lineal entre els dies d'envelliment i l'allargament al trencament del mètode dels mínims quadrats, i després, basant-se en aquesta relació lineal, la mostra envelleix durant 300 dies a aquesta temperatura del forn (112 grau ) es calcula. Allargament al trencament.
Si la taxa de canvi d'allargament a la ruptura és inferior al 50%, es considera que el material pot assolir la temperatura nominal assumida. Si la taxa de canvi d'allargament a la ruptura és superior al 50%, es considera que la temperatura nominal del material no pot arribar a la temperatura nominal suposada. Cal tornar a assumir una temperatura nominal i continuar la prova anterior.
Es pot veure que en el sistema estàndard UL, si s'utilitza el mètode invers, es pot considerar el següent: quan un material s'envelleix durant 300 dies a una temperatura determinada A grau, la seva taxa de canvi d'allargament no supera el 50%. A continuació, resteu 5,463 de la temperatura A, després divideix-ho per 1,02 per obtenir la temperatura B grau. Es pot determinar que aquest material pot assolir la temperatura nominal de la temperatura B grau.
Aquesta temperatura nominal no és en cap cas la temperatura màxima de funcionament a llarg termini del conductor que permet la capa d'aïllament. Perquè el "llarg termini" a la temperatura màxima de funcionament a llarg termini hauria de ser en realitat la vida útil del cable a aquesta temperatura de funcionament, que s'ha de calcular almenys en anys. Per exemple, a l'estàndard de cable fotovoltaic EN50618, la vida útil del cable està dissenyada per ser de 25 anys, i a l'estàndard UL, la temperatura nominal generalment serà superior a la temperatura màxima de funcionament a llarg termini del conductor.
temperatura d'envelliment a curt termini
La temperatura d'envelliment a curt termini dels materials és la més habitual de 7 dies, 10 dies, etc. en els nostres estàndards. Per exemple, per a un material a 105 graus, la condició d'envelliment és de 136 graus × 7 dies. Aleshores, quina relació hi ha entre això i la temperatura nominal? A l'estàndard UL, la temperatura d'envelliment a curt termini s'obté en funció de l'experiència d'ús a llarg termini del material, però també es resumeixen alguns mètodes per confirmar. Per exemple, la temperatura d'envelliment a curt termini d'un material es determina al capítol 4.3.5.6 i a l'apèndix D de l'estàndard UL2556-2007. Primer, seleccioneu una temperatura nominal, una temperatura d'envelliment i un temps d'envelliment segons la taula 1-1.
Si la taxa de canvi d'allargament del material provat segons les condicions anteriors després de l'envelliment és superior al 50%, es considera que el material es pot determinar segons aquesta condició. Si la taxa de canvi d'allargament és superior al 50%, la temperatura nominal i l'envelliment a curt termini del material La temperatura hauria de baixar un nivell.
A més, una fórmula senzilla per determinar la temperatura d'envelliment a curt termini també es resumeix al capítol 14 de UL758-2010. Com la fórmula 1.2:
2. Normes EN/IEC
A les normes EN/IEC, és estrany veure la temperatura nominal (temperatura nominal) com a l'estàndard UL. En canvi, és la temperatura de funcionament a llarg termini del conductor (temperatura de funcionament) o l'índex de temperatura. Aleshores, quina és la diferència entre aquestes dues temperatures?
De fet, en el sistema estàndard EN/IEC, l'avaluació del nivell de resistència a la temperatura dels cables es basa principalment en EN 60216 o IEC 60216. Aquesta norma avalua principalment la vida tèrmica dels materials d'aïllament. El mètode d'avaluació consisteix a realitzar proves d'envelliment de materials a diferents temperatures i utilitzar una taxa de canvi del 50% en l'allargament a la ruptura com a punt final de l'envelliment per obtenir el nombre de dies d'envelliment del material a diferents temperatures. A continuació, els dies d'envelliment i la temperatura d'envelliment es correlacionen linealment mitjançant regressió lineal per obtenir una corba de relació lineal. A continuació, determineu la temperatura de funcionament màxima en funció de la vida útil del cable o determineu la vida útil del cable en funció de la temperatura de funcionament a llarg termini.
L'índex de temperatura fa referència a la temperatura corresponent a la taxa de canvi de l'allargament a la ruptura del material aïllant del 50% després d'un envelliment tèrmic durant 20,000 hores. Prenent com a exemple l'estàndard de cable fotovoltaic EN 50618:2014, la vida útil del cable és de 25 anys, la temperatura de funcionament a llarg termini és de 90 graus i l'índex de temperatura és de 120 graus. La temperatura d'envelliment a curt termini dels materials d'aïllament també es deriva de la relació lineal anterior.
Per tant, la temperatura d'envelliment dels materials d'aïllament a EN 50618:2014 és de 150 graus. Aquesta temperatura d'envelliment és molt propera a la temperatura d'envelliment de 158 graus per als materials classificats a 125 graus a la sèrie estàndard UL.
A partir de l'anàlisi anterior, no és difícil veure que la temperatura de funcionament a llarg termini del mateix conductor pot tenir diferents temperatures d'envelliment requerides a causa de la diferent vida útil del cable. Amb la mateixa temperatura de funcionament a llarg termini, com més curta sigui la vida útil del disseny del cable, més baixa serà la temperatura d'envelliment a curt termini del material aïllant.
Per exemple, la temperatura de funcionament màxima a llarg termini del material d'aïllament XLPE requerit a IEC 60502-1:2004 és de 90 graus i la temperatura d'envelliment d'aquest material és de 135 graus. Els 135 graus aquí són molt propers a la temperatura d'envelliment de 136 graus amb una temperatura nominal de 105 graus a l'estàndard UL, però és molt diferent de la temperatura d'envelliment de l'aïllament a EN 50618:2014, que té el mateix a llarg termini. temperatura màxima de funcionament de 90 graus. Tot i que la vida útil del disseny del cable no es va trobar el 60502-1:2004, la vida útil del disseny dels dos cables és definitivament diferent.
3. Normes nacionals i estàndards de la indústria
En el procés de preparació dels estàndards nacionals i dels estàndards de la indústria del meu país, molts continguts es basen en estàndards UL o EN/IEC. Tanmateix, com que es basa en múltiples referències, algunes afirmacions crec que són inexactes. Per exemple, a GB/T 32129-2015, JB/T 10436-2004 i JB/T 10491.1-2004, tant els materials com els cables tenen nivells de resistència a la temperatura de 90 graus , 105 graus , 125 graus grau, i 150 graus. Això és evident. Es basa en el sistema estàndard d'UL. Tanmateix, l'expressió de la resistència a la calor és la temperatura màxima de funcionament a llarg termini del conductor. Aquesta expressió de resistència a la calor es refereix clarament al sistema estàndard IEC.
En el sistema estàndard IEC, la temperatura màxima de funcionament a llarg termini del conductor hauria d'estar relacionada amb la vida útil del cable. Tanmateix, no hi ha cap expressió de la vida útil del cable en aquests estàndards nacionals i de la indústria. Per tant, la declaració que "les temperatures màximes de funcionament a llarg termini aplicables dels conductors de cable són de 90 graus, 105 graus, 125 graus i 150 graus" està oberta a dubte.
Llavors, pot XLPE reticulat amb silà assolir el nivell de resistència a la temperatura de 125 graus? Una resposta més rigorosa hauria de ser que el XLPE reticulat amb silà pot assolir la temperatura nominal de 125 graus especificada a l'estàndard UL, perquè els requisits d'aïllament i protecció del capítol 40 de UL1581 en el conjunt de principis generals per als materials, s'ha vist clarament. va indicar que no s'especificarà la composició química dels materials. Si el funcionament màxim a llarg termini dels conductors XLPE pot arribar als 125 graus està relacionat amb la vida útil del disseny del cable i l'ocasió d'ús. Actualment, no s'ha trobat cap informació rellevant per avaluar sistemàticament la vida d'aquest material. Es pot deduir de l'envelliment a curt termini que si la vida útil del disseny del cable és de 25 anys, la temperatura màxima permesa a llarg termini del conductor ha de ser superior a 90 graus.
A l'estàndard IEC, la temperatura màxima de funcionament a llarg termini dels conductors dissenyats dels cables d'alimentació tradicionals, cables de construcció i fins i tot cables solars no superarà els 90 graus, però això no vol dir que la temperatura de funcionament màxima a llarg termini permesa pels materials. utilitzat per a aquests cables no pot superar els 90 graus. grau. No es pot dir que els materials reticulats per radiació puguin assolir un nivell de resistència a la temperatura de 125 graus, mentre que els materials reticulats de silà no poden assolir un nivell de resistència a la temperatura de 125 graus. Aquesta afirmació no és raonable.
En resum, si un material pot assolir un cert nivell de temperatura no es pot respondre simplement sí o no, sinó que s'ha de considerar conjuntament amb el mètode d'avaluació del nivell de resistència a la temperatura del material o la vida útil del cable. Diversos sistemes estàndard no es poden barrejar i utilitzar indistintament.
