Kakšne so razlike med stopnjami temperaturne odpornosti kablov v nacionalnem standardu, ameriškem standardu in evropskem standardu?
Pri oblikovanju, izbiri materiala, proizvodnji in prodajnem procesu žic in kablov se pogosto srečujemo s številnimi temperaturnimi parametri, kot so 90 stopinj, 105 stopinj, 125 stopinj, 150 stopinj itd. Priljubljena imena za te parametre v industriji se imenujejo parametri stopnje temperaturne odpornosti. Od kod torej ti parametri? Oba sta materiala s temperaturno odpornostjo 90 stopinj, zakaj imata torej različne temperature staranja? Kakšna sta temperatura staranja in stopnja temperaturne odpornosti? Razmerje? Kako je določena najvišja dolgotrajna delovna temperatura prevodnika, ki jo dovoljuje izolacija? Kaj je temperaturni indeks? Kakšna je nazivna temperatura materiala? Ali lahko materiali, zamreženi s silanom, dosežejo raven temperaturne odpornosti 125 stopinj?
Da bi odgovorili na zgornja vprašanja, moramo najprej razumeti standardni sistem, saj imajo različni standardni sistemi različne definicije ravni temperaturne odpornosti. Naši skupni standardni sistemi vključujejo predvsem nacionalne standarde (in industrijske standarde), standarde UL, standarde EN/IEC itd.
Od zbiranja nacionalnih standardov in industrijskih standardov veliko vsebine temelji na sklicevanju na mednarodne standarde, zato si najprej poglejmo predpise o stopnjah temperaturne odpornosti v standardih UL ali standardih EN/IEC.
1. UL standard
V standardu UL so običajne stopnje temperaturne odpornosti 60 stopinj, 70 stopinj, 80 stopinj, 90 stopinj, 105 stopinj, 125 stopinj in 150 stopinj. Od kod prihajajo te stopnje temperaturne odpornosti? Je to dolgotrajna delovna temperatura vodnika? Pravzaprav se te tako imenovane stopnje temperaturne odpornosti imenujejo nazivne temperature v standardu UL. To ni dolgotrajna delovna temperatura prevodnika.
Nazivna delovna temperatura
Potrditev nazivne temperature v standardu UL je določena po formuli 1.1 (glej poglavje 4.3 Dolgotrajno staranje materialov v UL 2556-2007). Poseben postopek je, da se najprej predpostavi raven temperaturne odpornosti materiala, kot je 105 stopinj, nato pa se izračuna preskusna temperatura pečice 112 stopinj v skladu s formulo 1.1. Vzorce postavimo pri takšnih preskusnih temperaturah 90 dni, 120 dni in 150 dni, da dobimo vzorce. Podatki o stopnji spremembe raztezka in dnevih staranja se nato uporabijo za izračun linearnega razmerja med dnevi staranja in raztezkom ob prelomu z metodo najmanjših kvadratov, nato pa se na podlagi tega linearnega razmerja vzorec stara 300 dni pri tej temperaturi peči (112 stopnja ) se izračuna. Raztezek pri pretrganju.
Če je stopnja spremembe raztezka ob pretrganju manjša od 50 %, se šteje, da lahko material doseže predpostavljeno nazivno temperaturo. Če je stopnja spremembe raztezka ob pretrganju večja od 50 %, se šteje, da nazivna temperatura materiala ne more doseči predpostavljene nazivne temperature. Ponovno je treba prevzeti nazivno temperaturo in nadaljevati zgornji preskus.
Razvidno je, da se v standardnem sistemu UL, če se uporablja inverzna metoda, lahko upošteva naslednje: ko se material stara 300 dni pri določeni temperaturi A stopinja, njegova stopnja spremembe raztezka ne presega 50%. Nato odštejte 5,463 od temperature A, nato pa to delite z 1,02, da dobite stopinjo temperature B. Lahko se ugotovi, da lahko ta material doseže nazivno temperaturo temperature B stopinje.
Ta nazivna temperatura nikakor ni najvišja dolgoročna delovna temperatura prevodnika, ki jo dovoljuje izolacijska plast. Kajti "dolgoročno" v dolgoročni najvišji delovni temperaturi bi morala biti dejansko življenjska doba kabla pri tej delovni temperaturi, ki mora biti izračunana vsaj v letih. Na primer, v standardu za fotonapetostne kable EN50618 je življenjska doba kabla zasnovana na 25 let, v standardu UL pa bo nazivna temperatura na splošno višja od najvišje dolgoročne delovne temperature prevodnika.
kratkotrajna temperatura staranja
Kratkotrajna temperatura staranja materialov je v naših standardih najpogostejša 7 dni, 10 dni itd. Na primer, za material pri 105 stopinjah je pogoj staranja 136 stopinj × 7 dni. Kakšno je torej razmerje med to in nazivno temperaturo? V standardu UL je temperatura kratkotrajnega staranja pridobljena na podlagi izkušenj z dolgotrajno uporabo materiala, vendar so za potrditev povzete tudi nekatere metode. Na primer, temperatura kratkotrajnega staranja materiala je določena v poglavju 4.3.5.6 in dodatku D standarda UL2556-2007. Najprej izberite nazivno temperaturo, temperaturo staranja in čas staranja v skladu s tabelo 1-1.
Če je stopnja spremembe raztezka materiala, testiranega v skladu z zgornjimi pogoji, po staranju večja od 50 %, se šteje, da je material mogoče določiti v skladu s tem pogojem. Če je stopnja spremembe raztezka večja od 50 %, nazivna temperatura in kratkotrajno staranje materiala Temperatura mora pasti za eno stopnjo.
Poleg tega je v 14. poglavju UL758-2010 povzeta tudi preprosta formula za določitev temperature kratkotrajnega staranja. Kot na primer formula 1.2:
2. Standardi EN/IEC
V standardih EN/IEC je redko videti nazivno temperaturo (nazivna temperatura), kot je v standardu UL. Namesto tega je dolgoročna delovna temperatura prevodnika (delovna temperatura) ali temperaturni indeks. Kakšna je torej razlika med tema dvema temperaturama?
Pravzaprav v standardnem sistemu EN/IEC ocena stopnje temperaturne odpornosti kablov temelji predvsem na EN 60216 ali IEC 60216. Ta standard ocenjuje predvsem toplotno življenjsko dobo izolacijskih materialov. Metoda vrednotenja je izvajanje preskusov staranja na materialih pri različnih temperaturah in uporaba stopnje spremembe 50 % raztezka ob pretrgu kot končne točke staranja, da se pridobi število dni staranja materiala pri različnih temperaturah. Nato se dnevi staranja in temperatura staranja linearno povežejo z linearno regresijo, da dobimo krivuljo linearnega razmerja. Nato določite najvišjo delovno temperaturo glede na življenjsko dobo kabla ali določite življenjsko dobo kabla glede na dolgoročno delovno temperaturo.
Temperaturni indeks se nanaša na temperaturo, ki ustreza stopnji spremembe raztezka ob pretrgu izolacijskega materiala 50 % po termičnem staranju 20,000 ur. Če vzamemo za primer standard fotovoltaičnih kablov EN 50618:2014, je načrtovana življenjska doba kabla 25 let, dolgoročna delovna temperatura je 90 stopinj, temperaturni indeks pa 120 stopinj. Kratkotrajna temperatura staranja izolacijskih materialov prav tako izhaja iz zgornjega linearnega razmerja.
Zato je temperatura staranja izolacijskih materialov v EN 50618:2014 150 stopinj. Ta temperatura staranja je zelo blizu temperaturi staranja 158 stopinj za materiale, ocenjene na 125 stopinj v standardni seriji UL.
Iz zgornje analize ni težko ugotoviti, da ima lahko dolgoročna delovna temperatura istega prevodnika različne zahtevane temperature staranja zaradi različne načrtovane življenjske dobe kabla. Pri enaki dolgotrajni delovni temperaturi, krajša kot je življenjska doba kabla, nižja je lahko zahtevana kratkoročna temperatura staranja izolacijskega materiala.
Na primer, dolgoročna najvišja delovna temperatura izolacijskega materiala XLPE, zahtevana v IEC 60502-1:2004, je 90 stopinj, temperatura staranja tega materiala pa 135 stopinj. 135 stopinj tukaj je zelo blizu temperaturi staranja 136 stopinj z nazivno temperaturo 105 stopinj v standardu UL, vendar se precej razlikuje od temperature staranja izolacije v EN 50618:2014, ki ima enako dolgotrajno največja delovna temperatura 90 stopinj. Čeprav načrtovana življenjska doba kabla ni bila najdena v 60502-1:2004, je načrtovana življenjska doba obeh kablov vsekakor različna.
3. Nacionalni standardi in industrijski standardi
V procesu priprave nacionalnih standardov moje države in industrijskih standardov veliko vsebin temelji na standardih UL ali standardih EN/IEC. Ker pa temelji na številnih sklicevanjih, menim, da so nekatere izjave netočne. Na primer, v GB/T 32129-2015, JB/T 10436-2004 in JB/T 10491.1-2004 imajo tako materiali kot žice stopnje temperaturne odpornosti 90 stopinj, 105 stopinj, 125 stopinj in 150 stopinj. To je očitno. Temelji na standardnem sistemu UL. Vendar je izraz za toplotno odpornost najvišja dovoljena dolgotrajna delovna temperatura prevodnika. Ta izraz toplotne odpornosti se jasno nanaša na standardni sistem IEC.
V standardnem sistemu IEC mora biti dolgoročna najvišja delovna temperatura prevodnika povezana z načrtovano življenjsko dobo kabla. Vendar pa ti nacionalni in industrijski standardi ne določajo življenjske dobe kabla. Zato je izjava, da so "uporabne najvišje dolgoročne delovne temperature kabelskih vodnikov 90 stopinj, 105 stopinj, 125 stopinj in 150 stopinj", vprašljiva.
Torej lahko XLPE, premrežen s silanom, doseže raven temperaturne odpornosti 125 stopinj? Strožji odgovor bi moral biti, da lahko XLPE, premrežen s silanom, doseže nazivno temperaturo 125 stopinj, določeno v standardu UL, ker so zahteve glede izolacije in zaščite v 40. poglavju UL1581 v nizu splošnih načel za materiale jasno določene. izjavil, da kemična sestava materialov ne bo navedena. Ali lahko dolgoročno največje delovanje prevodnikov iz XLPE doseže 125 stopinj, je odvisno od načrtovane življenjske dobe kabla in priložnosti uporabe. Trenutno ni bilo najdenih ustreznih informacij za sistematično ovrednotenje življenjske dobe tega materiala. Iz kratkotrajnega staranja je mogoče sklepati, da mora biti dovoljena dolgoročna najvišja temperatura prevodnika večja od 90 stopinj, če je načrtovana življenjska doba kabla 25 let.
V standardu IEC dolgoročna najvišja delovna temperatura načrtovanih vodnikov tradicionalnih napajalnih kablov, gradbenih žic in celo solarnih kablov ne bo presegla 90 stopinj, vendar to ne pomeni, da je dolgoročna najvišja delovna temperatura, ki jo dovoljujejo materiali. ki se uporablja za takšne kable, ne sme presegati 90 stopinj. stopnja . Ni mogoče reči, da lahko materiali, zamreženi zaradi sevanja, dosežejo raven temperaturne odpornosti 125 stopinj, medtem ko materiali, zamreženi s silanom, ne morejo doseči stopnje temperaturne odpornosti 125 stopinj. Ta izjava je nerazumna.
Skratka, na vprašanje, ali lahko material doseže določeno temperaturno raven, ni mogoče odgovoriti samo z da ali ne, ampak ga je treba upoštevati v povezavi z metodo ocenjevanja stopnje temperaturne odpornosti materiala ali načrtovane življenjske dobe kabla. Več standardnih sistemov ni mogoče mešati in uporabljati brez razlikovanja.
