A nova era da indústria automobilística de novas energias assume a dupla missão de transformação industrial e atualização e proteção do ambiente atmosférico, o que impulsiona fortemente o desenvolvimento industrial de cabos de alta tensão e outros acessórios relacionados para veículos elétricos, e os fabricantes de cabos e organismos de certificação têm investiu muita energia na pesquisa e desenvolvimento de cabos de alta tensão para veículos elétricos. Cabos de alta tensão para veículos elétricos têm requisitos de alto desempenho em todos os aspectos e devem atender ao padrão RoHSb, requisitos do padrão UL94V-0 de grau retardador de chama e desempenho suave. Este artigo apresenta os materiais e a tecnologia de preparação de cabos de alta tensão para veículos elétricos.
1.O material do cabo de alta tensão
(1) Material condutor do cabo
Atualmente, existem dois materiais principais para a camada condutora do cabo: cobre e alumínio. Algumas empresas pensam que o núcleo de alumínio pode reduzir significativamente os seus custos de produção, adicionando cobre, ferro, magnésio, silício e outros elementos com base em materiais de alumínio puro, através de processos especiais como síntese e tratamento de recozimento, melhorando a condutividade elétrica, dobrando desempenho e resistência à corrosão do cabo, a fim de atender aos requisitos da mesma capacidade de carga, para obter o mesmo efeito que os condutores com núcleo de cobre ou ainda melhor. Assim, o custo de produção é bastante economizado. No entanto, a maioria das empresas ainda considera o cobre como o principal material da camada condutora, em primeiro lugar, a resistividade do cobre é baixa e, em seguida, a maior parte do desempenho do cobre é melhor do que o do alumínio no mesmo nível, como grande corrente capacidade de carga, perda de baixa tensão, baixo consumo de energia e forte confiabilidade. Atualmente, a seleção de condutores geralmente utiliza o padrão nacional 6 condutores macios (o alongamento do fio de cobre único deve ser superior a 25%, o diâmetro do monofilamento é inferior a 0,30) para garantir a suavidade e resistência do monofilamento de cobre. A Tabela 1 lista os padrões que devem ser atendidos para materiais condutores de cobre comumente usados.
(2) Materiais da camada isolante de cabos
O ambiente interno dos veículos elétricos é complexo, na seleção dos materiais isolantes, por um lado, para garantir a utilização segura da camada isolante, por outro lado, na medida do possível, escolher materiais de fácil processamento e amplamente utilizados. Atualmente, os materiais isolantes comumente usados são cloreto de polivinila (PVC),polietileno reticulado (XLPE), borracha de silicone, elastômero termoplástico (TPE), etc., e suas principais propriedades são mostradas na Tabela 2.
Entre eles, o PVC contém chumbo, mas a Diretiva RoHS proíbe o uso de chumbo, mercúrio, cádmio, cromo hexvalente, éteres difenílicos polibromados (PBDE) e bifenilos polibromados (PBB) e outras substâncias nocivas, portanto, nos últimos anos, o PVC foi substituído por XLPE, borracha de silicone, TPE e outros materiais ecológicos.
(3) Material da camada de blindagem do cabo
A camada de blindagem é dividida em duas partes: camada de blindagem semicondutora e camada de blindagem trançada. A resistividade volumétrica do material de blindagem semicondutora a 20 ° C e 90 ° C e após o envelhecimento é um índice técnico importante para medir o material de blindagem, que determina indiretamente a vida útil do cabo de alta tensão. Os materiais de blindagem semicondutores comuns incluem borracha de etileno-propileno (EPR), cloreto de polivinila (PVC) epolietileno (PE)materiais baseados. Caso a matéria-prima não tenha vantagens e o nível de qualidade não possa ser melhorado no curto prazo, as instituições de pesquisa científica e os fabricantes de materiais para cabos concentram-se na pesquisa da tecnologia de processamento e da proporção da fórmula do material de blindagem e buscam inovação no proporção de composição do material de blindagem para melhorar o desempenho geral do cabo.
2. Processo de preparação de cabos de alta tensão
(1) Tecnologia de fio condutor
O processo básico do cabo foi desenvolvido há muito tempo, portanto também existem especificações padrão próprias na indústria e nas empresas. No processo de trefilagem, de acordo com o modo de desenrolamento do fio único, o equipamento de torção pode ser dividido em máquina de torcer sem torção, máquina de torcer sem torcer e máquina de torcer sem torcer/destorcer. Devido à alta temperatura de cristalização do condutor de cobre, a temperatura e o tempo de recozimento são mais longos, é apropriado usar o equipamento da máquina de torcer sem torção para realizar tração contínua e monwire de tração contínua para melhorar o alongamento e a taxa de fratura da trefilagem. Atualmente, o cabo de polietileno reticulado (XLPE) substituiu completamente o cabo de papel óleo entre os níveis de tensão de 1 e 500kV. Existem dois processos comuns de formação de condutores para condutores XLPE: compactação circular e torção de fio. Por um lado, o núcleo do fio pode evitar a alta temperatura e a alta pressão na tubulação reticulada para pressionar seu material de proteção e material de isolamento na abertura do fio trançado e causar desperdício; Por outro lado, também pode evitar a infiltração de água ao longo da direção do condutor para garantir a operação segura do cabo. O condutor de cobre em si é uma estrutura de torção concêntrica, que é produzida principalmente por máquina de torcer de estrutura comum, máquina de torcer de garfo, etc. Em comparação com o processo de compactação circular, ele pode garantir a formação redonda do torço do condutor.
(2) Processo de produção de isolamento de cabos XLPE
Para a produção de cabos XLPE de alta tensão, a reticulação seca catenária (CCV) e a reticulação seca vertical (VCV) são dois processos de formação.
(3) Processo de extrusão
Anteriormente, os fabricantes de cabos usavam um processo de extrusão secundário para produzir o núcleo de isolamento do cabo, a primeira etapa ao mesmo tempo, a blindagem do condutor de extrusão e a camada de isolamento e, em seguida, reticulada e enrolada na bandeja de cabos, colocada por um período de tempo e depois extrusada escudo de isolamento. Durante a década de 1970, surgiu um processo de extrusão de três camadas 1+2 no núcleo do fio isolado, permitindo que a blindagem e o isolamento interno e externo fossem concluídos em um único processo. O processo primeiro extrusa a blindagem do condutor, após uma curta distância (2 ~ 5m), e depois extrusa o isolamento e a blindagem de isolamento na blindagem do condutor ao mesmo tempo. No entanto, os dois primeiros métodos têm grandes desvantagens, por isso, no final da década de 1990, os fornecedores de equipamentos de produção de cabos introduziram um processo de produção de coextrusão de três camadas, que extrudava blindagem de condutor, isolamento e blindagem de isolamento ao mesmo tempo. Há alguns anos, os países estrangeiros também lançaram uma nova cabeça de cilindro de extrusora e um design de placa de malha curva, equilibrando a pressão de fluxo da cavidade da cabeça do parafuso para aliviar o acúmulo de material, estender o tempo de produção contínuo, substituindo a mudança ininterrupta de especificações de o design do cabeçote também pode economizar muito nos custos de tempo de inatividade e melhorar a eficiência.
3. Conclusão
Os novos veículos energéticos têm boas perspectivas de desenvolvimento e um enorme mercado, precisam de uma série de produtos de cabos de alta tensão com alta capacidade de carga, resistência a altas temperaturas, efeito de blindagem eletromagnética, resistência à flexão, flexibilidade, longa vida útil e outros excelentes desempenhos na produção e ocupam o mercado. O material dos cabos de alta tensão para veículos elétricos e seu processo de preparação têm amplas perspectivas de desenvolvimento. O veículo elétrico não pode melhorar a eficiência da produção e garantir o uso de segurança sem cabos de alta tensão.
Horário da postagem: 23 de agosto de 2024