Nella progettazione, selezione, produzione e vendita di fili e cavi, spesso si riscontrano molti parametri di temperatura, come 90 gradi, 105 gradi, 125 gradi, 150 gradi e così via. Questi parametri nel nome comune del settore sono chiamati parametri del livello di resistenza alla temperatura, come arrivano questi parametri? Perché la temperatura di invecchiamento è diversa per lo stesso materiale con grado di resistenza alla temperatura di 90 gradi? Qual è la relazione tra la temperatura di invecchiamento e il livello di resistenza alla temperatura? Qual è la definizione della temperatura di esercizio massima ammissibile a lungo termine del conduttore dell'isolamento? Qual è l'indice di temperatura? Qual è il grado di temperatura di un materiale? I composti reticolanti silanici possono soddisfare una temperatura nominale di 125 gradi?
Per rispondere alle domande di cui sopra, prima di tutto, dobbiamo comprendere il sistema standard, poiché diversi sistemi standard hanno definizioni diverse del livello di resistenza alla temperatura. Il nostro sistema di standard comune comprende principalmente standard nazionali (e standard di settore), standard UL, standard EN/IEC e così via.
Poiché vengono preparati standard nazionali e standard di settore, molti contenuti fanno riferimento a standard internazionali, quindi diamo un'occhiata allo standard UL o agli standard EN/IEC sulle disposizioni del livello di resistenza alla temperatura.
Innanzitutto, lo standard UL
Standard UL, il livello comune di resistenza alla temperatura è 60 gradi, 70 gradi, 80 gradi, 90 gradi, 105 gradi, 125 gradi e 150 gradi. Come si ottengono questi valori di resistenza alla temperatura? È la temperatura operativa a lungo termine del conduttore? In effetti, questi cosiddetti valori nominali di temperatura vengono definiti temperatura nominale nello standard UL. Non è la temperatura operativa a lungo termine del conduttore.
Temperatura operativa nominale
Temperatura nominale secondo lo standard UL secondo la conferma della formula 1.1 da determinare (vedere UL 2556-2007 nel capitolo 4.3, sezione invecchiamento a lungo termine dei materiali). Il processo specifico consiste nel presupporre innanzitutto che il materiale abbia una temperatura nominale, ad esempio 105 gradi, e poi calcolato in conformità con la Formula 1.1, una temperatura di prova del forno di 112 gradi, rispettivamente, in tale temperatura di prova verrà inserita nel campione per 90 giorni, 120 giorni e 150 giorni, per ottenere il tasso di variazione dell'allungamento del campione e il numero di giorni di dati di invecchiamento, quindi con il metodo dei minimi quadrati per dedurre il numero di giorni di invecchiamento e l'allungamento alla rottura della relazione lineare tra i rapporto lineare, e quindi in base al rapporto lineare dedotto in forno, l'allungamento al momento dell'invecchiamento, e quindi l'allungamento al momento dell'invecchiamento. Quindi la relazione lineare tra il numero di giorni di invecchiamento e l'allungamento a rottura è stata dedotta con il metodo dei minimi quadrati, quindi l'allungamento a rottura dei campioni è stato dedotto in base a questa relazione lineare quando i campioni stavano invecchiando per 300 giorni a questa temperatura del forno (112 gradi).
Se la variazione dell'allungamento a rottura è inferiore al 50%, si ritiene che il materiale sia in grado di raggiungere la temperatura nominale presunta. Se la variazione dell'allungamento a rottura è maggiore del 50%, si considera che il materiale sia valutato a una temperatura che non raggiunge la temperatura nominale presunta e per continuare il test di cui sopra è necessario assumere una nuova temperatura nominale.
Si può vedere, nel sistema standard UL, se l'uso del metodo inverso può essere considerato come segue: un materiale ad una certa temperatura Un grado che invecchia 300 giorni, il tasso di variazione dell'allungamento non è superiore al 50%, e quindi la temperatura A meno 5,463, e poi divisa per 1,02, per ottenere una temperatura di grado B, si può riconoscere che il materiale può raggiungere la temperatura di grado B della temperatura nominale.
Questa temperatura nominale non è affatto la temperatura operativa massima a lungo termine del conduttore consentita dallo strato isolante. Poiché la temperatura operativa massima a lungo termine nel "lungo termine" dovrebbe effettivamente essere la durata del cavo a questa temperatura operativa, almeno per calcolare l'unità di anni, come nel caso della norma EN50618 sui cavi fotovoltaici, la durata del cavo è progettato per 25 anni, gli standard UL della temperatura nominale saranno generalmente superiori alla temperatura operativa massima a lungo termine del conduttore.
Temperatura di invecchiamento a breve termine
La temperatura di invecchiamento a breve termine del materiale, ovvero, di solito è quella standard di 7 giorni, 10 giorni, ecc., come materiale da 105 gradi, condizioni di invecchiamento per 136 gradi × 7 giorni. Allora qual è la relazione tra questa e la temperatura nominale? Nello standard UL, la temperatura di invecchiamento a breve termine si ottiene dall'esperienza a lungo termine nell'uso del materiale, ma vengono anche riepilogati alcuni metodi di conferma. Come nel capitolo 4.3.5.6 dello standard UL2556-2007 e nell'appendice D in questo modo per determinare la temperatura di invecchiamento a breve termine di un materiale. Selezionare innanzitutto una temperatura nominale, una temperatura di invecchiamento e un tempo di invecchiamento in base alla tabella 1-1.
Se la variazione di allungamento dopo l'invecchiamento del materiale testato nelle condizioni di cui sopra è maggiore del 50%, il materiale è considerato accettabile per determinare la temperatura di invecchiamento in base a queste condizioni e se la variazione di allungamento è maggiore del 50%, la variazione di allungamento del materiale la temperatura nominale e la temperatura di invecchiamento a breve termine devono essere ridotte di un grado.
In secondo luogo, le norme EN/IEC
Negli standard EN/IEC, raramente come lo standard UL si vede la temperatura nominale (temperatura nominale), invece della temperatura operativa a lungo termine del conduttore (temperatura operativa) o dell'indice di temperatura. Allora qual è la differenza tra queste due temperature?
Infatti, nel sistema standard EN/IEC, la valutazione della temperatura nominale del cavo deve essere valutata principalmente in conformità con EN 60216 o IEC 60216. Questa norma valuta principalmente la vita termica dei materiali isolanti. Il metodo di valutazione consiste nell'eseguire test di invecchiamento del materiale a diverse temperature e prendere il tasso di variazione dell'allungamento a rottura del 50% come punto finale dell'invecchiamento e ricavare il numero di giorni di invecchiamento del materiale a diverse temperature. Quindi, attraverso la regressione lineare dei giorni di invecchiamento e della temperatura di invecchiamento, si esegue l'elaborazione della correlazione lineare, ottenendo una curva di relazione lineare. Quindi la temperatura di esercizio massima viene determinata in base alla durata del cavo, oppure in base alla temperatura di esercizio a lungo termine, per determinare la durata del cavo.
L'indice di temperatura, invece, è la temperatura corrispondente alla variazione del 50% dell'allungamento a rottura del materiale isolante dopo invecchiamento termico per 20000H. Prendendo come esempio la norma EN 50618:2014 sui cavi fotovoltaici, la durata di progetto del cavo è di 25 anni, la temperatura di esercizio a lungo termine è di 90 gradi, mentre l'indice di temperatura è di 120 gradi. Dalla relazione lineare di cui sopra si ricava anche la temperatura di invecchiamento a breve termine del materiale isolante.
Pertanto, la temperatura di invecchiamento per i materiali isolanti nella norma EN 50618:2014 è di 150 gradi. Questa temperatura di invecchiamento è molto vicina alla temperatura di invecchiamento di 158 gradi per i materiali classificati a 125 gradi nella serie standard UL.
Attraverso l'analisi di cui sopra, non è difficile vedere che la stessa temperatura operativa a lungo termine del conduttore potrebbe non avere la stessa temperatura di invecchiamento richiesta a causa della diversa durata di progetto del cavo. A parità di temperatura operativa a lungo termine, quanto più breve è la durata prevista del cavo, tanto più breve può essere richiesta la temperatura di invecchiamento a breve termine del materiale isolante, tanto più bassa è.
Ad esempio, nella norma IEC 60502-1:2004, la temperatura operativa massima a lungo termine dell'isolamento XLPE è di 90 gradi, mentre la temperatura di invecchiamento di questo materiale è di 135 gradi. La temperatura di 135 gradi è vicina alla temperatura di invecchiamento standard UL di 136 gradi, che è valutata a 105 gradi, ma è molto inferiore alla temperatura di invecchiamento della norma EN 50618:2014, che richiede anche una temperatura operativa massima a lungo termine di 90 gradi . Sebbene in 60502-1:2004 non sia stata rilevata la durata di progetto del cavo, la durata di progetto dei due cavi è certamente diversa.
In terzo luogo, gli standard nazionali e gli standard di settore
Gli standard nazionali e di settore della Cina nel processo di preparazione, molti contenuti sono riferimenti e riferimenti allo standard UL o agli standard EN/IEC. Ma poiché si tratta di un riferimento multipartitico, penso che alcune espressioni siano imprecise. Ad esempio, in GB/T 32129-2015, JB/T 10436-2004, JB/T 10491.1-2004, sia materiali che fili, il livello di resistenza alla temperatura è 90 gradi, 105 gradi, 125 grado e 150 gradi, che è ovviamente preso in prestito dal sistema standard UL. Tuttavia, l'espressione per la resistenza al calore è la temperatura operativa massima consentita a lungo termine del conduttore. Questa espressione di resistenza al calore e ovvio riferimento al sistema standard IEC.
Nel sistema standard IEC, la temperatura operativa massima a lungo termine del conduttore dovrebbe essere associata alla durata di progetto del cavo, ma in questi standard nazionali e standard di linea non esiste una dichiarazione sulla durata del cavo. Quindi questa affermazione "la temperatura operativa massima consentita a lungo termine del conduttore del cavo è di 90 gradi, 105 gradi, 125 gradi e 150 gradi" è discutibile.
Quindi l'XLPE reticolato con silano può raggiungere una temperatura nominale di 125 gradi? Una risposta più rigorosa dovrebbe essere che l'XLPE reticolato con silano può raggiungere lo standard UL specificato nella temperatura nominale di 125 gradi, perché nel capitolo 40 di UL1581 sui materiali isolanti e di guaina nelle Disposizioni generali, è stato chiaramente proposto di non prendere disposizioni per la composizione chimica del materiale. E se il funzionamento massimo a lungo termine del conduttore XLPE può raggiungere i 125 gradi, che è legato alla durata di progettazione del cavo e all'uso in occasioni, al momento non è possibile trovare informazioni rilevanti per valutare sistematicamente la vita di questo materiale. Facendo ipotesi sull'invecchiamento a breve termine, se la durata prevista del cavo è di 25 anni, la temperatura massima consentita a lungo termine del conduttore può certamente essere superiore a 90 gradi.
Negli standard IEC, i cavi elettrici convenzionali, i cavi edili e persino i cavi solari non sono progettati per una temperatura operativa massima a lungo termine del conduttore superiore a 90 gradi C, ma ciò non significa che i materiali utilizzati in tali cavi non possano essere utilizzato per una temperatura operativa massima a lungo termine superiore a 90 gradi C. La temperatura operativa massima a lungo termine del conduttore può essere superiore a 90 gradi C, ma può essere maggiore di 90 gradi C. Né si può dire che il materiale reticolante per irradiazione può raggiungere un livello di resistenza alla temperatura di 125 gradi e il materiale reticolante a base di silano non può raggiungere un livello di resistenza alla temperatura di 125 gradi, tale espressione non è giustificata.
In breve, un materiale può raggiungere un certo livello di temperatura, non può semplicemente rispondere sì o no, ma per combinare il metodo di valutazione della temperatura del materiale o la durata di progetto del cavo da considerare, non può essere mescolato con diversi sistemi standard utilizzati indiscriminatamente.
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