Care sunt diferențele dintre nivelurile de rezistență la temperatură ale cablurilor în standardul național, standardul american și standardul european?
În proiectarea, selecția materialelor, procesul de producție și vânzare a firelor și cablurilor, sunt adesea întâlniți mulți parametri de temperatură, cum ar fi 90 de grade, 105 de grade, 125 de grade, 150 de grade etc. Denumirile populare pentru acești parametri în industrie sunt numite parametrii gradului de rezistență la temperatură. Deci de unde vin acești parametri? Ambele sunt materiale cu un grad de rezistență la temperatură de 90 de grade, așa că de ce au temperaturi diferite de îmbătrânire? Care sunt temperatura de îmbătrânire și gradul de rezistență la temperatură? Relaţie? Cum este definită temperatura maximă de funcționare pe termen lung a unui conductor permisă de izolație? Care este indicele de temperatură? Care este temperatura nominală a materialului? Materialele reticulate cu silan pot îndeplini nivelul de rezistență la temperatură de 125 de grade?
Pentru a răspunde la întrebările de mai sus, trebuie să înțelegem mai întâi sistemul standard, deoarece diferitele sisteme standard au definiții diferite ale nivelurilor de rezistență la temperatură. Sistemele noastre standard comune includ în principal standarde naționale (și standarde industriale), standarde UL, standarde EN/IEC etc.
De la compilarea standardelor naționale și a standardelor industriale, o mulțime de conținut se bazează pe referire la standardele internaționale, așa că să ne uităm mai întâi la reglementările privind nivelurile de rezistență la temperatură din standardele UL sau standardele EN/IEC.
1. Standard UL
În standardul UL, gradele comune de rezistență la temperatură sunt 60 grade, 70 grade, 80 grade, 90 grade, 105 grade, 125 grade și 150 grade. De unde provin aceste niveluri de rezistență la temperatură? Este temperatura de funcționare pe termen lung a conductorului? De fapt, aceste așa-numite niveluri de rezistență la temperatură sunt numite temperaturi nominale în standardul UL. Nu este temperatura de funcționare pe termen lung a conductorului.
Temperatura nominală de funcționare
Confirmarea temperaturii nominale în standardul UL este determinată conform formulei 1.1 (vezi capitolul 4.3 Îmbătrânirea pe termen lung a materialelor în UL 2556-2007). Procesul specific este să presupunem mai întâi un nivel de rezistență la temperatură al materialului, cum ar fi 105 grade, apoi să calculați temperatura de testare a cuptorului la 112 grade conform formulei 1.1. Probele sunt plasate la astfel de temperaturi de testare timp de 90 de zile, 120 de zile și 150 de zile pentru a obține probe. Datele privind viteza de modificare a alungirii și zilele de îmbătrânire sunt apoi utilizate pentru a calcula relația liniară dintre zilele de îmbătrânire și alungirea la ruperea metodei celor mai mici pătrate și apoi, pe baza acestei relații liniare, proba a îmbătrânit timp de 300 de zile la această temperatură a cuptorului (112 gradul ) se calculează. Alungire la rupere.
Dacă rata de modificare a alungirii la rupere este mai mică de 50%, se consideră că materialul poate atinge temperatura nominală presupusă. Dacă rata de modificare a alungirii la rupere este mai mare de 50%, se consideră că temperatura nominală a materialului nu poate atinge temperatura nominală presupusă. Este necesar să reasumați o temperatură nominală și să continuați testul de mai sus.
Se poate observa că în sistemul standard UL, dacă se utilizează metoda inversă, se poate considera după cum urmează: când un material este învechit timp de 300 de zile la o anumită temperatură A grad , rata de schimbare a elongării sale nu depășește 50%. Apoi scădeți 5,463 din temperatura A, apoi împărțiți-l la 1,02 pentru a obține temperatura B gradul . Se poate determina că acest material poate atinge temperatura nominală a temperaturii de gradul B.
Această temperatură nominală nu este în niciun caz temperatura maximă de funcționare pe termen lung a conductorului permisă de stratul de izolație. Pentru că „termen lung” în temperatura maximă de funcționare pe termen lung ar trebui să fie de fapt durata de viață a cablului la această temperatură de funcționare, care trebuie calculată cel puțin în ani. De exemplu, în standardul de cablu fotovoltaic EN50618, durata de viață a cablului este proiectată să fie de 25 de ani, iar în standardul UL Temperatura nominală va fi în general mai mare decât temperatura maximă de funcționare pe termen lung a conductorului.
temperatura de imbatranire pe termen scurt
Temperatura de îmbătrânire pe termen scurt a materialelor este cea mai comună 7 zile, 10 zile etc. în standardele noastre. De exemplu, pentru un material la 105 grade , starea de îmbătrânire este de 136 grade × 7 zile. Deci, care este relația dintre aceasta și temperatura nominală? În standardul UL, temperatura de îmbătrânire pe termen scurt este obținută pe baza experienței de utilizare pe termen lung a materialului, dar unele metode sunt, de asemenea, rezumate pentru a confirma. De exemplu, temperatura de îmbătrânire pe termen scurt a unui material este determinată în capitolul 4.3.5.6 și apendicele D la standardul UL2556-2007. Mai întâi, selectați o temperatură nominală, o temperatură de îmbătrânire și un timp de îmbătrânire conform tabelului 1-1.
Dacă rata de modificare a elongării materialului testat conform condițiilor de mai sus după îmbătrânire este mai mare de 50%, se consideră că materialul poate fi determinat în funcție de această condiție. Dacă rata de modificare a elongării este mai mare de 50%, temperatura nominală și îmbătrânirea pe termen scurt a materialului Temperatura ar trebui să scadă cu un nivel.
În plus, o formulă simplă pentru determinarea temperaturii de îmbătrânire pe termen scurt este de asemenea rezumată în Capitolul 14 din UL758-2010. Cum ar fi formula 1.2:
2. Standarde EN/IEC
În standardele EN/IEC, este rar să vedeți temperatura nominală (temperatura nominală) ca în standardul UL. În schimb, este temperatura de funcționare pe termen lung a conductorului (temperatura de funcționare) sau indicele de temperatură. Deci, care este diferența dintre aceste două temperaturi?
De fapt, în sistemul standard EN/IEC, evaluarea nivelului de rezistență la temperatură al cablurilor se bazează în principal pe EN 60216 sau IEC 60216. Acest standard evaluează în principal durata de viață termică a materialelor izolatoare. Metoda de evaluare este de a efectua teste de îmbătrânire pe materiale la diferite temperaturi și de a utiliza o rată de modificare de 50% a alungirii la rupere ca punct final al îmbătrânirii pentru a obține numărul de zile de îmbătrânire ale materialului la diferite temperaturi. Apoi, zilele de îmbătrânire și temperatura de îmbătrânire sunt corelate liniar prin regresie liniară pentru a obține o curbă de relație liniară. Apoi determinați temperatura maximă de funcționare pe baza duratei de viață a cablului sau determinați durata de viață a cablului pe baza temperaturii de funcționare pe termen lung.
Indicele de temperatură se referă la temperatura corespunzătoare ratei de modificare a alungirii la rupere a materialului izolator de 50% după îmbătrânirea termică timp de 20,000 ore. Luând ca exemplu standardul de cablu fotovoltaic EN 50618:2014, durata de viață de proiectare a cablului este de 25 de ani, temperatura de funcționare pe termen lung este de 90 de grade, iar indicele de temperatură este de 120 de grade. Temperatura de îmbătrânire pe termen scurt a materialelor de izolație este, de asemenea, derivată din relația liniară de mai sus.
Prin urmare, temperatura de îmbătrânire a materialelor izolatoare din EN 50618:2014 este de 150 de grade. Această temperatură de îmbătrânire este foarte apropiată de temperatura de îmbătrânire de 158 de grade pentru materialele evaluate la 125 de grade în seria standard UL.
Din analiza de mai sus, nu este greu de observat că temperatura de funcționare pe termen lung a aceluiași conductor poate avea temperaturi diferite de îmbătrânire, din cauza duratei de viață diferite a cablului. La aceeași temperatură de funcționare pe termen lung, cu cât durata de viață a cablului este mai scurtă, cu atât poate fi necesară temperatura de îmbătrânire pe termen scurt a materialului izolator.
De exemplu, temperatura maximă de funcționare pe termen lung a materialului izolator XLPE cerută în IEC 60502-1:2004 este de 90 de grade , iar temperatura de îmbătrânire a acestui material este de 135 de grade . 135 de grade aici este foarte aproape de temperatura de îmbătrânire de 136 de grade, cu o temperatură nominală de 105 de grade în standardul UL, dar este mult diferită de temperatura de îmbătrânire a izolației din EN 50618:2014, care are același termen lung. temperatura maxima de functionare de 90 de grade. Deși durata de viață a cablului nu a fost găsită în 60502-1:2004, durata de viață a celor două cabluri este cu siguranță diferită.
3. Standarde naționale și standarde industriale
În procesul de pregătire a standardelor naționale și a standardelor industriale ale țării mele, multe conținuturi se bazează pe standardele UL sau standardele EN/IEC. Cu toate acestea, deoarece se bazează pe mai multe referințe, unele afirmații cred că sunt inexacte. De exemplu, în GB/T 32129-2015, JB/T 10436-2004 și JB/T 10491.1-2004, atât materialele, cât și firele au niveluri de rezistență la temperatură de 90 grade , 105 grade , 125 grade și 150 de grade. Acest lucru este evident. Se bazează pe sistemul standard al UL. Cu toate acestea, expresia pentru rezistența la căldură este temperatura maximă admisă de funcționare pe termen lung a conductorului. Această expresie a rezistenței la căldură se referă în mod clar la sistemul standard IEC.
În sistemul standard IEC, temperatura maximă de funcționare pe termen lung a conductorului ar trebui să fie legată de durata de viață de proiectare a cablului. Cu toate acestea, nu există o expresie a duratei de viață a cablului în aceste standarde naționale și industriale. Prin urmare, afirmația că „temperaturile maxime aplicabile de funcționare pe termen lung ale conductorilor de cablu sunt de 90 de grade, 105 de grade, 125 de grade și 150 de grade” este deschisă la îndoială.
Deci, XLPE reticulat cu silan poate atinge nivelul de rezistență la temperatură de 125 de grade? Un răspuns mai riguros ar trebui să fie că XLPE reticulat cu silan poate atinge temperatura nominală de 125 de grade specificată în standardul UL, deoarece cerințele de izolație și protecție din capitolul 40 din UL1581 În setul de principii generale pentru materiale, a fost clar a declarat că nu va fi specificată compoziția chimică a materialelor. Dacă funcționarea maximă pe termen lung a conductorilor XLPE poate ajunge la 125 de grade este legat de durata de viață a cablului și de ocazia de utilizare. În prezent, nu au fost găsite informații relevante care să evalueze sistematic durata de viață a acestui material. Din îmbătrânirea pe termen scurt se poate deduce că, dacă durata de viață de proiectare a cablului este de 25 de ani, temperatura maximă admisă pe termen lung a conductorului trebuie să fie mai mare de 90 de grade.
În standardul IEC, temperatura maximă de funcționare pe termen lung a conductorilor proiectați ai cablurilor de alimentare tradiționale, a firelor de construcție și chiar a cablurilor solare nu va depăși 90 de grade, dar acest lucru nu înseamnă că temperatura maximă de funcționare pe termen lung permisă de materiale. folosit pentru astfel de cabluri nu poate depăși 90 de grade. gradul . Nu se poate spune că materialele reticulate la radiații pot atinge un nivel de rezistență la temperatură de 125 de grade, în timp ce materialele reticulate cu silan nu pot atinge un nivel de rezistență la temperatură de 125 de grade. Această afirmație este nerezonabilă.
Pe scurt, dacă un material poate atinge un anumit nivel de temperatură nu se poate răspunde pur și simplu da sau nu, ci trebuie luat în considerare împreună cu metoda de evaluare a nivelului de rezistență la temperatură a materialului sau a duratei de viață de proiectare a cablului. Mai multe sisteme standard nu pot fi amestecate și utilizate fără discernământ.
