Bij het ontwerp, de materiaalkeuze, de productie en het verkoopproces van draden en kabels komen vaak veel temperatuurparameters voor, zoals 90 graden, 105 graden, 125 graden, 150 graden, enz. Deze parameters worden in de industrie gewoonlijk temperatuurweerstandsniveauparameters genoemd. Hoe zijn deze parameters tot stand gekomen? Waarom hebben materialen met een temperatuurbestendigheid van 90 graden verschillende verouderingstemperaturen? Wat is de relatie tussen de verouderingstemperatuur en het temperatuurbestendigheidsniveau? Wat is de definitie van de maximale bedrijfstemperatuur op lange- termijn die is toegestaan voor geleiders met isolatie? Wat is temperatuurindex? Wat is de nominale temperatuur van het materiaal? Kan silaanverknopingsmateriaal voldoen aan het temperatuurbestendigheidsniveau van 125 graden?
1, UL-standaard
In UL-normen zijn de gebruikelijke temperatuurbestendigheidsniveaus 60 graden, 70 graden, 80 graden, 90 graden, 105 graden, 125 graden en 150 graden. Hoe zijn deze temperatuurbestendigheidsniveaus tot stand gekomen? Is dit de bedrijfstemperatuur van de geleider op de lange- termijn? In feite worden deze zogenaamde temperatuurbestendigheidsniveaus in UL-normen de nominale temperatuur genoemd. Het is niet de bedrijfstemperatuur op lange termijn-van de geleider.
(1) Nominale bedrijfstemperatuur
De bevestiging van de nominale temperatuur in UL-normen wordt bepaald volgens formule 1.1 (zie Hoofdstuk 4.3 Veroudering van materialen op lange termijn in UL 2556-2007). Het specifieke proces is om eerst een temperatuurbestendigheidsniveau van het materiaal aan te nemen, zoals 105 graden, en vervolgens de testtemperatuur van de oven op 112 graden te berekenen volgens formule 1.1. De monsters worden respectievelijk 90 dagen, 120 dagen en 150 dagen bij deze testtemperaturen geplaatst om gegevens te verkrijgen over de rekveranderingssnelheid en de verouderingsdagen van de monsters. Vervolgens wordt de lineaire relatie tussen de verouderingsdagen en de rek bij breuk berekend met behulp van de kleinste kwadratenmethode. Op basis van dit lineaire verband wordt de rek bij breuk berekend van de monsters die 300 dagen bij deze oventemperatuur (112 graden) zijn verouderd. Als de mate van verandering in rek bij breuk minder dan 50% bedraagt, wordt ervan uitgegaan dat het materiaal deze veronderstelde nominale temperatuur kan bereiken. Als de snelheid waarmee de rek bij breuk verandert groter is dan 50%, wordt aangenomen dat de nominale temperatuur van het materiaal de aangenomen nominale temperatuur niet kan bereiken en opnieuw moet worden aangenomen. Ga door met het bovenstaande experiment bij een nominale temperatuur.
Als in het UL-standaardsysteem de omgekeerde berekeningsmethode wordt gebruikt, kan dit als volgt worden beschouwd: een materiaal is 300 dagen verouderd bij een bepaalde temperatuur van A graad, en de rekveranderingssnelheid bedraagt niet meer dan 50%. Vervolgens wordt de temperatuur A afgetrokken met 5,463 en vervolgens gedeeld door 1,02 om de temperatuur B graad te verkrijgen. Dit geeft aan dat het materiaal de nominale temperatuur van temperatuur B graad kan bereiken. Deze nominale temperatuur is in geen geval de maximale bedrijfstemperatuur op lange termijn-die is toegestaan door de isolatielaag van de geleider. Omdat de "lange- termijn" op de lange- termijn de maximale werktemperatuur feitelijk zou moeten verwijzen naar de levensduur van de kabel bij deze werktemperatuur, tenminste berekend in jaren. In de fotovoltaïsche kabelnorm EN50618 is de levensduur van de kabel bijvoorbeeld ontworpen op 25 jaar, en is de nominale temperatuur in UL-normen over het algemeen hoger dan de maximale werktemperatuur van de geleider op lange termijn.
(2) Verouderingstemperatuur op korte termijn
De verouderingstemperatuur op korte- termijn van het materiaal, de meest voorkomende 7 dagen, 10 dagen, enz. in de standaard, zoals 105 graden materiaal, de verouderingstoestand is 136 graden x 7 dagen. Wat is de relatie tussen dit en de nominale temperatuur? In UL-normen wordt de temperatuur voor korte-veroudering verkregen op basis van de lange- gebruikservaring van het materiaal, maar er zijn ook enkele methoden samengevat om dit te bevestigen. Selecteer eerst een nominale temperatuur, verouderingstemperatuur en verouderingstijd. Als de rekveranderingssnelheid van het onder de bovenstaande omstandigheden geteste materiaal na veroudering groter is dan 50%, wordt aangenomen dat de verouderingstemperatuur van dit materiaal kan worden bepaald op basis van deze omstandigheid. Als de mate van verlengingsverandering groter is dan 50%, zullen de nominale temperatuur en de verouderingstemperatuur op de korte termijn-van het materiaal met één niveau afnemen.
2, EN/IEC-normen
In EN/IEC-normen komt het zelden voor dat de nominale temperatuur wordt weergegeven zoals in UL-normen. In plaats daarvan wordt de bedrijfstemperatuur of temperatuurindex op lange termijn van de geleider gebruikt. Dus wat is het verschil tussen deze twee temperaturen?
In het EN/IEC-standaardsysteem is de evaluatie van het temperatuurbestendigheidsniveau van kabels voornamelijk gebaseerd op EN 60216 of IEC 60216. Deze norm evalueert voornamelijk de thermische levensduur van isolatiematerialen. De evaluatiemethode bestaat uit het uitvoeren van verouderingstests op het materiaal bij verschillende temperaturen, met een veranderingspercentage van 50% in rek bij breuk als eindpunt van veroudering, om het aantal verouderingsdagen van het materiaal bij verschillende temperaturen te verkrijgen. Vervolgens worden door middel van lineaire regressie de verouderingsdagen en de verouderingstemperatuur lineair gecorreleerd om een lineaire relatiecurve te verkrijgen. Bepaal vervolgens de maximale bedrijfstemperatuur op basis van de levensduur van de kabel, of bepaal de levensduur van de kabel op basis van de bedrijfstemperatuur op de lange- termijn. De temperatuurindex verwijst naar de temperatuur waarbij de veranderingssnelheid van de rek bij breuk van het isolatiemateriaal na thermische veroudering gedurende 20.000 uur 50% bedraagt. Als we de standaard voor fotovoltaïsche kabels EN 50618:2014 als voorbeeld nemen, bedraagt de ontwerplevensduur van de kabel 25 jaar, met een bedrijfstemperatuur op lange termijn van 90 graden en een temperatuurindex van 120 graden. De verouderingstemperatuur op korte-termijn van isolatiematerialen wordt ook afgeleid uit het bovenstaande lineaire verband. De verouderingstemperatuur van isolatiematerialen in EN 50618:2014 is dus 150 graden. Deze verouderingstemperatuur ligt zeer dicht bij de verouderingstemperatuur van 158 graden voor materialen met een nominale temperatuur van 125 graden in de UL-standaardserie.
De bedrijfstemperatuur van dezelfde geleider op de lange- termijn kan verschillende verouderingstemperaturen vereisen vanwege de verschillende ontwerplevensduur van de kabels. Bij dezelfde bedrijfstemperatuur op lange- termijn geldt: hoe korter de ontwerplevensduur van de kabel, hoe lager de verouderingstemperatuur op korte - termijn die nodig is voor het isolatiemateriaal.
3, Nationale en industriële normen
Bij het formuleren van nationale en industriële normen in ons land is veel inhoud gebaseerd op en ontleend aan UL-normen of EN/IEC-normen. In GB/T 32129-2015 en JB/T 10491.1-2004 hebben zowel de materialen als de draden bijvoorbeeld temperatuurbestendigheidsniveaus van 90 graden, 105 graden, 125 graden en 150 graden, wat duidelijk voortbouwt op het standaardsysteem van UL. De beschrijving van hittebestendigheid is echter de maximaal toegestane bedrijfstemperatuur op lange termijn voor geleiders. De uitdrukking van hittebestendigheid verwijst duidelijk naar het IEC-standaardsysteem.
