مادة كابلات الجهد العالي للمركبات الكهربائية وعملية تحضيرها

يتحمل العصر الجديد لصناعة سيارات الطاقة الجديدة المهمة المزدوجة المتمثلة في التحول الصناعي والارتقاء بالبيئة الجوية وحمايتها، الأمر الذي يدفع بشكل كبير التنمية الصناعية للكابلات عالية الجهد وغيرها من الملحقات ذات الصلة بالمركبات الكهربائية، وقد أصبح مصنعو الكابلات وهيئات إصدار الشهادات استثمرت الكثير من الطاقة في البحث وتطوير الكابلات عالية الجهد للسيارات الكهربائية. تتمتع كابلات الجهد العالي للسيارات الكهربائية بمتطلبات أداء عالية في جميع الجوانب، ويجب أن تفي بمعايير RoHSb ومتطلبات معيار UL94V-0 من مثبطات اللهب والأداء الناعم. تقدم هذه الورقة المواد وتكنولوجيا تحضير كابلات الجهد العالي للسيارات الكهربائية.

1. مادة كابل الجهد العالي
(1) مادة موصلة للكابل
في الوقت الحاضر، هناك مادتان رئيسيتان لطبقة موصل الكابل: النحاس والألومنيوم. تعتقد بعض الشركات أن نواة الألومنيوم يمكن أن تقلل تكاليف الإنتاج بشكل كبير، وذلك عن طريق إضافة النحاس والحديد والمغنيسيوم والسيليكون وعناصر أخرى على أساس مواد الألومنيوم النقي، من خلال عمليات خاصة مثل التوليف ومعالجة التلدين، وتحسين التوصيل الكهربائي، والثني. الأداء ومقاومة التآكل للكابل، من أجل تلبية متطلبات نفس سعة التحميل، لتحقيق نفس تأثير الموصلات الأساسية النحاسية أو حتى أفضل. وبالتالي، يتم توفير تكلفة الإنتاج بشكل كبير. ومع ذلك، لا تزال معظم الشركات تعتبر النحاس المادة الرئيسية لطبقة الموصل، أولاً وقبل كل شيء، مقاومة النحاس منخفضة، ومن ثم يكون أداء معظم النحاس أفضل من أداء الألومنيوم عند نفس المستوى، مثل التيار الكبير القدرة على التحمل، وفقدان الجهد المنخفض، وانخفاض استهلاك الطاقة والموثوقية القوية. في الوقت الحاضر، يتم اختيار الموصلات بشكل عام باستخدام الموصلات اللينة القياسية الوطنية 6 (يجب أن تكون استطالة الأسلاك النحاسية الفردية أكبر من 25٪، وقطر الخيط الأحادي أقل من 0.30) لضمان ليونة وصلابة الخيط النحاسي. يسرد الجدول 1 المعايير التي يجب استيفاؤها لمواد موصلات النحاس شائعة الاستخدام.

(2) مواد الطبقة العازلة للكابلات
تتسم البيئة الداخلية للسيارات الكهربائية بالتعقيد، في اختيار المواد العازلة، من ناحية، لضمان الاستخدام الآمن للطبقة العازلة، ومن ناحية أخرى، قدر الإمكان اختيار مواد سهلة المعالجة ومستخدمة على نطاق واسع. في الوقت الحاضر، المواد العازلة شائعة الاستخدام هي كلوريد البوليفينيل (PVC)،البولي إيثيلين المتقاطع (XLPE)ومطاط السيليكون، واللدائن المرنة بالحرارة (TPE)، وما إلى ذلك، ويتم عرض خصائصها الرئيسية في الجدول 2.
من بينها، يحتوي PVC على الرصاص، لكن توجيه RoHS يحظر استخدام الرصاص والزئبق والكادميوم والكروم سداسي التكافؤ وإثيرات ثنائي الفينيل متعدد البروم (PBDE) وثنائي الفينيل متعدد البروم (PBB) وغيرها من المواد الضارة، لذلك تم استبدال PVC في السنوات الأخيرة بـ XLPE، مطاط السيليكون، TPE وغيرها من المواد الصديقة للبيئة.

(3) مادة طبقة حماية الكابلات
تنقسم طبقة التدريع إلى قسمين: طبقة تدريع شبه موصلة وطبقة تدريع مضفرة. تعد المقاومة الحجمية لمواد التدريع شبه الموصلة عند 20 درجة مئوية و90 درجة مئوية وبعد التقادم مؤشرًا فنيًا مهمًا لقياس مادة التدريع، والتي تحدد بشكل غير مباشر عمر خدمة كابل الجهد العالي. تشمل مواد التدريع شبه الموصلة الشائعة مطاط الإيثيلين والبروبيلين (EPR)، وكلوريد البولي فينيل (PVC)، والبولي ايثيلين (بي)المواد القائمة. في حالة عدم وجود أي ميزة للمواد الخام ولا يمكن تحسين مستوى الجودة على المدى القصير، تركز مؤسسات البحث العلمي ومصنعي مواد الكابلات على أبحاث تكنولوجيا المعالجة ونسبة الصيغة لمواد التدريع، وتسعى إلى الابتكار في مجال نسبة تكوين مادة التدريع لتحسين الأداء العام للكابل.

2.عملية تجهيز كابل الجهد العالي
(1) تكنولوجيا حبلا موصل
لقد تم تطوير العملية الأساسية للكابلات لفترة طويلة، لذلك هناك أيضًا مواصفات قياسية خاصة بها في الصناعة والمؤسسات. في عملية سحب الأسلاك، وفقًا لطريقة فك السلك المفرد، يمكن تقسيم معدات الجدل إلى ماكينة جدل غير مبرومة، ماكينة جدل غير مبرومة وماكينة جدل غير مبرومة. نظرًا لدرجة حرارة التبلور العالية للموصل النحاسي، فإن درجة حرارة التلدين ووقته أطول، فمن المناسب استخدام معدات آلة الجدل غير الملتوية لتنفيذ السحب المستمر والسحب المستمر للسلك الأحادي لتحسين معدل الاستطالة والكسر لسحب الأسلاك. في الوقت الحاضر، قام كابل البولي إيثيلين المتقاطع (XLPE) باستبدال كابل الورق الزيتي بالكامل بين مستويات الجهد 1 و500 كيلو فولت. هناك عمليتان شائعتان لتشكيل الموصلات لموصلات XLPE: الضغط الدائري ولف الأسلاك. من ناحية، يمكن لقلب السلك تجنب ارتفاع درجة الحرارة والضغط العالي في خط الأنابيب المتقاطع للضغط على مواد التدريع والمواد العازلة في فجوة الأسلاك المجدولة والتسبب في النفايات؛ من ناحية أخرى، يمكنه أيضًا منع تسرب الماء على طول اتجاه الموصل لضمان التشغيل الآمن للكابل. الموصل النحاسي في حد ذاته عبارة عن هيكل جدل متحد المركز، والذي يتم إنتاجه في الغالب بواسطة آلة جدل الإطار العادية، آلة جدل الشوكة، إلخ. بالمقارنة مع عملية الضغط الدائرية، يمكنها ضمان تشكيل دائري لجدل الموصل.

(2) عملية إنتاج عزل الكابلات XLPE
لإنتاج كابل XLPE ذو الجهد العالي، يعتبر الربط العرضي الجاف السلسال (CCV) والربط العرضي الجاف العمودي (VCV) عمليتين للتشكيل.

(3) عملية البثق
في وقت سابق، استخدم مصنعو الكابلات عملية بثق ثانوية لإنتاج قلب عزل الكابل، والخطوة الأولى هي في نفس الوقت درع موصل البثق وطبقة العزل، ثم يتم ربطها بشكل متقاطع وملفوف بعلبة الكابلات، ويتم وضعها لفترة من الوقت ثم البثق درع العزل. خلال سبعينيات القرن العشرين، ظهرت عملية بثق ثلاثية الطبقات 1+2 في قلب السلك المعزول، مما يسمح بإكمال التدريع والعزل الداخلي والخارجي في عملية واحدة. تقوم العملية أولاً ببثق درع الموصل، بعد مسافة قصيرة (2 ~ 5 م)، وبعد ذلك يتم بثق العازل والدرع العازل على درع الموصل في نفس الوقت. ومع ذلك، فإن الطريقتين الأوليين لهما عيوب كبيرة، لذلك في أواخر التسعينيات، قدم موردو معدات إنتاج الكابلات عملية إنتاج البثق المشترك بثلاث طبقات، والتي تقوم ببثق درع الموصل والعزل والتدريع العازل في نفس الوقت. منذ بضع سنوات مضت، أطلقت الدول الأجنبية أيضًا تصميمًا جديدًا لرأس برميل الطارد وتصميم لوحة شبكية منحنية، من خلال موازنة ضغط تدفق تجويف رأس المسمار للتخفيف من تراكم المواد، وتمديد وقت الإنتاج المستمر، واستبدال التغيير المستمر لمواصفات يمكن لتصميم الرأس أيضًا توفير تكاليف التوقف بشكل كبير وتحسين الكفاءة.

3. الاستنتاج
تتمتع مركبات الطاقة الجديدة بآفاق تطوير جيدة وسوق ضخمة، وتحتاج إلى سلسلة من منتجات الكابلات ذات الجهد العالي ذات قدرة تحميل عالية، ومقاومة درجات الحرارة العالية، وتأثير التدريع الكهرومغناطيسي، ومقاومة الانحناء، والمرونة، وعمر العمل الطويل وغيرها من الأداء الممتاز في الإنتاج واحتلال السوق. سوق. تتمتع مواد الكابلات ذات الجهد العالي للمركبات الكهربائية وعملية إعدادها بآفاق واسعة للتطوير. لا يمكن للسيارة الكهربائية تحسين كفاءة الإنتاج وضمان الاستخدام الآمن بدون كابل الجهد العالي.