Kỷ nguyên mới của ngành công nghiệp ô tô năng lượng mới gánh vác sứ mệnh kép là chuyển đổi công nghiệp, nâng cấp và bảo vệ môi trường khí quyển, thúc đẩy mạnh mẽ sự phát triển công nghiệp của cáp điện áp cao và các phụ kiện liên quan khác cho xe điện, đồng thời các nhà sản xuất cáp và tổ chức chứng nhận đã đầu tư nhiều tâm huyết vào việc nghiên cứu và phát triển cáp cao thế cho xe điện. Cáp điện áp cao dành cho xe điện có yêu cầu về hiệu suất cao về mọi mặt và phải đáp ứng tiêu chuẩn RoHSb, yêu cầu tiêu chuẩn cấp độ chống cháy UL94V-0 và hiệu suất mềm. Bài báo giới thiệu vật liệu và công nghệ chuẩn bị cáp cao thế cho xe điện.
1. Chất liệu cáp cao thế
(1) Vật liệu dẫn điện của cáp
Hiện nay, lớp dây dẫn cáp được làm bằng hai loại vật liệu chính là đồng và nhôm. Một số công ty cho rằng lõi nhôm có thể giảm đáng kể chi phí sản xuất bằng cách thêm đồng, sắt, magiê, silicon và các nguyên tố khác trên cơ sở vật liệu nhôm nguyên chất, thông qua các quy trình đặc biệt như tổng hợp và xử lý ủ, cải thiện độ dẫn điện, uốn cong hiệu suất và khả năng chống ăn mòn của cáp, nhằm đáp ứng các yêu cầu về khả năng chịu tải như nhau, để đạt được hiệu quả tương tự như dây dẫn lõi đồng hoặc thậm chí tốt hơn. Vì vậy, chi phí sản xuất được tiết kiệm rất nhiều. Tuy nhiên, hầu hết các doanh nghiệp vẫn coi đồng là vật liệu chính của lớp dây dẫn, trước hết là điện trở suất của đồng thấp, sau đó hầu hết hiệu suất của đồng đều tốt hơn nhôm ở cùng mức, chẳng hạn như dòng điện lớn. khả năng mang theo, tổn thất điện áp thấp, tiêu thụ năng lượng thấp và độ tin cậy cao. Hiện nay, việc lựa chọn dây dẫn thường sử dụng 6 dây dẫn mềm tiêu chuẩn quốc gia (độ giãn dài của dây đồng đơn phải lớn hơn 25%, đường kính của dây cước nhỏ hơn 0,30) để đảm bảo độ mềm và độ dẻo dai của dây cước đồng. Bảng 1 liệt kê các tiêu chuẩn phải đáp ứng đối với các vật liệu dẫn điện bằng đồng thông dụng.
(2) Vật liệu lớp cách điện của cáp
Môi trường bên trong của xe điện rất phức tạp, trong việc lựa chọn vật liệu cách điện, một mặt phải đảm bảo sử dụng an toàn lớp cách nhiệt, mặt khác, phải chọn vật liệu dễ gia công và sử dụng rộng rãi nhất có thể. Hiện nay, vật liệu cách nhiệt được sử dụng phổ biến là polyvinyl clorua (PVC),polyetylen liên kết ngang (XLPE), cao su silicon, chất đàn hồi nhựa nhiệt dẻo (TPE), v.v. và các đặc tính chính của chúng được thể hiện trong Bảng 2.
Trong số đó, PVC có chứa chì, nhưng Chỉ thị RoHS cấm sử dụng chì, thủy ngân, cadmium, crom hóa trị sáu, ete diphenyl polybrominated (PBDE) và biphenyls polybrominated (PBB) và các chất có hại khác, vì vậy trong những năm gần đây PVC đã được thay thế bằng PVC. XLPE, cao su silicone, TPE và các vật liệu thân thiện với môi trường khác.
(3) Vật liệu lớp bảo vệ cáp
Lớp che chắn được chia thành hai phần: lớp che chắn bán dẫn và lớp che chắn bện. Điện trở suất thể tích của vật liệu che chắn bán dẫn ở 20 ° C và 90 ° C và sau khi lão hóa là chỉ số kỹ thuật quan trọng để đo vật liệu che chắn, gián tiếp quyết định tuổi thọ của cáp cao áp. Các vật liệu che chắn bán dẫn phổ biến bao gồm cao su ethylene-propylene (EPR), polyvinyl clorua (PVC) vàpolyetylen (PE)vật liệu dựa trên. Trong trường hợp nguyên liệu thô không có lợi thế và không thể cải thiện chất lượng trong thời gian ngắn, các tổ chức nghiên cứu khoa học và nhà sản xuất vật liệu cáp tập trung nghiên cứu công nghệ xử lý và tỷ lệ công thức của vật liệu che chắn, đồng thời tìm kiếm sự đổi mới trong tỷ lệ thành phần của vật liệu che chắn để cải thiện hiệu suất tổng thể của cáp.
2.Quy trình chuẩn bị cáp điện cao thế
(1) Công nghệ sợi dây dẫn
Quy trình cơ bản của cáp đã được phát triển từ lâu nên cũng có những thông số kỹ thuật tiêu chuẩn riêng trong ngành và doanh nghiệp. Trong quá trình kéo dây, theo chế độ không xoắn của dây đơn, thiết bị bện dây có thể được chia thành máy bện dây không xoắn, máy bện dây không xoắn và máy bện dây không xoắn/tháo xoắn. Do nhiệt độ kết tinh cao của dây dẫn đồng, nhiệt độ và thời gian ủ lâu hơn nên sử dụng thiết bị máy bện không xoắn để thực hiện kéo liên tục và kéo dây liên tục để cải thiện độ giãn dài và tốc độ đứt của dây kéo. Hiện nay, cáp polyetylen liên kết ngang (XLPE) đã thay thế hoàn toàn cáp giấy dầu trong khoảng điện áp từ 1 đến 500kV. Có hai quy trình tạo hình dây dẫn phổ biến cho dây dẫn XLPE: nén tròn và xoắn dây. Một mặt, lõi dây có thể tránh nhiệt độ cao và áp suất cao trong đường ống liên kết chéo để ép vật liệu che chắn và vật liệu cách nhiệt của nó vào khe hở dây bị mắc kẹt và gây lãng phí; Mặt khác, nó còn có thể ngăn chặn sự xâm nhập của nước dọc theo hướng dây dẫn để đảm bảo cáp vận hành an toàn. Bản thân dây dẫn đồng là một cấu trúc bện đồng tâm, chủ yếu được sản xuất bằng máy bện khung thông thường, máy bện ngã ba, v.v. So với quy trình nén tròn, nó có thể đảm bảo dây dẫn được tạo thành hình tròn.
(2) Quy trình sản xuất cách điện cáp XLPE
Để sản xuất cáp XLPE điện áp cao, liên kết ngang khô dạng dây xích (CCV) và liên kết ngang khô dọc (VCV) là hai quá trình tạo hình.
(3) Quá trình ép đùn
Trước đó, các nhà sản xuất cáp đã sử dụng quy trình ép đùn thứ cấp để sản xuất lõi cách điện của cáp, bước đầu tiên là ép đùn tấm chắn dây dẫn và lớp cách điện, sau đó liên kết ngang và quấn vào khay cáp, đặt trong một khoảng thời gian rồi đùn ra. tấm chắn cách nhiệt. Trong những năm 1970, quy trình ép đùn ba lớp 1+2 đã xuất hiện trong lõi dây cách điện, cho phép hoàn thành việc che chắn và cách điện bên trong và bên ngoài trong một quy trình duy nhất. Quá trình đầu tiên ép đùn tấm chắn dây dẫn, sau một khoảng cách ngắn (2 ~ 5m), sau đó đùn tấm chắn cách điện và cách điện trên tấm chắn dây dẫn cùng một lúc. Tuy nhiên, hai phương pháp đầu tiên có những nhược điểm lớn, vì vậy vào cuối những năm 1990, các nhà cung cấp thiết bị sản xuất cáp đã giới thiệu quy trình sản xuất đồng đùn ba lớp, trong đó đồng thời ép đùn tấm chắn dây dẫn, lớp cách điện và tấm chắn cách điện. Một vài năm trước, nước ngoài cũng đã tung ra thiết kế đầu thùng máy đùn và tấm lưới cong mới, bằng cách cân bằng áp suất dòng chảy của khoang đầu vít để giảm bớt sự tích tụ của vật liệu, kéo dài thời gian sản xuất liên tục, thay thế sự thay đổi không ngừng của các thông số kỹ thuật của thiết kế đầu cũng có thể tiết kiệm đáng kể chi phí ngừng hoạt động và nâng cao hiệu quả.
3. Kết luận
Xe năng lượng mới có triển vọng phát triển tốt và thị trường rộng lớn, cần một loạt sản phẩm cáp điện áp cao có khả năng chịu tải cao, chịu nhiệt độ cao, hiệu ứng che chắn điện từ, chống uốn, linh hoạt, tuổi thọ cao và hiệu suất tuyệt vời khác được đưa vào sản xuất và chiếm lĩnh thị trường chợ. Vật liệu cáp cao áp cho xe điện và quá trình chuẩn bị của nó có triển vọng phát triển rộng lớn. Xe điện không thể nâng cao hiệu quả sản xuất và đảm bảo sử dụng an toàn nếu không có cáp điện cao thế.
Thời gian đăng: 23-08-2024