Debido a la compilación de estándares nacionales y estándares de la industria, muchos de los contenidos están referenciados y tomados de estándares internacionales, así que primero echemos un vistazo al estándar UL o estándar EN / IEC sobre el nivel de resistencia a la temperatura.
1. Estándar UL
En el estándar UL, los grados comunes de resistencia a la temperatura son 60 ° C, 70 ° C, 80 ° C, 90 ° C, 105 ° C, 125 ° C y 150 ° C. ¿De dónde provienen estos grados de resistencia a la temperatura? ¿Es la temperatura de funcionamiento a largo plazo del conductor? De hecho, estos llamados grados de resistencia a la temperatura se denominan temperatura nominal en el estándar UL. No es la temperatura de funcionamiento a largo plazo del conductor.
Temperatura nominal de funcionamiento
La confirmación de la temperatura nominal en la norma UL se determina de acuerdo con la Ecuación 1.1 (ver UL 2556-2007, Capítulo 4.3 Envejecimiento a largo plazo del material). El proceso específico es asumir primero un grado de resistencia a la temperatura del material, como 105 ° C, y luego calcular la temperatura de prueba del horno a 112 ° C de acuerdo con la fórmula 1.1, y colocar la muestra a esta temperatura de prueba durante 90 días, 120 días y 150 días, respectivamente, para obtener la muestra Luego, la relación lineal entre los días de envejecimiento y el alargamiento en el descanso se calcula por el método del mínimo cuadrado, y luego la muestra envejecida durante 300 días a esta temperatura del horno (112 ° C) se calcula de acuerdo con esta relación lineal. Alargamiento en el descanso.
Si la tasa de cambio en la elongación en la rotura es inferior al 50%, se considera que el material puede alcanzar la temperatura nominal asumida, y si la tasa de cambio en la elongación en la rotura es superior al 50%, se considera que la temperatura nominal del material no puede alcanzar la temperatura nominal asumida, es necesario volver a asumir una temperatura nominal y continuar la prueba anterior.
Se puede ver que en el sistema estándar UL, si se adopta el método inverso, se puede considerar de la siguiente manera: un determinado material se envejece a una cierta temperatura A ° C durante 300 días, y su tasa de cambio de elongación no supera el 50%, y luego la temperatura A se resta por 5.463, Luego divida por 1.02 para obtener la temperatura B ° C, y se puede determinar que el material puede alcanzar la temperatura nominal de temperatura B ° C.
Esta clasificación de temperatura no es de ninguna manera la temperatura máxima de funcionamiento a largo plazo de los conductores permitida por el aislamiento. Debido a que la "temperatura de funcionamiento máxima a largo plazo" en la temperatura máxima a largo plazo debería ser en realidad la vida útil del cable a esta temperatura de funcionamiento, al menos en años, como el estándar de cable fotovoltaico EN50618, la vida útil del cable está diseñada para ser de 25 años, el estándar UL en La clasificación de temperatura generalmente será más alta que la temperatura máxima de funcionamiento a largo plazo del conductor.
Temperatura de envejecimiento a corto plazo
La temperatura de envejecimiento a corto plazo del material, es decir, la más común 7 días, 10 días, etc. en el estándar, como el material de 105 ° C, la condición de envejecimiento es de 136 ° C × 7 días. Entonces, ¿cuál es la relación entre esto y la temperatura nominal? En el estándar UL, la temperatura de envejecimiento a corto plazo se obtiene por la experiencia de uso a largo plazo del material, pero también se resumen algunos métodos para confirmar. La temperatura de envejecimiento a corto plazo para un material se determina como se indica en el Capítulo 4.3.5.6 y el Apéndice D de la norma UL 2556-2007. Primero seleccione una temperatura nominal, temperatura de envejecimiento y tiempo de envejecimiento de acuerdo con la Tabla 1-1.
Si la tasa de cambio de elongación después del envejecimiento del material probado de acuerdo con las condiciones anteriores es superior al 50%, se considera que el material puede determinar la temperatura de envejecimiento de acuerdo con esta condición. Si la tasa de cambio de elongación es superior al 50%, la temperatura nominal y el envejecimiento a corto plazo del material La temperatura tiene que bajar un nivel.
2. Norma EN/IEC
En las normas EN/IEC, la temperatura nominal rara vez se ve como en las normas UL, sino que conduce la temperatura de funcionamiento a largo plazo (temperatura de funcionamiento) o el índice de temperatura. Entonces, ¿cuál es la diferencia entre estas dos temperaturas?
De hecho, en el sistema estándar EN/IEC, la evaluación del nivel de resistencia a la temperatura del cable se basa principalmente en EN 60216 o IEC 60216. Esta norma es principalmente para evaluar la vida térmica de los materiales aislantes. El método de evaluación es realizar la prueba de envejecimiento del material a diferentes temperaturas, y la tasa de cambio de elongación en la rotura es del 50% como punto final del envejecimiento, y se obtienen los días de envejecimiento del material a diferentes temperaturas. Luego, los días de envejecimiento y la temperatura de envejecimiento se correlacionan linealmente mediante regresión lineal, y se obtiene una curva de relación lineal. A continuación, determine la temperatura máxima de trabajo de acuerdo con la vida útil del cable, o determine la vida útil del cable de acuerdo con la temperatura de trabajo a largo plazo.
El índice de temperatura se refiere a la temperatura correspondiente cuando la tasa de cambio de la elongación en la ruptura del material aislante es del 50% después del envejecimiento térmico para 20000H. Tomando como ejemplo la norma de cable fotovoltaico EN 50618:2014, la vida útil de diseño del cable es de 25 años, la temperatura de funcionamiento a largo plazo es de 90 ° C y el índice de temperatura es de 120 ° C. La temperatura de envejecimiento a corto plazo de los materiales aislantes también se deriva de la relación lineal anterior.
Por lo tanto, la temperatura de envejecimiento de los materiales aislantes en la norma EN 50618:2014 es de 150 °C. Esta temperatura de envejecimiento está muy cerca de la temperatura de envejecimiento de 158 ° C para materiales clasificados a 125 ° C en la serie estándar UL.
No es difícil ver en el análisis anterior que la temperatura de trabajo a largo plazo del mismo conductor puede requerir diferentes temperaturas de envejecimiento debido a la diferente vida útil del diseño del cable. Bajo la misma temperatura de funcionamiento a largo plazo, cuanto más corta sea la vida útil de diseño del cable, menor será la temperatura de envejecimiento a corto plazo del material aislante.
Por ejemplo, la temperatura máxima de trabajo a largo plazo del material aislante XLPE requerida en IEC 60502-1: 2004 es de 90 ° C, y la temperatura de envejecimiento de este material es de 135 ° C. Los 135 ° C aquí están muy cerca de la temperatura de envejecimiento de 136 ° C, que está clasificada en 105 ° C en el estándar UL, pero es muy diferente de la temperatura de envejecimiento del aislamiento en EN 50618: 2014, que también es la misma temperatura máxima de funcionamiento a largo plazo de 90 ° C. Aunque la vida útil del diseño del cable no se encuentra en 60502-1: 2004, la vida útil del diseño de los dos cables es definitivamente diferente.
3. Norma nacional y norma de la industria
En el proceso de compilación de las normas nacionales de mi país y las normas de la industria, muchos contenidos se basan en las normas UL o en las normas EN/IEC. Sin embargo, debido a la referencia multipartita, algunas declaraciones son consideradas inexactas por el autor. Por ejemplo, en GB/T 32129-2015, JB/T 10436-2004, JB/T 10491.1-2004, ya sea material o alambre, sus grados de resistencia a la temperatura son 90 ° C, 105 ° C, 125 ° C y 150 ° C, lo cual es obvio Se basa en el sistema estándar de UL. Sin embargo, la expresión para la resistencia al calor es la temperatura máxima permitida de funcionamiento a largo plazo del conductor. La expresión de esta resistencia al calor obviamente se refiere al sistema estándar IEC.
En el sistema estándar IEC, la temperatura máxima de trabajo a largo plazo del conductor debe estar relacionada con la vida útil de diseño del cable, pero en estos estándares nacionales y estándares de la industria, no hay expresión de la vida útil del cable en absoluto. Por lo tanto, la expresión "la temperatura máxima de trabajo permitida a largo plazo del conductor de cable aplicable es de 90 ° C, 105 ° C, 125 ° C y 150 ° C" es discutible.
Entonces, ¿puede el XLPE reticulado de silano alcanzar el nivel de resistencia a la temperatura de 125 ° C? La respuesta más rigurosa debería ser que el XLPE reticulado de silano puede alcanzar la temperatura nominal de 125 ° C especificada en la norma UL, porque el aislamiento y la protección en el Capítulo 40 de UL1581 En el conjunto de reglas generales para materiales, se ha propuesto claramente que no se debe especificar la composición química de los materiales. Si el funcionamiento máximo a largo plazo del conductor XLPE puede alcanzar los 125 ° C está relacionado con la vida útil del diseño del cable y la ocasión de aplicación. En la actualidad, no se han encontrado datos relevantes para evaluar sistemáticamente la vida útil de este material. Se especula a través del envejecimiento a corto plazo que si la vida útil del diseño del cable es de 25 años, la temperatura máxima a largo plazo del conductor permitido debe ser superior a 90 ° C.
En la norma IEC, la temperatura máxima de trabajo a largo plazo de los conductores de diseño de los cables de alimentación tradicionales, cables de construcción e incluso cables solares no excederá los 90 ° C, pero no significa que la temperatura de trabajo máxima a largo plazo permitida por los materiales utilizados para dichos cables no pueda ser superior a 90 ° C. °C. No se puede decir que el material de reticulación de irradiación pueda alcanzar el nivel de resistencia a la temperatura de 125 ° C, mientras que el material de reticulación de silano no puede alcanzar el nivel de resistencia a la temperatura de 125 ° C. Tal declaración no es razonable.
En resumen, si un material puede alcanzar un cierto nivel de temperatura no puede ser simplemente respondido sí o no, sino que debe considerarse en combinación con el método de evaluación del nivel de resistencia a la temperatura del material o la vida útil del diseño del cable, y varios sistemas estándar no pueden mezclarse y usarse indiscriminadamente.
