Nel processo di progettazione, selezione dei materiali, produzione e vendita di fili e cavi, si incontrano spesso molti parametri di temperatura, come 90 gradi, 105 gradi, 125 gradi, 150 gradi, ecc. Questi parametri sono comunemente indicati come parametri del livello di resistenza alla temperatura nel settore. Allora, come sono arrivati a questi parametri? Perché i materiali con un livello di resistenza alla temperatura di 90 gradi hanno temperature di invecchiamento diverse? Qual è la relazione tra la temperatura di invecchiamento e il livello di resistenza alla temperatura? Qual è la definizione della temperatura operativa massima a lungo termine-consentita per i conduttori con isolamento? Cos'è l'indice di temperatura? Qual è la temperatura nominale del materiale? Il materiale reticolante al silano può soddisfare il livello di resistenza alla temperatura di 125 gradi?
1, norma UL
Negli standard UL, i livelli comuni di resistenza alla temperatura sono 60 gradi, 70 gradi, 80 gradi, 90 gradi, 105 gradi, 125 gradi e 150 gradi. Come sono arrivati a questi livelli di resistenza alla temperatura? È la temperatura operativa a lungo termine-del conduttore? Infatti, questi cosiddetti-livelli di resistenza alla temperatura vengono definiti temperatura nominale negli standard UL. Non è la-temperatura operativa a lungo termine del conduttore.
(1) Temperatura operativa nominale
La conferma della temperatura nominale negli standard UL è determinata secondo la formula 1.1 (vedere capitolo 4.3 Invecchiamento a lungo termine dei materiali in UL 2556-2007). Il processo specifico consiste nell'assumere innanzitutto un livello di resistenza alla temperatura del materiale, ad esempio 105 gradi, e quindi calcolare la temperatura di prova del forno a 112 gradi secondo la formula 1.1. I campioni vengono posti a queste temperature di prova rispettivamente per 90 giorni, 120 giorni e 150 giorni per ottenere dati sul tasso di variazione dell'allungamento e sui giorni di invecchiamento dei campioni. Quindi, la relazione lineare tra i giorni di invecchiamento e l'allungamento a rottura viene calcolata utilizzando il metodo dei minimi quadrati. Sulla base di questa relazione lineare, viene calcolato l'allungamento a rottura dei campioni stagionati per 300 giorni a questa temperatura del forno (112 gradi). Se il tasso di variazione dell'allungamento a rottura è inferiore al 50%, si considera che il materiale possa raggiungere la temperatura nominale presunta. Se il tasso di variazione dell'allungamento a rottura è maggiore del 50%, si considera che la temperatura nominale del materiale non può raggiungere la temperatura nominale presunta e deve essere assunta nuovamente. Continuare l'esperimento sopra a una temperatura nominale.
Nel sistema standard UL, se viene utilizzato il metodo di calcolo inverso, può essere considerato come segue: un materiale viene invecchiato per 300 giorni ad una certa temperatura A grado e il suo tasso di variazione dell'allungamento non supera il 50%. Quindi, la temperatura A viene sottratta per 5,463 e quindi divisa per 1,02 per ottenere la temperatura B gradi. Ciò indica che il materiale può raggiungere la temperatura nominale di B grado. Questa temperatura nominale non è affatto la-temperatura operativa massima a lungo termine consentita dallo strato isolante per il conduttore. Perché il "lungo-termine" nella temperatura di esercizio massima a lungo-termine dovrebbe in realtà riferirsi alla durata del cavo a questa temperatura di esercizio, calcolata almeno in anni. Ad esempio, nello standard sui cavi fotovoltaici EN50618, la durata del cavo è progettata per essere di 25 anni e la temperatura nominale negli standard UL è generalmente superiore alla temperatura di esercizio massima a lungo termine del conduttore.
(2) Temperatura di invecchiamento a breve termine
La temperatura di invecchiamento a breve-termine del materiale, che è i 7 giorni, 10 giorni ecc. più comuni nello standard, come il materiale a 105 gradi, la condizione di invecchiamento è di 136 gradi x 7 giorni. Qual è la relazione tra questa e la temperatura nominale? Negli standard UL, la temperatura per l'invecchiamento a breve-termine viene ottenuta in base all'esperienza di utilizzo a lungo-termine del materiale, ma sono stati riepilogati anche alcuni metodi per confermarlo. Innanzitutto, seleziona una temperatura nominale, una temperatura di invecchiamento e un tempo di invecchiamento. Se il tasso di variazione dell'allungamento del materiale testato nelle condizioni di cui sopra dopo l'invecchiamento è superiore al 50%, si ritiene che la temperatura di invecchiamento di questo materiale possa essere determinata in base a questa condizione. Se il tasso di variazione dell'allungamento è superiore al 50%, la temperatura nominale e la temperatura di invecchiamento a breve-termine del materiale diminuiranno di un livello.
2, norme EN/IEC
Negli standard EN/IEC è raro vedere la temperatura nominale come negli standard UL. Viene invece utilizzata la temperatura operativa a lungo-termine o l'indice di temperatura del conduttore. Allora qual è la differenza tra queste due temperature?
Nel sistema standard EN/IEC, la valutazione del livello di resistenza alla temperatura dei cavi si basa principalmente sulla norma EN 60216 o IEC 60216. Questa norma valuta principalmente la durata termica dei materiali isolanti. Il metodo di valutazione consiste nel condurre prove di invecchiamento sul materiale a diverse temperature, con un tasso di variazione del 50% nell'allungamento a rottura come punto finale dell'invecchiamento, per ottenere il numero di giorni di invecchiamento del materiale a diverse temperature. Quindi, attraverso la regressione lineare, i giorni di invecchiamento e la temperatura di invecchiamento vengono correlati linearmente per ottenere una curva di relazione lineare. Quindi determina la temperatura operativa massima in base alla durata del cavo oppure determina la durata del cavo in base alla temperatura operativa a lungo-termine. L'indice di temperatura si riferisce alla temperatura alla quale il tasso di variazione dell'allungamento a rottura del materiale isolante dopo invecchiamento termico per 20.000 ore è del 50%. Prendendo come esempio lo standard sui cavi fotovoltaici EN 50618:2014, la durata di progettazione del cavo è di 25 anni, con una temperatura operativa a lungo termine di 90 gradi e un indice di temperatura di 120 gradi. Anche la temperatura di invecchiamento a breve-termine dei materiali isolanti deriva dalla relazione lineare di cui sopra. Pertanto, la temperatura di invecchiamento dei materiali isolanti nella norma EN 50618:2014 è di 150 gradi. Questa temperatura di invecchiamento è molto vicina alla temperatura di invecchiamento di 158 gradi per materiali con una temperatura nominale di 125 gradi nella serie standard UL.
La temperatura di funzionamento a lungo-termine dello stesso conduttore potrebbe richiedere temperature di invecchiamento diverse a causa della diversa durata di progettazione dei cavi. Alla stessa temperatura operativa a lungo-termine, minore è la durata di progetto del cavo, minore sarà la temperatura di invecchiamento a breve-termine richiesta per il materiale isolante.
3, standard nazionali e di settore
Nel processo di formulazione degli standard nazionali e di settore nel nostro Paese, molti contenuti sono basati e presi in prestito dagli standard UL o dagli standard EN/IEC. Ad esempio, negli standard GB/T 32129-2015 e JB/T 10491.1-2004, sia i materiali che i fili hanno livelli di resistenza alla temperatura di 90 gradi , 105 gradi , 125 gradi e 150 gradi , che si basano chiaramente sul sistema standard UL. Tuttavia, la descrizione della resistenza al calore è la temperatura operativa massima consentita a lungo termine per i conduttori. L'espressione della resistenza al calore si riferisce chiaramente al sistema standard IEC.
