En el proceso de diseño, selección de materiales, producción y venta de alambres y cables, a menudo se encuentran muchos parámetros de temperatura, como 90 grados, 105 grados, 125 grados, 150 grados, etc. Estos parámetros se conocen comúnmente como parámetros de nivel de resistencia a la temperatura en la industria. Entonces, ¿cómo surgieron estos parámetros? ¿Por qué los materiales con un nivel de resistencia a la temperatura de 90 grados tienen diferentes temperaturas de envejecimiento? ¿Cuál es la relación entre la temperatura de envejecimiento y el nivel de resistencia a la temperatura? ¿Cuál es la definición de temperatura máxima de funcionamiento-a largo plazo permitida para conductores con aislamiento? ¿Qué es el índice de temperatura? ¿Cuál es la temperatura nominal del material? ¿Puede el material reticulante de silano alcanzar el nivel de resistencia a la temperatura de 125 grados?
1, estándar UL
En los estándares UL, los niveles comunes de resistencia a la temperatura son 60 grados, 70 grados, 80 grados, 90 grados, 105 grados, 125 grados y 150 grados. ¿Cómo surgieron estos niveles de resistencia a la temperatura? ¿Es la temperatura de funcionamiento-a largo plazo del conductor? De hecho, estos-llamados niveles de resistencia a la temperatura se denominan temperatura nominal en los estándares UL. No es la temperatura de funcionamiento-a largo plazo del conductor.
(1) Temperatura de funcionamiento nominal
La confirmación de la temperatura nominal en las normas UL se determina de acuerdo con la fórmula 1.1 (consulte el Capítulo 4.3 Envejecimiento a largo plazo de materiales en UL 2556-2007). El proceso específico consiste en asumir primero un nivel de resistencia a la temperatura del material, como 105 grados, y luego calcular la temperatura de prueba del horno a 112 grados según la fórmula 1.1. Las muestras se colocan a estas temperaturas de prueba durante 90 días, 120 días y 150 días, respectivamente, para obtener datos sobre la tasa de cambio de alargamiento y los días de envejecimiento de las muestras. Luego, se calcula la relación lineal entre los días de envejecimiento y el alargamiento de rotura mediante el método de mínimos cuadrados. En base a esta relación lineal, se calcula el alargamiento de rotura de las muestras envejecidas durante 300 días a esta temperatura del horno (112 grados). Si la tasa de cambio en el alargamiento de rotura es inferior al 50%, se considera que el material puede alcanzar esta temperatura nominal supuesta. Si la tasa de cambio en el alargamiento de rotura es superior al 50%, se considera que la temperatura nominal del material no puede alcanzar la temperatura nominal supuesta y es necesario volver a asumirla. Continúe el experimento anterior a una temperatura nominal.
En el sistema estándar UL, si se utiliza el método de cálculo inverso, se puede considerar de la siguiente manera: un material envejece durante 300 días a una determinada temperatura de un grado y su tasa de cambio de alargamiento no supera el 50%. Luego, la temperatura A se resta por 5,463 y luego se divide por 1,02 para obtener la temperatura B grados. Esto indica que el material puede alcanzar la temperatura nominal de temperatura B grados. Esta temperatura nominal no es de ninguna manera la temperatura de funcionamiento máxima-a largo plazo permitida por la capa de aislamiento del conductor. Porque el "largo-plazo" en el largo-temperatura máxima de trabajo debería referirse en realidad a la vida útil del cable a esta temperatura de trabajo, calculada al menos en años. Por ejemplo, en la norma de cable fotovoltaico EN50618, la vida útil del cable está diseñada para ser de 25 años y la temperatura nominal en las normas UL es generalmente mayor que la temperatura máxima de trabajo a largo plazo del conductor.
(2) Temperatura de envejecimiento a corto plazo
La temperatura de envejecimiento a corto plazo-del material, que es la más común de 7 días, 10 días, etc. en el estándar, como material de 105 grados, la condición de envejecimiento es de 136 grados x 7 días. ¿Cuál es la relación entre esto y la temperatura nominal? En los estándares UL, la temperatura para el envejecimiento a corto plazo-se obtiene en función de la experiencia de uso a largo plazo-del material, pero también se han resumido algunos métodos para confirmarlo. En primer lugar, seleccione una temperatura nominal, una temperatura de envejecimiento y un tiempo de envejecimiento. Si la tasa de cambio de alargamiento del material probado en las condiciones anteriores después del envejecimiento es superior al 50%, se considera que la temperatura de envejecimiento de este material se puede determinar de acuerdo con esta condición. Si la tasa de cambio de alargamiento es superior al 50 %, la temperatura nominal y la temperatura de envejecimiento a corto plazo-del material disminuirán en un nivel.
2, normas EN/IEC
En las normas EN/IEC, es raro ver la temperatura nominal como en las normas UL. En su lugar, se utiliza la temperatura de funcionamiento-o el índice de temperatura a largo plazo del conductor. Entonces, ¿cuál es la diferencia entre estas dos temperaturas?
En el sistema estándar EN/IEC, la evaluación del nivel de resistencia a la temperatura de los cables se basa principalmente en EN 60216 o IEC 60216. Esta norma evalúa principalmente la vida térmica de los materiales aislantes. El método de evaluación consiste en realizar pruebas de envejecimiento del material a diferentes temperaturas, con una tasa de cambio del 50% en el alargamiento a la rotura como punto final del envejecimiento, para obtener el número de días de envejecimiento del material a diferentes temperaturas. Luego, mediante regresión lineal, los días de envejecimiento y la temperatura de envejecimiento se correlacionan linealmente para obtener una curva de relación lineal. Luego, determine la temperatura de funcionamiento máxima en función de la vida útil del cable, o determine la vida útil del cable en función de la temperatura de funcionamiento-a largo plazo. El índice de temperatura se refiere a la temperatura a la cual la tasa de cambio del alargamiento de rotura del material aislante después del envejecimiento térmico durante 20000 horas es del 50%. Tomando como ejemplo la norma de cable fotovoltaico EN 50618:2014, la vida útil de diseño del cable es de 25 años, con una temperatura de funcionamiento a largo plazo de 90 grados y un índice de temperatura de 120 grados. 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 según EN 50618:2014 es de 150 grados. Esta temperatura de envejecimiento es muy cercana a la temperatura de envejecimiento de 158 grados para materiales con una temperatura nominal de 125 grados en la serie estándar UL.
La temperatura de funcionamiento-a largo plazo del mismo conductor puede requerir diferentes temperaturas de envejecimiento debido a las diferentes vidas útiles de diseño de los cables. A la misma temperatura de funcionamiento a largo plazo-, cuanto más corta sea la vida útil del cable, menor será la temperatura de envejecimiento a corto plazo-requerida para el material aislante.
3, estándares nacionales y de la industria.
En el proceso de formulación de estándares nacionales e industriales en nuestro país, muchos contenidos se basan y se toman prestados de los estándares UL o EN/IEC. Por ejemplo, en GB/T 32129-2015 y JB/T 10491.1-2004, tanto los materiales como los cables tienen niveles de resistencia a la temperatura de 90 grados, 105 grados, 125 grados y 150 grados, lo que claramente se basa en el sistema estándar de UL. Sin embargo, la descripción de la resistencia al calor es la temperatura de funcionamiento máxima permitida a largo plazo para los conductores. La expresión resistencia al calor se refiere claramente al sistema estándar IEC.
