XLPO en cables solars: s'expliquen les propietats del material i la reticulació del feix d'electrons

L'aïllament del cable solar ha de ser fiable durant anys de càrrega elèctrica, exposició exterior i canvis de temperatura. La poliolefina-encreuada, normalment abreujada com a XLPO, s'utilitza àmpliament en l'aïllament i la coberta exterior dels cables fotovoltaics perquè la seva formulació i l'estructura-creuada es poden dissenyar per a aquestes condicions.

Per als compradors, però, "XLPO" és només el començament d'una especificació. Identifica una família de materials, en lloc d'una recepta o un conjunt complet de propietats garantides. Comprendre com es formula, processa i prova el compost fa que sigui més fàcil avaluar les afirmacions sobre la resistència a la calor, la intempèrie i la vida útil.

Aquesta guia explica XLPO en el context dels cables solars de corrent continu, amb especial atenció a la irradiació-del feix d'electrons. També mostra com el coneixement dels materials es connecta amb les designacions de cables, la documentació del producte i les decisions pràctiques d'adquisició.

Per què els materials del cable són importants a l'aire lliure

Un cable fotovoltaic sota un mòdul pot experimentar condicions molt diferents d'un cable de cablejat interior. La llum solar escalfa les superfícies exposades, el corrent elèctric escalfa el conductor i el refredament canvia amb l'agrupació de cables, el flux d'aire i la ruta d'instal·lació. L'aigua es pot acumular en conductes. El moviment contra un suport afilat pot danyar gradualment una funda.

Aquestes tensions interactuen. Un petit tall pot exposar una capa subjacent a condicions que no es pretenia enfrontar directament. La pressió mecànica sostinguda es fa més significativa quan el polímer està calent. Per tant, el material ha de conservar propietats útils després de l'exposició, en lloc de simplement semblar so quan surt de la fàbrica.

La mida del conductor segueix sent important, però només aborda una part del problema. Una selecció de cables tècnicament completa també té en compte el sistema d'aïllament, la construcció de la funda, l'evidència ambiental i els detalls d'instal·lació. Els bons materials donen suport a un servei fiable; una fabricació i instal·lació acuradas preserva aquesta capacitat.

Entendre XLPO i termes relacionats

XLPO descriu una família de materials

Les poliolefines són una família de polímers que inclou el polietilè. Els compostos de cable comercials poden utilitzar polímers, copolímers o mescles seleccionats, juntament amb additius escollits per a l'aplicació prevista. La reticulació crea connexions entre cadenes de polímers, produint una xarxa dins del material.

Per tant, un compost descrit com a XLPO pot diferir substancialment d'un altre compost XLPO. La barreja de polímers, la càrrega de farciment, el sistema d'estabilització i la ruta de reticulació són importants. Fins i tot dos materials subministrats per a l'aïllament i la funda del mateix cable es poden formular de manera diferent.

Per què de vegades es confonen XLPO i XLPE

Com que el polietilè pertany a la família de les poliolefines, XLPE es troba dins de la classificació més àmplia XLPO. Tanmateix, els termes no són intercanviables en una especificació de producte. Un proveïdor que declari XLPO pot estar referint-se a un sistema de barreja o copolímer que no s'hauria de reanomenar XLPE sense confirmació.

La mateixa distinció s'aplica a LSZH. Un producte pot ser tant XLPO com LSZH, però les dues descripcions responen a preguntes diferents. Un es refereix al sistema material; l'altre es refereix al comportament especificat relacionat amb el fum i els halògens-.

Una comparació útil amb el PVC

El PVC és una família de polímers diferent i conté clor en la seva estructura química. Molts compostos de cable de PVC convencionals són termoplàstics, mentre que XLPO identifica un sistema-creuat. Aquesta diferència afecta el processament i el comportament sota calor. Tanmateix, la flexibilitat, la resistència a la intempèrie i el rendiment de la flama depenen de les formulacions reals. Una comparació hauria d'utilitzar cables destinats al mateix servei, en lloc d'assignar a cada producte de PVC o XLPO una temperatura o una vida útil universals.

On s'utilitza XLPO en un cable solar

Un cable fotovoltaic d'un sol -nucle comú té un conductor, una capa d'aïllament i una funda exterior. EnProducte H1Z2Z2-K de SINELINK, el conductor és de coure estanyat flexible i les dues capes de polímer es descriuen com a XLPO.

L'aïllament proporciona la barrera elèctrica primària al voltant del conductor. El seu gruix, continuïtat i llibertat de defectes són importants perquè la tensió elèctrica actua a través del material. La funda exterior protegeix l'estructura subjacent contra l'exposició externa i els danys mecànics, alhora que compleix els requisits de cable aplicables.

Les dues capes treballen juntes. Una funda-resistent a la intempèrie no pot compensar una paret d'aïllament localment prima, i un bon aïllament no justifica deixar la funda danyada. La compatibilitat entre les capes també és important durant el processament i l'envelliment.

Com la reticulació canvia el comportament del polímer

Les cadenes termoplàstiques no creuades-es poden moure amb més llibertat a mesura que el material s'escalfa. Els enllaços creuats restringeixen aquest moviment connectant cadenes a una xarxa. Un resultat important ésmillora de la resistència al flux i fluïdesasota temperatura i càrrega elevades. La fluència és una deformació gradual mentre es manté aplicada una força.

Això no fa que un cable sigui immune a la calor. El material encara pot perdre força, envellir o descompondre's. Els polímers reticulats-normalment tampoc es poden tornar a fondre i remodelar de la mateixa manera que els seus precursors termoplàstics.

La quantitat i la distribució de la reticulació han d'adaptar-se al compost. L'objectiu és un equilibri útil de propietats, incloent el rendiment mecànic i la processabilitat. Un indicador de reticulació més alt per si sol no és una prova suficient que un cable acabat funcionarà millor.

Com la irradiació del feix d'electrons crea enllaços creuats

L'energia es lliura al polímer

En el processament-del feix d'electrons, un accelerador produeix electrons energètics. L'energia dipositada en el polímer genera espècies reactives, inclosos els radicals lliures. En una formulació adequada, les reaccions entre aquests llocs creen enllaços entre cadenes moleculars. El tractament modifica l'aïllament o la funda existent; no aplica cap recobriment nou ni reticula el conductor metàl·lic.

La química de radiació també pot produirescissió de cadena, que trenca cadenes moleculars, i oxidació. Quins canvis dominen depenen del polímer, la formulació i les condicions d'irradiació. És per això que s'ha de desenvolupar i qualificar un compost per al procés previst.

Els feixos d'electrons difereixen de la radiació ultraviolada i gamma

La irradiació-electrònica utilitza partícules accelerades. El curat ultraviolat utilitza fotons i diferents materials i equips químics. La irradiació gamma és una altra via de processament-de radiació, normalment utilitzant una font radioactiva. Aquests processos utilitzendiferents fonts i condicions de tractament.

Per a un cable solar descrit com a-recreuament-de feix d'electrons, la pregunta rellevant és com es van processar i validar les seves capes de polímer particulars. Els compradors haurien de confirmar la ruta de processament mitjançant els registres de producció i els resultats de les proves rellevants.

El cable acabat no és una font de radiació

El processament del feix-electrònic industrial especificat correctament utilitza energies i materials controlats per evitar l'activació. No fa que el cable sigui una font continuada de radiació. La instal·lació d'irradiació requereix blindatge i accés controlat durant el funcionament, però això és un problema de la instal·lació, no un motiu per considerar el cable acabat com a radioactiu. BGS descriu explícitamentlimitant l'energia de l'accelerador per evitar l'activació del producte.

La ruta de processament del cable

Preparació i extrusió de compostos

La producció comença amb el compost reticulable especificat. S'han de seguir els requisits de manipulació i s'ha d'evitar la contaminació o la barreja incontrolada amb altres materials. El compost s'extrudeix per formar l'aïllament o la geometria de la funda requerida i després es refreda.

En aquesta etapa, el gruix de la paret i la concentricitat mereixen una atenció especial. La irradiació no pot afegir material que falta a una àrea fina ni eliminar una partícula incrustada durant l'extrusió. Una bona construcció inicial és essencial abans de començar el següent procés.

Pas controlat per la zona d'irradiació

Per a un procés típic de bobina-a-bobina, el cable es paga, es guia sota tensió controlada i es passa per una àrea de tractament blindada. Una disposició dissenyada de corrons i passades exposa el material necessari al voltant del cable. La disposició exacta depèn de l'accelerador, la construcció del cable i el procediment qualificat.

La separació de l'extrusió de la irradiació posterior permet al fabricant gestionar la geometria i la reticulació com a operacions diferents. Les aplicacions del feix d'electrons-industrials inclouen la fabricació de cables iInstal·lacions compatibles-l'AIEAhan incorporat dosimetria i garantia de qualitat a la seva capacitat operativa.

Inspecció i traçabilitat

Després del tractament, el cable es recull i s'inspecciona segons el pla de fabricació. Els registres haurien de connectar el lot de material, la construcció del cable, l'execució d'irradiació i els resultats de les proves rellevants. Quan el processament es subcontracta, aquesta connexió segueix sent important: el servei de processament i el fabricant de cables aporten diferents parts del registre de qualitat.

Una etiqueta de bobina ha de connectar el producte lliurat als seus registres de producció i irradiació.

Per què importa l'energia dels electrons, la dosi i la uniformitat

L'energia d'electrons i la dosi absorbida descriuen coses diferents

L'energia electrònica, expressada habitualment en megaelectronvolts o MeV, s'associa amb la penetració en el producte. La dosi absorbida, expressada en gris o quilogrames, mesura l'energia dipositada per unitat de massa. Un gris és un joule per quilogram. La taxa de dosi descriu la rapidesa amb què s'administra aquesta dosi.

Un cable pot rebre diferents dosis en diferents posicions. La superfície exterior, l'aïllament interior i les regions al voltant d'un conductor metàl·lic no necessàriament experimenten condicions idèntiques. El diàmetre del cable, el gruix del polímer, la densitat i la direcció d'irradiació influeixen en el tractament.Recerca sobre la reticulació de fils i cablesha examinat aquests efectes mitjançant el modelatge de-distribució de dosis i la verificació experimental.

El procés necessita una finestra operativa validada

Un procediment de producció útil estableix condicions acceptables per al compost i la construcció específics. A continuació, el fabricant controla els paràmetres que ofereixen aquestes condicions i comprova les propietats resultants. Una "millor dosi" universal no té sentit en totes les mides i formulacions de cable solar.

Augmentar l'exposició no és una millora automàtica. Un tractament insuficient pot deixar una formació de xarxa inadequada, mentre que una exposició inadequada o excessiva pot danyar les propietats. Per tant, els canvis en la velocitat, la construcció o la formulació de la línia requereixen una avaluació en lloc d'assumir que la configuració anterior segueix sent adequada.

La velocitat de processament també té límits pràctics.Requisits de dosi, dimensions del cable i característiques de manipulacióinflueix en el rendiment. Una línia més ràpida només és útil quan es mantenen el tractament i la integritat del cable necessaris.

Com es compara el processament del feix d'electrons amb altres rutes

El tractament del feix-electrònic és una ruta cap a un compost de cable-creuat. Les rutes químiques també poden produir sistemes-creuats adequats quan la formulació, l'equip i les condicions de curació coincideixen amb el producte.

La comparació correcta és el rendiment i la consistència del cable resultant. El processament-de feix d'electrons ofereix un tractament posterior a l'-extrusió controlable, però no elimina la necessitat d'una formulació adequada o una prova final. De la mateixa manera, la reticulació química no s'ha de descartar simplement perquè utilitza una ruta de producció diferent. Borealis, per exemple, subministramentssistemes de polietilè reticulables-silàper a aplicacions de cable.

D'on ve el rendiment XLPO

Aïllament elèctric i integritat física

El sistema de polímer proporciona la separació elèctrica, mentre que la qualitat de la construcció determina la coherència amb què es forma aquesta barrera. La resistència d'aïllament i la rigidesa dielèctrica descriuen diferents aspectes del comportament elèctric. Tots dos depenen de les condicions de la prova, i cap dels dos s'ha de deduir només de l'abreviatura del material.

Una fitxa de dades de material normalment descriu un compost provat en condicions controlades. El cable acabat afegeix geometria, interfícies i variació de fabricació. És per això que els compradors haurien de demanar proves de la construcció acabada, així com una descripció clara del material.

Resistència a la calor i estabilitat mecànica

La reticulació pot millorar l'estabilitat tèrmica, la integritat dimensional i la resistència a la deformació.Serveis E-BEAMidentifica aquestes entre les raons per tractar els polímers de filferro i cable. Els beneficis mecànics i químics depenen del material i de l'aplicació.

Per a la instal·lació, la flexibilitat també depèn del trenat del conductor, el diàmetre del cable i el gruix de la capa. La suavitat de la funda per si sola no indica la qualitat del cable. Un cable més ferm encara pot complir els seus requisits de flexió i mecànics declarats.

La protecció contra la intempèrie depèn de la formulació

La durabilitat exterior requereix una estabilització adequada. Els sistemes antioxidants ajuden a gestionar l'oxidació, mentre que el rendiment de la intempèrie depèn del polímer i del seu sistema de protecció-UV, inclosos els estabilitzadors i els pigments adequats. Un color negre per si sol no demostra la durabilitat UV ni la correcta dispersió d'additius.

Els farcits i altres additius poden canviar el processament, l'allargament i el comportament elèctric. El desenvolupador de compostos ha d'equilibrar aquests efectes en lloc de maximitzar una propietat aïllada. Per exemple, l'addició d'un paquet ignífug-no s'ha de suposar que deixa sense canvis totes les propietats mecàniques.

El rendiment del foc implica requisits separats

Les afirmacions-sense halògens, amb poc-fum i retard{2}}de flama estan relacionades però diferents. Una base de polímer-libre d'halogens no estableix la composició de tots els additius del compost final. El fum baix es refereix a la producció de fum sota una prova especificada. El retard de flama es refereix al comportament sota una exposició definida al foc.

Un cable ignífug-també és diferent d'un circuit-resistent al foc dissenyat per mantenir la funció elèctrica durant un incendi. Aquests termes s'han d'utilitzar amb les seves proves de suport, en lloc d'agrupar-se sota la vaga paraula "ignifuga".

Comprendre les declaracions de temperatura, exposició a l'aigua i vida{0}}de servei

Mantingueu les condicions de temperatura vinculades al número

Un valor de temperatura està incomplet sense la part del cable a què es refereix i la durada permesa. Un límit ambiental descriu l'entorn. Un límit de conductor fa referència a la temperatura a què arriba el metall-que porta corrent. Una temperatura de prova d'envelliment-descriu una exposició al laboratori.

Per exemple,IEC 62930:2017especifica una temperatura màxima contínua normal del conductor de 90 graus i limita l'ús entre 120 graus i 20.000 hores. Aquests valors pertanyen a aquest estàndard de cable, més que a tots els materials anomenats XLPO.

Una entrada de 120 graus en una pàgina de producte no s'ha d'utilitzar com a temperatura de disseny contínua sense restriccions sense les seves condicions. Obteniu la fitxa tècnica completa. L'agrupació de cables, la temperatura ambient, els connectors i els terminals de l'equip poden imposar restriccions addicionals fins i tot quan el sistema d'aïllament té una capacitat tèrmica més alta.

L'ús exterior no defineix totes les instal·lacions humides

L'exposició a la pluja, la calor humida, el-conducte ple d'aigua i la-immersió a llarg termini són condicions diferents. Així mateix, el contacte directe amb el sòl introdueix exigències mecàniques i ambientals que no s'estableixen per una prova UV.

Per a un recorregut humit o soterrat, identifiqueu la instal·lació exacta i demaneu la prova corresponent del producte. El cable, les juntes, les glàndules i els connectors s'han de considerar conjuntament. Hi ha més orientació disponible aEs pot enterrar el cable solar H1Z2Z2-K.

Envelliment, manteniment i final de vida

Els-materials enllaçats creuats encara envelleixen. La calor i l'oxigen poden canviar el polímer i consumir additius protectors. L'exposició UV desafia principalment les superfícies exposades, mentre que el moviment repetit pot concentrar l'estrès als suports i corbes. La història temporal d'aquestes condicions importa més que una sola fotografia de la instal·lació.

Per tant, la inspecció hauria de buscar canvis com esquerdes, talls, aplanaments, abrasió o decoloració, i després investigar-ne la causa. L'aparença sola no pot establir la vida restant. Un cable que sembla net pot haver experimentat una calor excessiva i una marca superficial no quantifica per si mateixa el deteriorament elèctric.

Una declaració de vida del disseny-, un resultat d'envelliment accelerat- i una garantia comercial descriuen coses diferents. Quan un proveïdor reclama 25 anys o més, demaneu la base de la temperatura, les condicions d'aplicació i proves de suport. La qualitat de la instal·lació i el manteniment segueixen sent rellevants durant tot el servei.

La reticulació també afecta l'eliminació. La xarxa generalment impedeix el reprocessament en fusió ordinari del polímer, tot i que poden existir vies especialitzades de recuperació o reutilització. La recuperació de coure o alumini és una operació diferent de la recuperació del material aïllant i de la funda. Sense halògens-no vol dir biodegradable ni reciclable automàticament a través d'un corrent de plàstics local. La planificació del final--de la vida útil hauria d'abordar la construcció real del cable i la ruta de tractament disponible.

Com es verifica el rendiment del cable acabat

Les proves converteixen una afirmació material general en evidència d'una construcció definida. Les proves elèctriques, mecàniques, ambientals i relacionades amb el foc-responen a diferents preguntes. ElDescripció general de la norma EN 50618:2014 de TÜV Rheinlandinclou aquestes categories; l'edició estàndard aplicable i el pla de proves determinen els mètodes, mostres i criteris d'acceptació requerits.

El contingut calent i el gel són mesures diferents

La prova de conjunt-calent avalua el comportament amb calor i càrrega. És útil per avaluar si el material processat té l'estabilitat dimensional requerida, però no informa directament d'un percentatge universal d'enllaços.

Les proves de contingut en gel-determinen una fracció insoluble mitjançant un procediment d'extracció definit. Per als compostos farcits, el mètode i el tractament del contingut no-polímer afecten la interpretació. El contingut de gel pot donar suport al desenvolupament o control del procés, però no pot substituir les proves elèctriques, d'envelliment o d'instal·lació en calent necessàries perquè n'obtenen un percentatge.

Els controls de qualificació i producció tenen funcions diferents

Les proves de tipus avaluen un disseny definit en funció dels requisits pertinents. Les comprovacions rutinàries i de mostra donen suport al control de producció d'acord amb l'estàndard i el pla de qualitat. No és necessari ni precís afirmar que cada rodet es sotmet a totes les proves de qualificació de llarga-durada.

Per a l'adquisició, reviseu com es relaciona el producte proposat amb la seva qualificació i com s'identifica el lot lliurat. Un informe compost genèric no pot establir que un model de cable no relacionat compleixi els mateixos requisits.

Connexió de XLPO a models i estàndards de cable

XLPO identifica una família de materials. H1Z2Z2-K identifica una designació de cable i EN 50618 és un estàndard de producte. Mantenir aquestes categories separades fa que les especificacions siguin més clares.

A H1Z2Z2-K, els dos elements Z2 es relacionen amb l'aïllament i la funda enllaçats-creuats lliures d'halògens. No revelen la formulació exacta d'un proveïdor. El sufix -K identifica la construcció de conductor flexible; els requisits complets del cable fotovoltaic determinen els detalls del conductor aplicables. Per a una explicació més completa, llegiuQuè significa H1Z2Z2-K.

PV1-F i H1Z2Z2-K també s'han de comparar amb els seus estàndards, classificacions i construcció documentats. Descripcions similars de polímers no estableixen intercanviabilitat. El nostreComparació PV1-F i H1Z2Z2-Kintrodueix el context de denominació i especificació.

IEC 62930s'ocupa dels cables fotovoltaics de corrent continu i inclou tant construccions-libres d'halògens- amb poc fum com construccions que poden contenir halògens. No s'ha d'utilitzar com a sinònim general de LSZH. UL 4703 proporciona un marc de cable fotovoltaic independent. Un contracte pot especificar un o diversos requisits. El comprador ha de verificar el model exacte, el rang de mida, la fàbrica i l'estàndard que cobreixen els documents de suport. El nom d'un organisme de certificació no és en si mateix l'estàndard de cable, i un logotip de conformitat no revela l'abast del certificat.

Per a les aplicacions d'edificis europees, qualsevol reacció necessària-a-classificació d'incendis necessita la seva pròpia documentació aplicable. La informació de RoHS o REACH aborda les obligacions relacionades amb la substància-; no substitueix les proves de tensió, intempèrie o incendi.

Selecció d'un cable solar XLPO per a un projecte

Comenceu amb el circuit i l'entorn i, a continuació, feu coincidir el producte. La seqüència següent ajuda a mantenir la selecció de material connectada al sistema instal·lat.

• Definir el mercat de destinació i els estàndards i documents requerits per al projecte.
• Establir la tensió màxima del circuit, el corrent de disseny, la longitud del recorregut i la caiguda de tensió permesa.
• Seleccioneu el material conductor i la-secció transversal utilitzant les condicions d'instal·lació i els factors de correcció aplicables.
• Descriu la ruta amb precisió, incloent la llum solar, l'agrupació, els conductes, l'exposició a l'aigua o el contacte directe amb el sòl.
• Verificar la construcció del conductor, el diàmetre acabat i la compatibilitat amb el connector i el sistema de terminals seleccionats.
• Coincideix amb les dades del producte, l'abast del certificat, el marcatge de la mostra i la{0}}identificació del lot lliurat.

Per exemple, si un cable es mou des d'una ruta de ventilació lliure cap a un conducte ple de gent, la descripció XLPO pot romandre sense canvis mentre canvia el càlcul tèrmic. Si el coure es substitueix per un aliatge d'alumini, també canvien els requisits de mida del conductor i de terminació. Són decisions del sistema que no es poden resoldre amb les sigles d'aïllament.

El nostreGuia de selecció de cable solar DCcobreix el procés de selecció més ampli. La guia acompanyantverificació dels certificats de cable solarexplica com connectar un certificat al producte que s'està comprant.

Sol·liciteu dades tècniques del cable.

Cables solars SINELINK que utilitzen poliolefina enllaçada{0}}creuadament

Cable solar flexible de coure estanyat

SINELINK'sCable solar EN 50618 H1Z2Z2-Kutilitza coure estanyat flexible amb aïllament i funda XLPO. Proporciona una referència pràctica del producte per a la construcció en capes que es parla en aquest article.

Reviseu la pàgina del producte per veure les mides i la construcció disponibles. Confirmeu les condicions de temperatura, les dimensions i la compatibilitat del connector per a l'especificació que s'ofereix. La descripció del material publicada no s'ha de prendre com a prova d'una ruta d'irradiació específica tret que aquesta via es confirmi per al producte subministrat.

Cable solar d'aliatge d'alumini

SINELINK'sCable solar TUV PV DC1500 ALenumera un conductor d'aliatge d'alumini amb un aïllament de copolímer de poliolefina enllaçat-electrons-feix creuat i una funda exterior. Il·lustra com es pot utilitzar un sistema de polímer relacionat amb un material conductor diferent.

L'aliatge d'alumini es pot avaluar quan el pes del conductor i el cost del material són importants. Qualsevol comparació hauria d'incloure la resistència elèctrica, la-secció transversal necessària, les dimensions del cable i els terminals adequats. Una àrea de secció transversal igual-no fa equivalents els cables de coure i d'alumini, i els contactes de coure-només ordinaris no s'han de suposar que són adequats per a l'alumini.

PMF

Referències tècniques

• Avenços de l'OIEA en la química de la radiació dels polímers-La radiació-va provocar canvis materials i la seva dependència de les condicions de processament.
• Reticulació de radiació BGS- Formació de xarxes, conceptes de processament i preguntes tècniques sobre la irradiació.
• Encreuament de cables i filferros de serveis E{{0}BEAM- Aplicacions industrials de filferro i cable.
• Optimització de la reticulació del feix d'electrons de l'aïllament de filferro i cable- Recerca sobre distribució de dosis i optimització del procés.
• Projecte de suport a la irradiació industrial de l'OIEA- Processament industrial, dosimetria i capacitat de gestió-de la qualitat.
• Visió general de la prova del cable fotovoltaic de TÜV Rheinland- Visió general associada a EN 50618:2014, no és una substitució de l'estàndard aplicable.
• Borealis Energy and Cable Materials- Famílies de compostos de cables i sistemes de materials reticulables.
• IEC 62930 Àmbit estàndard oficial- Àmbit del cable fotovoltaic i límits de temperatura del conductor establerts.