ელექტრომობილის მაღალი ძაბვის კაბელის მასალა და მისი მომზადების პროცესი

ახალი ენერგიის საავტომობილო ინდუსტრიის ახალ ერას ორმაგი მისია აკისრია - სამრეწველო ტრანსფორმაცია, განახლება და ატმოსფერული გარემოს დაცვა, რაც მნიშვნელოვნად უწყობს ხელს ელექტრომობილებისთვის მაღალი ძაბვის კაბელების და სხვა მსგავსი აქსესუარების სამრეწველო განვითარებას. კაბელების მწარმოებლებმა და სერტიფიცირების ორგანოებმა დიდი ენერგია ჩადეს ელექტრომობილებისთვის მაღალი ძაბვის კაბელების კვლევასა და განვითარებაში. ელექტრომობილებისთვის განკუთვნილი მაღალი ძაბვის კაბელებს ყველა ასპექტში მაღალი შესრულების მოთხოვნები აქვთ და უნდა აკმაყოფილებდეს RoHSb სტანდარტს, ცეცხლგამძლე კლასის UL94V-0 სტანდარტის მოთხოვნებს და რბილ შესრულებას. ეს ნაშრომი წარმოგვიდგენს ელექტრომობილებისთვის განკუთვნილი მაღალი ძაბვის კაბელების მასალებს და მომზადების ტექნოლოგიას.

1. მაღალი ძაბვის კაბელის მასალა
(1) კაბელის გამტარი მასალა
ამჟამად, კაბელის გამტარი ფენის ორი ძირითადი მასალა არსებობს: სპილენძი და ალუმინი. ზოგიერთი კომპანია ფიქრობს, რომ ალუმინის ბირთვს შეუძლია მნიშვნელოვნად შეამციროს წარმოების ხარჯები, სუფთა ალუმინის მასალების საფუძველზე სპილენძის, რკინის, მაგნიუმის, სილიციუმის და სხვა ელემენტების დამატებით, სპეციალური პროცესების მეშვეობით, როგორიცაა სინთეზი და გახურების დამუშავება, გააუმჯობესოს კაბელის ელექტროგამტარობა, მოხრის მახასიათებლები და კოროზიისადმი მდგრადობა, რათა დააკმაყოფილოს იგივე დატვირთვის ტევადობის მოთხოვნები, მიაღწიოს იგივე ეფექტს, როგორც სპილენძის გამტარებს ან კიდევ უკეთესს. ამრიგად, წარმოების ხარჯები მნიშვნელოვნად იზოგება. თუმცა, საწარმოების უმეტესობა კვლავ სპილენძს გამტარი ფენის მთავარ მასალად მიიჩნევს, უპირველეს ყოვლისა, სპილენძის წინაღობა დაბალია და შემდეგ სპილენძის მახასიათებლების უმეტესობა უკეთესია, ვიდრე ალუმინის იმავე დონეზე, როგორიცაა დიდი დენის გამტარობა, დაბალი ძაბვის დანაკარგები, დაბალი ენერგომოხმარება და ძლიერი საიმედოობა. ამჟამად, გამტარების შერჩევისას ზოგადად გამოიყენება ეროვნული სტანდარტი 6 რბილი გამტარისთვის (ერთი სპილენძის მავთულის წაგრძელება უნდა იყოს 25%-ზე მეტი, მონოფილამენტის დიამეტრი 0.30-ზე ნაკლები), რათა უზრუნველყოფილი იყოს სპილენძის მონოფილამენტის რბილობა და სიმტკიცე. ცხრილში 1 ჩამოთვლილია სტანდარტები, რომლებიც უნდა დაკმაყოფილდეს ხშირად გამოყენებული სპილენძის გამტარი მასალებისთვის.

(2) კაბელების საიზოლაციო ფენის მასალები
ელექტრომობილების შიდა გარემო რთულია, საიზოლაციო მასალების შერჩევისას, ერთი მხრივ, უზრუნველყოფილია საიზოლაციო ფენის უსაფრთხო გამოყენება, მეორე მხრივ, მაქსიმალურად უნდა შეირჩეს მარტივი დამუშავების და ფართოდ გამოყენებადი მასალები. ამჟამად, ფართოდ გამოყენებადი საიზოლაციო მასალებია პოლივინილქლორიდი (PVC),ჯვარედინი შეკავშირებული პოლიეთილენი (XLPE), სილიკონის რეზინი, თერმოპლასტიკური ელასტომერი (TPE) და ა.შ., და მათი ძირითადი თვისებები ნაჩვენებია ცხრილში 2.
მათ შორის, PVC შეიცავს ტყვიას, თუმცა RoHS დირექტივა კრძალავს ტყვიის, ვერცხლისწყლის, კადმიუმის, ექვსვალენტიანი ქრომის, პოლიბრომირებული დიფენილის ეთერების (PBDE) და პოლიბრომირებული ბიფენილების (PBB) და სხვა მავნე ნივთიერებების გამოყენებას, ამიტომ ბოლო წლებში PVC შეიცვალა XLPE-ით, სილიკონის რეზინით, TPE-ით და სხვა ეკოლოგიურად სუფთა მასალებით.

(3) კაბელის დამცავი ფენის მასალა
დამცავი ფენა ორ ნაწილად იყოფა: ნახევარგამტარი დამცავი ფენა და ნაქსოვი დამცავი ფენა. ნახევარგამტარი დამცავი მასალის მოცულობითი წინაღობა 20°C და 90°C ტემპერატურაზე და დაძველების შემდეგ დამცავი მასალის გასაზომად მნიშვნელოვანი ტექნიკური მაჩვენებელია, რომელიც ირიბად განსაზღვრავს მაღალი ძაბვის კაბელის მომსახურების ვადას. გავრცელებული ნახევარგამტარი დამცავი მასალებია ეთილენ-პროპილენის რეზინი (EPR), პოლივინილქლორიდი (PVC) დაპოლიეთილენი (PE)მასალები. იმ შემთხვევაში, თუ ნედლეულს არ აქვს უპირატესობა და ხარისხის დონის გაუმჯობესება მოკლევადიან პერსპექტივაში შეუძლებელია, სამეცნიერო-კვლევითი ინსტიტუტები და საკაბელო მასალების მწარმოებლები ყურადღებას ამახვილებენ დამცავი მასალის დამუშავების ტექნოლოგიისა და ფორმულის თანაფარდობის კვლევაზე და ეძებენ ინოვაციებს დამცავი მასალის შემადგენლობის თანაფარდობაში, რათა გააუმჯობესონ კაბელის საერთო მუშაობა.

2. მაღალი ძაბვის კაბელის მომზადების პროცესი
(1) გამტარი ძაფის ტექნოლოგია
კაბელის ძირითადი პროცესი დიდი ხანია შემუშავებულია, ამიტომ ინდუსტრიასა და საწარმოებში არსებობს საკუთარი სტანდარტული სპეციფიკაციები. მავთულის გაჭიმვის პროცესში, ერთი მავთულის დახვევის რეჟიმის მიხედვით, ძაფების გადახვევის მოწყობილობა შეიძლება დაიყოს დახვევის გადახვევის მანქანად, დახვევის გადახვევის მანქანად და ძაფების გადახვევის/გახვევის მანქანად. სპილენძის გამტარის მაღალი კრისტალიზაციის ტემპერატურის, გახურების ტემპერატურისა და დროის გაზრდის გამო, მიზანშეწონილია დახვევის გადახვევის მანქანის მოწყობილობის გამოყენება მავთულის დაჭიმვის წაგრძელებისა და მოტეხილობის სიჩქარის გასაუმჯობესებლად. ამჟამად, ჯვარედინ პოლიეთილენის კაბელმა (XLPE) მთლიანად ჩაანაცვლა ზეთის ქაღალდის კაბელი 1-დან 500 კვ ძაბვის დონემდე. XLPE გამტარებისთვის არსებობს გამტარის ფორმირების ორი გავრცელებული პროცესი: წრიული დატკეპნა და მავთულის დახვევა. ერთის მხრივ, მავთულის ბირთვს შეუძლია თავიდან აიცილოს მაღალი ტემპერატურა და მაღალი წნევა ჯვარედინ მილსადენში, რათა მისი დამცავი მასალა და საიზოლაციო მასალა დააჭიროს ძაფების ნაპრალში და გამოიწვიოს ნარჩენები; მეორე მხრივ, მას ასევე შეუძლია თავიდან აიცილოს წყლის შეღწევა გამტარის მიმართულებით, რათა უზრუნველყოს კაბელის უსაფრთხო მუშაობა. სპილენძის გამტარი თავად არის კონცენტრული, ძაფიანი სტრუქტურა, რომელიც ძირითადად მზადდება ჩვეულებრივი ჩარჩოიანი ძაფიანი მანქანით, ჩანგლისებრი ძაფიანი მანქანით და ა.შ. წრიულ დატკეპნის პროცესთან შედარებით, მას შეუძლია უზრუნველყოს გამტარის ძაფიანი ძაფების მრგვალი ფორმირება.

(2) XLPE კაბელის იზოლაციის წარმოების პროცესი
მაღალი ძაბვის XLPE კაბელის წარმოებისთვის, ორი ფორმირების პროცესია კატენარული მშრალი ჯვარედინი შეერთება (CCV) და ვერტიკალური მშრალი ჯვარედინი შეერთება (VCV).

(3) ექსტრუზიის პროცესი
ადრე, კაბელების მწარმოებლები კაბელის იზოლაციის ბირთვის წარმოებისთვის იყენებდნენ მეორად ექსტრუზიის პროცესს, პირველი ნაბიჯი ერთდროულად იყო ექსტრუზიის გამტარის ფარისა და იზოლაციის ფენის წარმოებისთვის, შემდეგ კი ჯვარედინად იყო შეკრული და შემოხვეული კაბელის უჯრაზე, გარკვეული პერიოდის განმავლობაში მოთავსებული და შემდეგ ექსტრუზიის იზოლაციის ფარი. 1970-იან წლებში იზოლირებულ მავთულის ბირთვში გამოჩნდა 1+2 სამშრიანი ექსტრუზიის პროცესი, რაც საშუალებას იძლეოდა შიდა და გარე ეკრანირებისა და იზოლაციის ერთ პროცესში დასრულებულიყო. პროცესი თავდაპირველად ექსტრუზიას უკეთებდა გამტარ ფარს მცირე მანძილის (2~5 მ) შემდეგ, შემდეგ კი ერთდროულად ექსტრუზიას და იზოლაციის ფარს გამტარ ფარზე. თუმცა, პირველ ორ მეთოდს დიდი ნაკლოვანებები ჰქონდა, ამიტომ 1990-იანი წლების ბოლოს კაბელის წარმოების აღჭურვილობის მომწოდებლებმა დანერგეს სამშრიანი თანაექსტრუზიის წარმოების პროცესი, რომელიც ერთდროულად ექსტრუზიას უკეთებდა გამტარის ეკრანს, იზოლაციას და იზოლაციის ეკრანს. რამდენიმე წლის წინ, უცხოურმა ქვეყნებმა ასევე გამოუშვეს ექსტრუდერის ლულის თავისა და მოხრილი ბადისებრი ფირფიტის ახალი დიზაინი, რომელიც ხრახნიანი თავის ღრუს ნაკადის წნევის დაბალანსებით ამცირებს მასალის დაგროვებას, ახანგრძლივებს უწყვეტი წარმოების დროს, თავის დიზაინის სპეციფიკაციების უწყვეტი ცვლილების ჩანაცვლებით ასევე მნიშვნელოვნად ამცირებს შეფერხების ხარჯებს და აუმჯობესებს ეფექტურობას.

3. დასკვნა
ახალი ენერგიის მქონე სატრანსპორტო საშუალებებს კარგი განვითარების პერსპექტივები და უზარმაზარი ბაზარი აქვთ, მათ სჭირდებათ მაღალი ძაბვის საკაბელო პროდუქტების სერია მაღალი დატვირთვის ტევადობით, მაღალი ტემპერატურისადმი გამძლეობით, ელექტრომაგნიტური დამცავი ეფექტით, მოხრისადმი გამძლეობით, მოქნილობით, ხანგრძლივი მუშაობის ვადით და სხვა შესანიშნავი მახასიათებლებით წარმოებაში და ბაზარზე შესვლაში. ელექტრომობილის მაღალი ძაბვის საკაბელო მასალას და მის დამზადების პროცესს განვითარების ფართო პერსპექტივები აქვს. ელექტრომობილს არ შეუძლია წარმოების ეფექტურობის გაუმჯობესება და გამოყენების უსაფრთხოების უზრუნველყოფა მაღალი ძაბვის კაბელის გარეშე.