בשל אוסף של תקנים לאומיים ותקני תעשייה, רבים מהתכנים מוזכרים ומושאלים מתקנים בינלאומיים, אז בואו נסתכל תחילה על תקן UL או תקן EN / IEC על רמת ההתנגדות לטמפרטורה.
1. תקן UL
בתקן UL, ציוני ההתנגדות הנפוצים לטמפרטורה הם 60 מעלות צלזיוס, 70 מעלות צלזיוס, 80 מעלות צלזיוס, 90 מעלות צלזיוס, 105 מעלות צלזיוס, 125 מעלות צלזיוס ו-150 מעלות צלזיוס. מהיכן מגיעים ציוני התנגדות הטמפרטורה האלה? האם זו טמפרטורת ההפעלה ארוכת הטווח של המוליך? למעשה, אלה מה שנקרא ציוני התנגדות טמפרטורה נקראים טמפרטורה מדורגת בתקן UL. זו אינה טמפרטורת ההפעלה ארוכת הטווח של המוליך.
טמפרטורת הפעלה מדורגת
אישור הטמפרטורה המדורגת בתקן UL נקבע על פי משוואה 1.1 (ראו UL 2556-2007, פרק 4.3 הזדקנות חומר לטווח ארוך). התהליך הספציפי הוא תחילה להניח ציון התנגדות טמפרטורה של החומר, כגון 105 מעלות צלזיוס, ולאחר מכן לחשב את טמפרטורת הבדיקה של התנור ב -112 מעלות צלזיוס על פי נוסחה 1.1, ולהניח את הדגימה בטמפרטורת בדיקה זו במשך 90 יום, 120 יום ו -150 יום, בהתאמה, כדי לקבל את הדגימה לאחר מכן, הקשר הליניארי בין ימי ההזדקנות לבין התארכות בהפסקה מחושב בשיטה הריבועית הפחותה ביותר, ואז המדגם שהתיישן במשך 300 יום בטמפרטורת תנור זו (112 מעלות צלזיוס) מחושב על פי קשר ליניארי זה. התארכות בהפסקה.
אם קצב השינוי בהתארכות בהפסקה הוא פחות מ -50%, זה נחשב כי החומר יכול להגיע לטמפרטורה המדורגת המשוערת, ואם קצב השינוי בהתארכות בהפסקה הוא יותר מ -50%, זה נחשב כי הטמפרטורה המדורגת של החומר לא יכול להגיע לטמפרטורה המדורגת המשוערת, יש צורך להניח מחדש טמפרטורה מדורגת ולהמשיך את המבחן לעיל.
ניתן לראות כי במערכת הסטנדרטית של UL, אם השיטה ההפוכה מאומצת, ניתן לשקול אותה כדלקמן: חומר מסוים מיושן בטמפרטורה מסוימת A °C למשך 300 יום, ושיעור שינוי התארכותו אינו עולה על 50%, ואז הטמפרטורה A מופחתת על ידי 5.463, ואז לחלק ב 1.02 כדי לקבל את הטמפרטורה B°C, וניתן לקבוע כי החומר יכול להגיע לטמפרטורה המדורגת של טמפרטורה B°C.
דירוג טמפרטורה זה הוא בשום אופן לא טמפרטורת ההפעלה המקסימלית לטווח הארוך של המוליכים המותרת על ידי הבידוד. מכיוון ש"הטווח הארוך" בטמפרטורת ההפעלה המקסימלית ארוכת הטווח צריך להיות למעשה חיי הכבל בטמפרטורת הפעלה זו, לפחות בשנים, כגון תקן הכבל הפוטו-וולטאי EN50618, חיי הכבל מתוכננים להיות 25 שנים, תקן UL בדירוג הטמפרטורה יהיה בדרך כלל גבוה יותר מטמפרטורת ההפעלה המקסימלית לטווח הארוך של המוליך.
טמפרטורת הזדקנות לטווח קצר
טמפרטורת ההזדקנות לטווח קצר של החומר, כלומר, הנפוצה ביותר 7 ימים, 10 ימים, וכו 'בתקן, כגון 105 °C חומר, מצב ההזדקנות הוא 136 °C × 7 ימים. אז מה הקשר בין זה לבין הטמפרטורה המדורגת? בתקן UL, טמפרטורת ההזדקנות לטווח קצר מתקבלת על ידי ניסיון השימוש לטווח ארוך של החומר, אך כמה שיטות מסוכמות גם כדי לאשר. טמפרטורת ההזדקנות לטווח קצר של חומר נקבעת כמו בפרק 4.3.5.6 ובנספח D של תקן UL 2556-2007. תחילה בחר טמפרטורה מדורגת, טמפרטורת הזדקנות וזמן הזדקנות לפי טבלה 1-1.
אם שיעור שינוי התארכות לאחר ההזדקנות של החומר שנבדק על פי התנאים לעיל הוא גדול מ -50%, זה נחשב כי החומר יכול לקבוע את טמפרטורת ההזדקנות על פי מצב זה. אם שיעור שינוי ההתארכות גדול מ -50%, הטמפרטורה המדורגת וההזדקנות לטווח קצר של החומר הטמפרטורה צריכה לרדת רמה אחת.
2. תקן EN/IEC
בתקני EN/IEC, טמפרטורת הדירוג נראית לעתים רחוקות כמו בתקני UL, ובמקום זאת מוליכה טמפרטורת הפעלה ארוכת טווח (טמפרטורת פעולה) או מדד טמפרטורה. אז מה ההבדל בין שתי הטמפרטורות האלה?
למעשה, במערכת התקן של EN/IEC, הערכת רמת התנגדות הטמפרטורה של הכבל מבוססת בעיקר על EN 60216 או IEC 60216. תקן זה הוא בעיקר כדי להעריך את החיים התרמיים של חומרים מבודדים. שיטת ההערכה היא לבצע את בדיקת ההזדקנות של החומר בטמפרטורות שונות, ושיעור השינוי של התארכות בהפסקה הוא 50% כנקודת הסיום של ההזדקנות, ומתקבלים ימי ההזדקנות של החומר בטמפרטורות שונות. לאחר מכן, ימי ההזדקנות וטמפרטורת ההזדקנות מתואמים באופן ליניארי באמצעות רגרסיה ליניארית, ומתקבלת עקומת יחסים ליניארית. לאחר מכן לקבוע את טמפרטורת העבודה המקסימלית בהתאם לחיי הכבל, או לקבוע את חיי הכבל על פי טמפרטורת העבודה לטווח הארוך.
מדד הטמפרטורה מתייחס לטמפרטורה המתאימה כאשר קצב השינוי של התארכות בהפסקת החומר המבודד הוא 50% לאחר הזדקנות תרמית עבור 20000H. אם ניקח לדוגמה את תקן הכבל הפוטו-וולטאי EN 50618:2014, חיי התכנון של הכבל הם 25 שנים, טמפרטורת ההפעלה לטווח הארוך היא 90 מעלות צלזיוס, ומדד הטמפרטורה הוא 120 מעלות צלזיוס. טמפרטורת ההזדקנות קצרת הטווח של חומרים מבודדים נגזרת גם מהקשר הליניארי הנ"ל.
לכן, טמפרטורת ההזדקנות של חומרים מבודדים ב- EN 50618:2014 היא 150 מעלות צלזיוס. טמפרטורת הזדקנות זו קרובה מאוד לטמפרטורת ההזדקנות של 158 מעלות צלזיוס עבור חומרים המדורגים ב-125 מעלות צלזיוס בסדרת UL הסטנדרטית.
לא קשה לראות מהניתוח לעיל כי טמפרטורת העבודה ארוכת הטווח של אותו מוליך עשויה לדרוש טמפרטורות הזדקנות שונות בשל חיי העיצוב השונים של הכבל. תחת אותה טמפרטורת הפעלה ארוכת טווח, ככל שחיי התכנון של הכבל קצרים יותר, כך ניתן לדרוש את טמפרטורת ההזדקנות לטווח הקצר של החומר המבודד נמוכה יותר.
לדוגמה, טמפרטורת העבודה המרבית לטווח הארוך של חומר בידוד XLPE הנדרשת ב- IEC 60502-1:2004 היא 90°C, וטמפרטורת ההזדקנות של חומר זה היא 135°C. 135 מעלות צלזיוס כאן קרובות מאוד לטמפרטורת ההזדקנות של 136 מעלות צלזיוס, המדורגת ב-105 מעלות צלזיוס בתקן UL, אך שונה בהרבה מטמפרטורת ההזדקנות של הבידוד ב-EN 50618:2014, שהיא גם אותה טמפרטורת הפעלה מקסימלית ארוכת טווח של 90 מעלות צלזיוס. למרות שחיי העיצוב של הכבל לא נמצאו ב 60502-1:2004, חיי העיצוב של שני הכבלים בהחלט שונים.
3. תקן לאומי ותקן תעשייתי
בתהליך של הידור התקנים הלאומיים של ארצי ותקני התעשייה, תכנים רבים מבוססים על תקני UL או תקני EN / IEC. עם זאת, בשל ההתייחסות הרב-צדדית, כמה הצהרות נחשבות לא מדויקות על ידי המחבר. לדוגמה, ב- GB/T 32129-2015, JB/T 10436-2004, JB/T 10491.1-2004, בין אם זה חומר או חוט, ציוני התנגדות הטמפרטורה שלו הם 90 ° C, 105 ° C, 125 ° C ו 150 ° C, וזה ברור שזה מבוסס על המערכת הסטנדרטית של UL. עם זאת, הביטוי להתנגדות לחום הוא טמפרטורת ההפעלה המרבית המותרת לטווח ארוך של המוליך. הביטוי של התנגדות חום זו מתייחס כמובן למערכת התקן של חברת החשמל.
במערכת התקן של חברת החשמל, טמפרטורת העבודה המקסימלית ארוכת הטווח של המוליך צריכה להיות קשורה לחיי התכנון של הכבל, אך בתקנים הלאומיים ובתקני התעשייה הללו, אין ביטוי לחיי הכבל כלל. לכן, הביטוי "טמפרטורת העבודה המרבית המותרת לטווח הארוך של מוליך הכבל הרלוונטי היא 90°C, 105°C, 125°C ו-150°C" שנוי במחלוקת.
אז האם ה-XLPE המקושר לסילאן יכול להגיע לרמת התנגדות הטמפרטורה של 125 מעלות צלזיוס? התשובה המחמירה יותר צריכה להיות שהסילאן המקושר XLPE יכול להגיע לטמפרטורה המדורגת של 125 מעלות צלזיוס שצוינה בתקן UL, מכיוון שאין לציין את הבידוד וההגנה בפרק 40 של UL1581 בקבוצת הכללים הכללית לחומרים, הוצע בבירור כי אין לציין את ההרכב הכימי של חומרים. השאלה אם העבודה המרבית ארוכת הטווח של מוליך XLPE יכולה להגיע ל-125 מעלות צלזיוס קשורה לחיי התכנון של הכבל ולאירוע היישום. נכון לעכשיו, לא נמצאו נתונים רלוונטיים המעריכים באופן שיטתי את חייו של חומר זה. ההשערה היא באמצעות הזדקנות לטווח קצר כי אם חיי התכנון של הכבל הם 25 שנים, הטמפרטורה המקסימלית לטווח הארוך של המוליך המותר חייבת להיות גדולה מ -90 מעלות צלזיוס.
בתקן של חברת החשמל, טמפרטורת העבודה המקסימלית לטווח הארוך של מוליכים העיצוביים של כבלי חשמל מסורתיים, חוטי בניין ואפילו כבלים סולאריים לא תעלה על 90 מעלות צלזיוס, אך אין זה אומר שטמפרטורת העבודה המקסימלית לטווח הארוך המותרת על ידי החומרים המשמשים לכבלים כאלה אינה יכולה להיות גדולה מ -90 מעלות צלזיוס. מעלות צלזיוס. לא ניתן לומר שהחומר המקשר בין ההקרנה יכול להגיע לרמת התנגדות הטמפרטורה של 125 מעלות צלזיוס, בעוד שהחומר המקשר בין הסילאן אינו יכול להגיע לרמת ההתנגדות לטמפרטורה של 125 מעלות צלזיוס. אמירה כזו אינה סבירה.
בקיצור, לא ניתן פשוט לענות על השאלה אם חומר יכול להגיע לרמת טמפרטורה מסוימת כן או לא, אלא יש לשקול זאת בשילוב עם שיטת ההערכה של רמת התנגדות הטמפרטורה של החומר או חיי התכנון של הכבל, ולא ניתן לערבב מספר מערכות סטנדרטיות ולהשתמש בהן ללא הבחנה.
