नवीन ऊर्जा वाहन उद्योगाच्या नव्या युगावर औद्योगिक परिवर्तन आणि उन्नयन तसेच वातावरणीय पर्यावरणाचे संरक्षण या दुहेरी जबाबदारीचा भार आहे, ज्यामुळे इलेक्ट्रिक वाहनांसाठीच्या उच्च-व्होल्टेज केबल्स आणि इतर संबंधित उपकरणांच्या औद्योगिक विकासाला मोठी चालना मिळाली आहे, आणि केबल उत्पादक व प्रमाणन संस्थांनी इलेक्ट्रिक वाहनांसाठीच्या उच्च-व्होल्टेज केबल्सच्या संशोधन आणि विकासामध्ये मोठी गुंतवणूक केली आहे. इलेक्ट्रिक वाहनांसाठीच्या उच्च-व्होल्टेज केबल्सना सर्व बाबतीत उच्च कार्यक्षमतेच्या आवश्यकता असतात, आणि त्यांनी RoHSb मानक, ज्वाला-प्रतिरोधक श्रेणी UL94V-0 मानकाच्या आवश्यकता आणि मृदू कार्यक्षमता पूर्ण केली पाहिजे. हा शोधनिबंध इलेक्ट्रिक वाहनांसाठीच्या उच्च-व्होल्टेज केबल्ससाठी लागणारे साहित्य आणि त्यांच्या निर्मिती तंत्रज्ञानाचा परिचय करून देतो.
१. उच्च व्होल्टेज केबलचे साहित्य
(1) केबलचे वाहक साहित्य
सध्या, केबल कंडक्टर लेयरसाठी तांबे आणि ॲल्युमिनियम हे दोन मुख्य पदार्थ वापरले जातात. काही कंपन्यांना वाटते की ॲल्युमिनियम कोरमुळे उत्पादन खर्च मोठ्या प्रमाणात कमी होऊ शकतो. यासाठी शुद्ध ॲल्युमिनियमच्या आधारावर, संश्लेषण आणि ॲनीलिंग ट्रीटमेंटसारख्या विशेष प्रक्रियांद्वारे तांबे, लोह, मॅग्नेशियम, सिलिकॉन आणि इतर घटक मिसळून केबलची विद्युत वाहकता, वाकण्याची क्षमता आणि गंज-प्रतिरोधकता सुधारली जाते. यामुळे समान भार क्षमतेच्या गरजा पूर्ण करून, तांब्याच्या कोर असलेल्या कंडक्टरसारखाच किंवा त्याहूनही चांगला परिणाम साधता येतो. अशाप्रकारे, उत्पादन खर्चात मोठी बचत होते. तथापि, बहुतेक उद्योग अजूनही तांब्यालाच कंडक्टर लेयरचा मुख्य पदार्थ मानतात. याचे पहिले कारण म्हणजे तांब्याची रोधकता कमी असते आणि दुसरे म्हणजे, समान पातळीवर तांब्याची बहुतेक वैशिष्ट्ये ॲल्युमिनियमपेक्षा चांगली असतात, जसे की मोठी विद्युत प्रवाह वाहून नेण्याची क्षमता, कमी व्होल्टेज हानी, कमी ऊर्जा वापर आणि उच्च विश्वसनीयता. सध्या, तांब्याच्या मोनोफिलामेंटची मृदुता आणि कणखरपणा सुनिश्चित करण्यासाठी, वाहकांच्या निवडीमध्ये सामान्यतः राष्ट्रीय मानक ६ नुसार मृदू वाहकांचा वापर केला जातो (एका तांब्याच्या तारेची प्रसरणशीलता २५% पेक्षा जास्त असणे आवश्यक आहे, मोनोफिलामेंटचा व्यास ०.३० पेक्षा कमी असावा). सामान्यतः वापरल्या जाणाऱ्या तांब्याच्या वाहक सामग्रीसाठी पूर्ण करणे आवश्यक असलेली मानके तक्ता १ मध्ये सूचीबद्ध आहेत.
(2) केबल्सच्या इन्सुलेटिंग थराचे साहित्य
इलेक्ट्रिक वाहनांचे अंतर्गत वातावरण गुंतागुंतीचे असते, त्यामुळे इन्सुलेटिंग सामग्रीची निवड करताना, एकीकडे इन्सुलेशन थराचा सुरक्षित वापर सुनिश्चित केला जातो, तर दुसरीकडे शक्यतोवर प्रक्रिया करण्यास सोपी आणि मोठ्या प्रमाणावर वापरली जाणारी सामग्री निवडली जाते. सध्या, सामान्यतः वापरली जाणारी इन्सुलेटिंग सामग्री पॉलिव्हिनाइल क्लोराइड (PVC) आहे.क्रॉस-लिंक्ड पॉलीथिलीन (XLPE)सिलिकॉन रबर, थर्मोप्लास्टिक इलास्टोमर (TPE), इत्यादी आणि त्यांचे मुख्य गुणधर्म तक्ता 2 मध्ये दाखवले आहेत.
त्यापैकी, पीव्हीसीमध्ये शिसे असते, परंतु आरओएचएस निर्देशानुसार शिसे, पारा, कॅडमियम, हेक्साव्हॅलेंट क्रोमियम, पॉलीब्रोमिनेटेड डायफेनिल इथर्स (पीबीडीई) आणि पॉलीब्रोमिनेटेड बायफेनिल्स (पीबीबी) आणि इतर हानिकारक पदार्थांच्या वापरास मनाई आहे, त्यामुळे अलिकडच्या वर्षांत पीव्हीसीच्या जागी एक्सएलपीई, सिलिकॉन रबर, टीपीई आणि इतर पर्यावरणपूरक सामग्री वापरली जात आहे.
(3) केबल शिल्डिंग लेयर मटेरियल
शिल्डिंग लेयर दोन भागांमध्ये विभागलेला असतो: अर्ध-वाहक शिल्डिंग लेयर आणि ब्रेडेड शिल्डिंग लेयर. २०°C आणि ९०°C तापमानावर आणि एजिंगनंतर अर्ध-वाहक शिल्डिंग मटेरियलची व्हॉल्यूम रेझिस्टिव्हिटी (घनफळ रोधकता) हा शिल्डिंग मटेरियलचे मोजमाप करण्यासाठी एक महत्त्वाचा तांत्रिक निर्देशांक आहे, जो अप्रत्यक्षपणे हाय-व्होल्टेज केबलचे सेवा आयुष्य निश्चित करतो. सामान्य अर्ध-वाहक शिल्डिंग मटेरियल्समध्ये एथिलीन-प्रोपिलीन रबर (EPR), पॉलिव्हिनाइल क्लोराइड (PVC) यांचा समावेश होतो.पॉलीथिलीन (PE)आधारित सामग्री. जर कच्च्या मालामध्ये कोणताही फायदा नसेल आणि अल्पावधीत गुणवत्तेची पातळी सुधारता येत नसेल, तर वैज्ञानिक संशोधन संस्था आणि केबल सामग्री उत्पादक शिल्डिंग सामग्रीच्या प्रक्रिया तंत्रज्ञान आणि सूत्र गुणोत्तराच्या संशोधनावर लक्ष केंद्रित करतात आणि केबलची एकूण कामगिरी सुधारण्यासाठी शिल्डिंग सामग्रीच्या रचना गुणोत्तरामध्ये नावीन्य शोधण्याचा प्रयत्न करतात.
२. उच्च व्होल्टेज केबल तयार करण्याची प्रक्रिया
(1) कंडक्टर स्ट्रँड तंत्रज्ञान
केबल बनवण्याची मूलभूत प्रक्रिया खूप काळापासून विकसित झाली आहे, त्यामुळे उद्योग आणि उद्योगांमध्ये तिची स्वतःची मानक वैशिष्ट्ये आहेत. वायर ड्रॉइंगच्या प्रक्रियेत, सिंगल वायरच्या पिळ काढण्याच्या पद्धतीनुसार, स्ट्रँडिंग उपकरणांचे अनट्विस्टिंग स्ट्रँडिंग मशीन, अनट्विस्टिंग स्ट्रँडिंग मशीन आणि अनट्विस्टिंग/अनट्विस्टिंग स्ट्रँडिंग मशीनमध्ये वर्गीकरण केले जाऊ शकते. तांब्याच्या कंडक्टरच्या उच्च क्रिस्टलायझेशन तापमानामुळे, ॲनीलिंग तापमान आणि वेळ जास्त लागतो, त्यामुळे वायर ड्रॉइंगचा ताण आणि तुटण्याचा दर सुधारण्यासाठी सतत खेचणे आणि मोनोवायर सतत खेचणे या प्रक्रिया करण्यासाठी अनट्विस्टिंग स्ट्रँडिंग मशीन उपकरणाचा वापर करणे योग्य ठरते. सध्या, १ ते ५००kV व्होल्टेज पातळी दरम्यान क्रॉस-लिंक्ड पॉलिथिलीन केबलने (XLPE) ऑइल पेपर केबलची जागा पूर्णपणे घेतली आहे. XLPE कंडक्टरसाठी दोन सामान्य कंडक्टर बनवण्याच्या प्रक्रिया आहेत: वर्तुळाकार कॉम्पॅक्शन आणि वायर ट्विस्टिंग. एकीकडे, वायर कोर क्रॉस-लिंक्ड पाईपलाईनमधील उच्च तापमान आणि उच्च दाबामुळे त्याचे शिल्डिंग मटेरियल आणि इन्सुलेशन मटेरियल स्ट्रँडेड वायर गॅपमध्ये दाबले जाऊन होणारी हानी टाळू शकतो; दुसरीकडे, तो कंडक्टरच्या दिशेने होणारी पाण्याची गळती देखील रोखतो, ज्यामुळे केबलचे सुरक्षित कार्य सुनिश्चित होते. तांब्याचा कंडक्टर स्वतःच एक समकेंद्रित स्ट्रँडिंग रचना आहे, जी बहुतेक सामान्य फ्रेम स्ट्रँडिंग मशीन, फोर्क स्ट्रँडिंग मशीन इत्यादींद्वारे तयार केली जाते. वर्तुळाकार कॉम्पॅक्शन प्रक्रियेच्या तुलनेत, ही पद्धत कंडक्टरच्या स्ट्रँडिंगला गोलाकार स्वरूप देण्याची खात्री देते.
(2) एक्सएलपीई केबल इन्सुलेशन उत्पादन प्रक्रिया
उच्च व्होल्टेज XLPE केबलच्या उत्पादनासाठी, कॅटेनरी ड्राय क्रॉस-लिंकिंग (CCV) आणि व्हर्टिकल ड्राय क्रॉस-लिंकिंग (VCV) या दोन निर्मिती प्रक्रिया आहेत.
(3) एक्सट्रूजन प्रक्रिया
पूर्वी, केबल उत्पादक केबल इन्सुलेशन कोर तयार करण्यासाठी दुय्यम एक्सट्रूजन प्रक्रियेचा वापर करत असत. या प्रक्रियेत, पहिल्या टप्प्यात कंडक्टर शील्ड आणि इन्सुलेशन थर एकाच वेळी एक्सट्रूड केले जात, आणि नंतर ते क्रॉस-लिंक करून केबल ट्रेवर गुंडाळले जात. काही काळ ठेवल्यानंतर इन्सुलेशन शील्ड एक्सट्रूड केले जात असे. १९७० च्या दशकात, इन्सुलेटेड वायर कोरमध्ये १+२ तीन-स्तरीय एक्सट्रूजन प्रक्रिया उदयास आली, ज्यामुळे अंतर्गत आणि बाह्य शील्डिंग व इन्सुलेशन एकाच प्रक्रियेत पूर्ण करणे शक्य झाले. या प्रक्रियेत, प्रथम कंडक्टर शील्ड एक्सट्रूड केले जाते, थोड्या अंतरावर (२~५ मीटर) ते पुढे सरकवून, त्याच वेळी कंडक्टर शील्डवर इन्सुलेशन आणि इन्सुलेशन शील्ड एक्सट्रूड केले जाते. तथापि, पहिल्या दोन पद्धतींमध्ये मोठे तोटे होते, त्यामुळे १९९० च्या दशकाच्या उत्तरार्धात, केबल उत्पादन उपकरण पुरवठादारांनी तीन-स्तरीय को-एक्सट्रूजन उत्पादन प्रक्रिया सुरू केली, ज्यामध्ये कंडक्टर शील्डिंग, इन्सुलेशन आणि इन्सुलेशन शील्डिंग एकाच वेळी एक्सट्रूड केले जात असे. काही वर्षांपूर्वी, परदेशी देशांनी देखील नवीन एक्सट्रूडर बॅरल हेड आणि वक्र जाळी प्लेट डिझाइन सादर केले, ज्यामुळे स्क्रू हेड कॅव्हिटीमधील प्रवाहाचा दाब संतुलित करून सामग्रीचा संचय कमी करता येतो, अखंड उत्पादन वेळ वाढवता येतो, तसेच हेड डिझाइनच्या वैशिष्ट्यांमध्ये सतत होणाऱ्या बदलाऐवजी, डाउनटाइम खर्चात मोठ्या प्रमाणात बचत करता येते आणि कार्यक्षमता सुधारता येते.
३. निष्कर्ष
नवीन ऊर्जा वाहनांना विकासाच्या चांगल्या संधी आणि मोठी बाजारपेठ आहे. बाजारपेठ काबीज करण्यासाठी, उच्च भार क्षमता, उच्च तापमान प्रतिरोध, विद्युत चुंबकीय परिरक्षण प्रभाव, वाकण्यास प्रतिकार, लवचिकता, दीर्घ कार्यकाळ आणि इतर उत्कृष्ट गुणधर्म असलेल्या उच्च व्होल्टेज केबल उत्पादनांच्या मालिकेचे उत्पादन करणे आवश्यक आहे. इलेक्ट्रिक वाहनांच्या उच्च-व्होल्टेज केबलचे साहित्य आणि त्याच्या निर्मिती प्रक्रियेला विकासाच्या व्यापक संधी आहेत. उच्च-व्होल्टेज केबलशिवाय इलेक्ट्रिक वाहन उत्पादन कार्यक्षमता सुधारू शकत नाही आणि वापराची सुरक्षितता सुनिश्चित करू शकत नाही.
पोस्ट करण्याची वेळ: २३ ऑगस्ट २०२४