Quelles sont les différences entre les niveaux de résistance à la température des câbles dans la norme nationale, la norme américaine et la norme européenne ?
Dans le processus de conception, de sélection des matériaux, de production et de vente de fils et de câbles, de nombreux paramètres de température sont souvent rencontrés, tels que 90 degrés, 105 degrés, 125 degrés, 150 degrés, etc. Les noms populaires pour ces paramètres dans l'industrie sont appelés paramètres de qualité de résistance à la température. Alors d’où viennent ces paramètres ? Ce sont tous deux des matériaux avec un degré de résistance à la température de 90 degrés, alors pourquoi ont-ils des températures de vieillissement différentes ? Quelle est la température de vieillissement et le degré de résistance à la température ? Relation? Comment est définie la température maximale de fonctionnement à long terme d'un conducteur autorisée par l'isolation ? Qu'est-ce que l'indice de température ? Quelle est la température nominale du matériau ? Les matériaux réticulés au silane peuvent-ils atteindre le niveau de résistance à la température de 125 degrés ?
Pour répondre aux questions ci-dessus, nous devons d’abord comprendre le système standard, car différents systèmes standard ont des définitions différentes des niveaux de résistance à la température. Nos systèmes de normes communs comprennent principalement des normes nationales (et des normes industrielles), des normes UL, des normes EN/IEC, etc.
Depuis la compilation des normes nationales et des normes industrielles, une grande partie du contenu est basée sur des références aux normes internationales. Examinons donc d'abord les réglementations sur les niveaux de résistance à la température dans les normes UL ou les normes EN/IEC.
1. Norme UL
Dans la norme UL, les degrés courants de résistance à la température sont 60 degrés, 70 degrés, 80 degrés, 90 degrés, 105 degrés, 125 degrés et 150 degrés. D’où viennent ces niveaux de résistance à la température ? Est-ce la température de fonctionnement à long terme du conducteur ? En fait, ces niveaux de résistance à la température sont appelés températures nominales dans la norme UL. Il ne s'agit pas de la température de fonctionnement à long terme du conducteur.
Température de fonctionnement nominale
La confirmation de la température nominale dans la norme UL est déterminée selon la formule 1.1 (voir chapitre 4.3 Vieillissement à long terme des matériaux dans UL 2556-2007). Le processus spécifique consiste d'abord à supposer un niveau de résistance à la température du matériau, tel que 105 degrés, puis à calculer la température d'essai du four à 112 degrés selon la formule 1.1. Les échantillons sont placés à ces températures de test pendant 90 jours, 120 jours et 150 jours pour obtenir les échantillons. Les données du taux de changement d'allongement et des jours de vieillissement sont ensuite utilisées pour calculer la relation linéaire entre les jours de vieillissement et l'allongement à la rupture grâce à la méthode des moindres carrés, puis sur la base de cette relation linéaire, l'échantillon vieilli pendant 300 jours à cette température de four (112 degré ) est calculé. Allongement à la rupture.
Si le taux de variation de l'allongement à la rupture est inférieur à 50 %, on considère que le matériau peut atteindre la température nominale supposée. Si le taux de variation de l'allongement à la rupture est supérieur à 50 %, on considère que la température nominale du matériau ne peut pas atteindre la température nominale supposée. Il est nécessaire de reprendre une température nominale et de poursuivre le test ci-dessus.
On voit que dans le système standard UL, si la méthode inverse est utilisée, elle peut être considérée comme suit : lorsqu'un matériau est vieilli pendant 300 jours à une certaine température A degré , son taux de changement d'allongement ne dépasse pas 50 %. Ensuite, soustrayez 5,463 de la température A, Puis divisez-le par 1,02 pour obtenir la température BDegré. Il peut être déterminé que ce matériau peut atteindre la température nominale du degré B.
Cette température nominale n'est en aucun cas la température de fonctionnement maximale à long terme du conducteur autorisée par la couche isolante. Parce que le "long terme" de la température de fonctionnement maximale à long terme devrait en réalité être la durée de vie du câble à cette température de fonctionnement, qui doit être calculée au moins en années. Par exemple, dans la norme sur les câbles photovoltaïques EN50618, la durée de vie du câble est prévue pour être de 25 ans, et dans la norme UL, la température nominale sera généralement supérieure à la température de fonctionnement maximale à long terme du conducteur.
température de vieillissement à court terme
La température de vieillissement à court terme des matériaux est la plus courante de 7 jours, 10 jours, etc. dans nos normes. Par exemple, pour un matériau à 105 degrés, la condition de vieillissement est de 136 degrés × 7 jours. Alors, quelle est la relation entre cela et la température nominale ? Dans la norme UL, la température de vieillissement à court terme est obtenue sur la base de l'expérience d'utilisation à long terme du matériau, mais certaines méthodes sont également résumées pour confirmer. Par exemple, la température de vieillissement à court terme d'un matériau est déterminée au chapitre 4.3.5.6 et à l'annexe D de la norme UL2556-2007. Tout d'abord, sélectionnez une température nominale, une température de vieillissement et un temps de vieillissement selon le tableau 1-1.
Si le taux de changement d'allongement du matériau testé selon les conditions ci-dessus après vieillissement est supérieur à 50 %, on considère que le matériau peut être déterminé selon cette condition. Si le taux de changement d'allongement est supérieur à 50 %, la température nominale et le vieillissement à court terme du matériau doivent baisser d'un niveau.
De plus, une formule simple pour déterminer la température de vieillissement à court terme est également résumée dans le chapitre 14 de l'UL758-2010. Comme la formule 1.2 :
2. Normes EN/CEI
Dans les normes EN/IEC, il est rare de voir la température nominale (température nominale) comme dans la norme UL. Il s'agit plutôt de la température de fonctionnement à long terme du conducteur (température de fonctionnement) ou de l'indice de température. Alors quelle est la différence entre ces deux températures ?
En effet, dans le système normatif EN/IEC, l'évaluation du niveau de résistance à la température des câbles se base principalement sur la norme EN 60216 ou IEC 60216. Cette norme évalue principalement la durée de vie thermique des matériaux isolants. La méthode d'évaluation consiste à effectuer des tests de vieillissement sur des matériaux à différentes températures et à utiliser un taux de variation de 50 % de l'allongement à la rupture comme point final du vieillissement pour obtenir le nombre de jours de vieillissement du matériau à différentes températures. Ensuite, les jours de vieillissement et la température de vieillissement sont corrélés linéairement par régression linéaire pour obtenir une courbe de relation linéaire. Déterminez ensuite la température de fonctionnement maximale en fonction de la durée de vie du câble, ou déterminez la durée de vie du câble en fonction de la température de fonctionnement à long terme.
L'indice de température fait référence à la température correspondant au taux de variation de l'allongement à la rupture du matériau isolant de 50 % après un vieillissement thermique de 20,000 heures. En prenant comme exemple la norme de câble photovoltaïque EN 50618:2014, la durée de vie nominale du câble est de 25 ans, la température de fonctionnement à long terme est de 90 degrés et l'indice de température est de 120 degrés. La température de vieillissement à court terme des matériaux isolants découle également de la relation linéaire ci-dessus.
Par conséquent, la température de vieillissement des matériaux isolants dans la norme EN 50618 : 2014 est de 150 degrés. Cette température de vieillissement est très proche de la température de vieillissement de 158 degrés pour les matériaux évalués à 125 degrés dans la série standard UL.
D'après l'analyse ci-dessus, il n'est pas difficile de voir que la température de fonctionnement à long terme du même conducteur peut avoir des températures de vieillissement requises différentes en raison de la durée de vie différente du câble. À température de fonctionnement à long terme identique, plus la durée de vie du câble est courte, plus la température de vieillissement à court terme du matériau isolant peut être basse.
Par exemple, la température de fonctionnement maximale à long terme du matériau isolant XLPE requise dans la CEI 60502-1 : 2004 est de 90 degrés et la température de vieillissement de ce matériau est de 135 degrés. Les 135 degrés ici sont très proches de la température de vieillissement de 136 degrés avec une température nominale de 105 degrés dans la norme UL, mais elle est très différente de la température de vieillissement de l'isolation dans la norme EN 50618 : 2014, qui a la même température à long terme. température de fonctionnement maximale de 90 degrés. Bien que la durée de vie nominale du câble n'ait pas été trouvée dans 60502-1 : 2004, la durée de vie nominale des deux câbles est nettement différente.
3. Normes nationales et normes industrielles
Dans le processus de préparation des normes nationales et des normes industrielles de mon pays, de nombreux contenus sont basés sur les normes UL ou les normes EN/IEC. Cependant, comme il est basé sur de multiples références, certaines déclarations me semblent inexactes. Par exemple, dans GB/T 32129-2015, JB/T 10436-2004 et JB/T 10491.1-2004, les matériaux et les fils ont des niveaux de résistance à la température de 90 degrés, 105 degrés, 125. degré et 150 degrés. C'est évident. Il est basé sur le système standard d'UL. Cependant, l'expression de la résistance thermique est la température de fonctionnement maximale autorisée à long terme du conducteur. Cette expression de résistance thermique fait clairement référence au système standard CEI.
Dans le système standard CEI, la température de fonctionnement maximale à long terme du conducteur doit être liée à la durée de vie nominale du câble. Cependant, la durée de vie des câbles n'est pas exprimée dans ces normes nationales et industrielles. Par conséquent, l’affirmation selon laquelle « les températures de fonctionnement maximales à long terme applicables des conducteurs de câbles sont de 90 degrés, 105 degrés, 125 degrés et 150 degrés » est sujette à caution.
Ainsi, le XLPE réticulé au silane peut-il atteindre le niveau de résistance à la température de 125 degrés ? Une réponse plus rigoureuse devrait être que le XLPE réticulé au silane peut atteindre la température nominale de 125 degrés spécifiée dans la norme UL, car les exigences d'isolation et de protection du chapitre 40 de l'UL1581 dans l'ensemble des principes généraux pour les matériaux ont été clairement a déclaré que la composition chimique des matériaux ne sera pas précisée. Le fait que le fonctionnement maximal à long terme des conducteurs XLPE puisse atteindre 125 degrés est lié à la durée de vie nominale du câble et à l'occasion d'utilisation. Actuellement, aucune information pertinente n’a été trouvée pour évaluer systématiquement la durée de vie de ce matériau. On peut déduire du vieillissement à court terme que si la durée de vie nominale du câble est de 25 ans, la température maximale autorisée à long terme du conducteur doit être supérieure à 90 degrés.
Dans la norme CEI, la température de fonctionnement maximale à long terme des conducteurs conçus des câbles d'alimentation traditionnels, des fils de construction et même des câbles solaires ne dépassera pas 90 degrés, mais cela ne signifie pas que la température de fonctionnement maximale à long terme autorisée par les matériaux utilisé pour de tels câbles ne peut pas dépasser 90 degrés. degré . On ne peut pas dire que les matériaux réticulés par rayonnement peuvent atteindre un niveau de résistance à la température de 125 degrés, tandis que les matériaux réticulés au silane ne peuvent pas atteindre un niveau de résistance à la température de 125 degrés. Cette affirmation est déraisonnable.
En bref, la question de savoir si un matériau peut atteindre un certain niveau de température ne peut pas être répondu simplement par oui ou par non, mais doit être considérée en conjonction avec la méthode d'évaluation du niveau de résistance à la température du matériau ou de la durée de vie nominale du câble. Plusieurs systèmes standards ne peuvent être mélangés et utilisés indistinctement.
