Juhtmete ja kaablite projekteerimisel, materjalide valikul, tootmisel ja müügiprotsessis puututakse sageli kokku paljude temperatuuriparameetritega, näiteks 90 kraadi, 105 kraadi, 125 kraadi, 150 kraadi jne. Neid parameetreid nimetatakse tööstuses tavaliselt temperatuurikindluse taseme parameetriteks. Niisiis, kuidas need parameetrid tekkisid? Miks on materjalidel, mille temperatuuritaluvus on 90 kraadi, erinevad vananemistemperatuurid? Milline on seos vananemistemperatuuri ja temperatuurikindluse taseme vahel? Mis on isolatsiooniga juhtmete{7}}maksimaalne lubatud pikaajaline töötemperatuur? Mis on temperatuuriindeks? Mis on materjali nimitemperatuur? Kas silaani ristsiduv materjal võib vastata temperatuurikindluse tasemele 125 kraadi?
1, UL standard
UL-i standardites on tavalised temperatuurikindluse tasemed 60 kraadi, 70 kraadi, 80 kraadi, 90 kraadi, 105 kraadi, 125 kraadi ja 150 kraadi. Kuidas need temperatuurikindluse tasemed tekkisid? Kas see on juhi pikaajaline-töötemperatuur? Tegelikult nimetatakse neid niinimetatud-temperatuurikindluse tasemeid UL-standardites nimitemperatuuriks. See ei ole juhi pikaajaline{11}}töötemperatuur.
(1) Nimi töötemperatuur
Nimitemperatuuri kinnitus UL standardites määratakse valemi 1.1 järgi (vt UL 2556-2007 peatükk 4.3 Materjalide pikaajaline vananemine). Spetsiifiline protsess seisneb esmalt materjali temperatuurikindluse taseme (nt 105 kraadi) eeldamises ja seejärel ahju katsetemperatuuri 112 kraadi arvutamises vastavalt valemile 1.1. Proovid asetatakse nendele katsetemperatuuridele vastavalt 90 päevaks, 120 päevaks ja 150 päevaks, et saada andmeid proovide pikenemise muutumiskiiruse ja vananemispäevade kohta. Seejärel arvutatakse vähimruutude meetodil lineaarne seos vananemispäevade ja murdepikenemise vahel. Selle lineaarse seose põhjal arvutatakse sellel ahjutemperatuuril (112 kraadi) 300 päeva vanandatud proovide katkemispikenemine. Kui purunemisvenimise muutumise kiirus on alla 50%, loetakse, et materjal võib saavutada selle eeldatava nimitemperatuuri. Kui murdevenivuse muutumise kiirus on suurem kui 50%, loetakse, et materjali nimitemperatuur ei jõua eeldatava nimitemperatuurini ja see tuleb uuesti eeldada. Jätkake ülaltoodud katset nimitemperatuuril.
UL-standardsüsteemis võib vastupidise arvutusmeetodi kasutamisel pidada seda järgmiselt: materjali laagerdatakse 300 päeva teatud temperatuuril A kraad ja selle pikenemise muutumise kiirus ei ületa 50%. Seejärel lahutatakse temperatuur A 5,463-ga ja jagatakse seejärel 1,02-ga, et saada temperatuuri B aste. See näitab, et materjal võib saavutada nimitemperatuuri B kraadi. See nimitemperatuur ei ole mingil juhul{7}}pikaajaline maksimaalne töötemperatuur, mida juhi isolatsioonikiht lubab. Kuna "pikaajaline"-pikaajaline maksimaalne{10}}töötemperatuur peaks tegelikult viitama kaabli elueale sellel töötemperatuuril, arvutatuna vähemalt aastates. Näiteks fotogalvaanilise kaabli standardis EN50618 on kaabli eluiga ette nähtud 25 aastaks ja UL-standardite nimitemperatuur on üldiselt kõrgem kui juhtme pikaajaline maksimaalne töötemperatuur.
(2) Lühiajaline vananemistemperatuur
Materjali lühiajaline vananemistemperatuur, mis on standardis kõige tavalisem 7 päeva, 10 päeva jne, näiteks 105 kraadi materjali, vananemistingimus on 136 kraadi x 7 päeva. Mis seos on selle ja nimitemperatuuri vahel? UL-i standardites saadakse lühiajalise -vananemise temperatuur materjali pikaajalise-kasutuskogemuse põhjal, kuid selle kinnitamiseks on kokku võetud ka mõned meetodid. Esiteks valige nimitemperatuur, vananemistemperatuur ja vananemisaeg. Kui ülaltoodud tingimustes katsetatud materjali pikenemise muutumiskiirus pärast vanandamist on suurem kui 50%, loetakse, et selle materjali vananemistemperatuuri saab määrata selle tingimuse järgi. Kui pikenemise muutumismäär on suurem kui 50%, vähenevad materjali nimitemperatuur ja lühiajaline vananemistemperatuur ühe taseme võrra.
2, EN/IEC standardid
EN/IEC standardites on harva näha nimitemperatuuri nagu UL standardites. Selle asemel kasutatakse juhi pikaajalist-töötemperatuuri või temperatuuriindeksit. Mis vahe on neil kahel temperatuuril?
EN/IEC standardisüsteemis lähtutakse kaablite temperatuuritaluvuse taseme hindamisel peamiselt EN 60216 või IEC 60216. See standard hindab peamiselt isolatsioonimaterjalide soojuslikku eluiga. Hindamismeetodiks on materjali vananemiskatsete läbiviimine erinevatel temperatuuridel, kusjuures vananemise lõpp-punktiks on murdevenivuse muutumise kiirus 50%, et saada materjali vananemispäevade arv erinevatel temperatuuridel. Seejärel korreleeritakse lineaarse regressiooni abil vananemispäevad ja vananemistemperatuur lineaarselt, et saada lineaarne seos. Seejärel määrake maksimaalne töötemperatuur kaabli eluea põhjal või kaabli eluiga pikaajalise -töötemperatuuri põhjal. Temperatuuriindeks viitab temperatuurile, mille juures isolatsioonimaterjali purunemispikenemise muutus pärast 20000-tunnist termilist vanandamist on 50%. Võttes näiteks fotogalvaanilise kaabli standardi EN 50618:2014, on kaabli projekteeritud eluiga 25 aastat, pikaajaline töötemperatuur on 90 kraadi ja temperatuuriindeks 120 kraadi. Isolatsioonimaterjalide lühiajaline vananemistemperatuur on samuti tuletatud ülaltoodud lineaarsest seosest. Seega on isolatsioonimaterjalide vananemistemperatuur standardis EN 50618:2014 150 kraadi. See vananemistemperatuur on väga lähedane vananemistemperatuurile 158 kraadi materjalide puhul, mille nimitemperatuur on 125 kraadi UL standardseerias.
Sama juhi pikaajaline töötemperatuur -võib nõuda erinevat vananemistemperatuuri kaablite erineva kasutusea tõttu. Sama pika-töötemperatuuri korral, mida lühem on kaabli projekteeritud eluiga, seda madalam on isolatsioonimaterjalile vajalik lühiajaline vananemistemperatuur.
3, riiklikud ja tööstusstandardid
Meie riigis riiklike ja tööstusstandardite koostamise protsessis põhinevad paljud sisud UL standarditel või EN/IEC standarditel ja laenatakse neist. Näiteks GB/T 32129-2015 ja JB/T 10491.1-2004 on nii materjalide kui ka juhtmete temperatuuritaluvustasemed 90 kraadi , 105 kraadi , 125 kraadi ja 150 kraadi , mis tugineb selgelt UL-i standardsüsteemile. Kuumuskindluse kirjeldus on aga juhtmete maksimaalne lubatud pikaajaline töötemperatuur. Kuumakindluse väljendus viitab selgelt IEC standardi süsteemile.
