Vadu un kabeļu projektēšanas, materiālu atlases, ražošanas un pārdošanas procesā bieži sastopami daudzi temperatūras parametri, piemēram, 90 grādi, 105 grādi, 125 grādi, 150 grādi utt. Šos parametrus nozarē parasti dēvē par temperatūras pretestības līmeņa parametriem. Tātad, kā radās šie parametri? Kāpēc materiāliem, kuru temperatūras izturības līmenis ir 90 grādi, ir dažādas novecošanas temperatūras? Kāda ir saistība starp novecošanās temperatūru un temperatūras pretestības līmeni? Kāda ir maksimālās ilglaicīgas{7}}darba temperatūras definīcija vadītājiem ar izolāciju? Kas ir temperatūras indekss? Kāda ir materiāla nominālā temperatūra? Vai silāna šķērssaistīšanas materiāls var atbilst temperatūras izturības līmenim 125 grādi?
1, UL standarts
UL standartos parastie temperatūras pretestības līmeņi ir 60 grādi, 70 grādi, 80 grādi, 90 grādi, 105 grādi, 125 grādi un 150 grādi. Kā radās šie temperatūras pretestības līmeņi? Vai tā ir vadītāja ilgtermiņa darba temperatūra-? Faktiski šie tā sauktie temperatūras pretestības līmeņi UL standartos tiek saukti par nominālo temperatūru. Tā nav vadītāja{11}}ilgtermiņa darba temperatūra.
(1) Nominālā darba temperatūra
Nominālās temperatūras apstiprinājums UL standartos tiek noteikts pēc formulas 1.1 (sk. UL 2556-2007 4.3. nodaļu Materiālu ilgtermiņa novecošana). Īpašais process ir vispirms pieņemt materiāla temperatūras pretestības līmeni, piemēram, 105 grādi, un pēc tam aprēķināt cepeškrāsns testa temperatūru 112 grādos saskaņā ar formulu 1.1. Paraugus ievieto šajās testa temperatūrās attiecīgi 90 dienas, 120 dienas un 150 dienas, lai iegūtu datus par pagarinājuma izmaiņu ātrumu un paraugu novecošanas dienām. Pēc tam lineāro attiecību starp novecošanas dienām un pārtraukuma pagarinājumu aprēķina, izmantojot mazāko kvadrātu metodi. Pamatojoties uz šo lineāro sakarību, tiek aprēķināts 300 dienas izturētu paraugu pārrāvuma pagarinājums šajā krāsns temperatūrā (112 grādi). Ja pagarinājuma izmaiņu ātrums pārrāvuma brīdī ir mazāks par 50%, tiek uzskatīts, ka materiāls var sasniegt šo pieņemto nominālo temperatūru. Ja pagarinājuma izmaiņu ātrums pārrāvuma brīdī ir lielāks par 50%, tiek uzskatīts, ka materiāla nominālā temperatūra nevar sasniegt pieņemto nominālo temperatūru, un tā ir jāpieņem no jauna. Turpiniet iepriekš minēto eksperimentu nominālā temperatūrā.
UL standarta sistēmā, ja tiek izmantota apgrieztā aprēķina metode, to var uzskatīt šādi: materiāls tiek izturēts 300 dienas noteiktā temperatūrā A grāds , un tā pagarinājuma izmaiņu ātrums nepārsniedz 50%. Pēc tam temperatūru A atņem ar 5,463 un pēc tam dala ar 1,02, lai iegūtu temperatūras B grādu. Tas norāda, ka materiāls var sasniegt nominālo temperatūru B grādu. Šī nominālā temperatūra nekādā gadījumā nav ilgtermiņā -maksimālā darba temperatūra, ko pieļauj vadītāja izolācijas slānis. Tā kā "ilgtermiņa-" ilgtermiņā-maksimālajā darba temperatūrā faktiski ir jāattiecas uz kabeļa kalpošanas laiku šajā darba temperatūrā, kas aprēķināts vismaz gados. Piemēram, fotoelementu kabeļa standartā EN50618 kabeļa kalpošanas laiks ir paredzēts 25 gadiem, un nominālā temperatūra saskaņā ar UL standartiem parasti ir augstāka par vadītāja maksimālo -ilgtermiņa darba temperatūru.
(2) Īstermiņa novecošanas temperatūra
Materiāla īstermiņa novecošanas temperatūra-, kas standartā ir visizplatītākā 7 dienas, 10 dienas utt., piemēram, 105 grādi materiāla, novecošanas nosacījums ir 136 grādi x 7 dienas. Kāda ir saistība starp šo un nominālo temperatūru? UL standartos temperatūra īslaicīgai novecošanai tiek iegūta, pamatojoties uz materiāla ilgtermiņa lietošanas pieredzi, taču ir apkopotas arī dažas metodes, lai to apstiprinātu. Pirmkārt, izvēlieties nominālo temperatūru, novecošanas temperatūru un novecošanas laiku. Ja iepriekš minētajos apstākļos pārbaudītā materiāla pagarinājuma izmaiņu ātrums pēc novecošanas ir lielāks par 50%, tiek uzskatīts, ka šī materiāla novecošanas temperatūru var noteikt saskaņā ar šo nosacījumu. Ja pagarinājuma izmaiņu ātrums ir lielāks par 50%, materiāla nominālā temperatūra un{15}}īstermiņa novecošanas temperatūra samazināsies par vienu līmeni.
2, EN/IEC standarti
EN/IEC standartos reti ir redzama nominālā temperatūra kā UL standartos. Tā vietā tiek izmantota vadītāja ilgtermiņa darba temperatūra{1}}vai temperatūras indekss. Tātad, kāda ir atšķirība starp šīm divām temperatūrām?
EN/IEC standarta sistēmā kabeļu temperatūras pretestības līmeņa novērtējums galvenokārt balstās uz EN 60216 vai IEC 60216. Šis standarts galvenokārt novērtē izolācijas materiālu termisko kalpošanas laiku. Novērtēšanas metode ir materiāla novecošanas testu veikšana dažādās temperatūrās ar 50% izmaiņu ātrumu pārrāvuma pagarināšanā kā novecošanas beigu punktu, lai iegūtu materiāla novecošanas dienu skaitu dažādās temperatūrās. Pēc tam, izmantojot lineāro regresiju, novecošanas dienas un novecošanas temperatūra tiek lineāri korelētas, lai iegūtu lineāro attiecību līkni. Pēc tam nosakiet maksimālo darba temperatūru, pamatojoties uz kabeļa kalpošanas ilgumu, vai nosakiet kabeļa kalpošanas laiku, pamatojoties uz ilgtermiņa{6}}darba temperatūru. Temperatūras indekss attiecas uz temperatūru, kurā izolācijas materiāla pārrāvuma stiepes izmaiņu ātrums pēc termiskās novecošanas 20000 stundu garumā ir 50%. Kā piemēru ņemot fotoelektrisko kabeļu standartu EN 50618:2014, kabeļa projektētais kalpošanas laiks ir 25 gadi, ar ilgstošu -darba temperatūru 90 grādi un temperatūras indeksu — 120 grādi. Izolācijas materiālu īstermiņa novecošanas temperatūra ir arī iegūta no iepriekš minētās lineārās attiecības. Tātad izolācijas materiālu novecošanas temperatūra standartā EN 50618:2014 ir 150 grādi. Šī novecošanas temperatūra ir ļoti tuva 158 grādu novecošanas temperatūrai materiāliem ar nominālo temperatūru 125 grādi UL standarta sērijā.
Viena un tā paša vadītāja ilgstošai darba temperatūrai- var būt nepieciešamas dažādas novecošanas temperatūras, jo kabeļi ir atšķirīgi projektētajiem kalpošanas laikiem. Ja ir tāda pati ilgtermiņa darba temperatūra, jo īsāks ir kabeļa projektētais kalpošanas laiks, jo zemāka ir izolācijas materiāla īstermiņa novecošanas temperatūra.
3, valsts un nozares standarti
Mūsu valsts nacionālo un nozares standartu formulēšanas procesā liela daļa satura ir balstīta un aizgūta no UL standartiem vai EN/IEC standartiem. Piemēram, GB/T 32129-2015 un JB/T 10491.1-2004 gan materiāliem, gan vadiem temperatūras izturības līmenis ir 90 grādi , 105 grādi , 125 grādi un 150 grādi , kas nepārprotami balstās uz UL standarta sistēmu. Taču siltumnoturības apraksts ir maksimāli pieļaujamā ilgstoša darba temperatūra vadītājiem. Karstumizturības izteiksme nepārprotami attiecas uz IEC standarta sistēmu.
