Tại sao thử nghiệm kéo lại quan trọng đối với cáp quang điện trong môi trường khắc nghiệt

Khi năng lượng mặt trời tiếp tục thúc đẩy sự chuyển dịch toàn cầu sang điện sạch, độ tin cậy của các thành phần hệ thống quang điện (PV) trở nên quan trọng hơn bao giờ hết, đặc biệt là trong các môi trường khắc nghiệt như sa mạc, mái nhà, hệ thống pin mặt trời nổi và giàn khoan ngoài khơi. Trong số tất cả các thành phần,Cáp quang điện là mạch máu của quá trình truyền tải năng lượng. Để đảm bảo độ bền và hiệu suất lâu dài, một bài kiểm tra cơ học rất quan trọng:thử nghiệm kéo.

Bài viết này tìm hiểu ý nghĩa của thử nghiệm kéo đối với cáp PV, lý do tại sao nó cần thiết, tiêu chuẩn nào quản lý nó và vật liệu cũng như cấu trúc cáp ảnh hưởng đến độ bền kéo như thế nào.

1. Kiểm tra độ bền kéo của cáp PV là gì?

Kiểm tra độ bền kéo là một quy trình cơ học được sử dụng để đo khả năng chịu lực của vật liệu hoặc thành phầnlực kéocho đến khi hỏng. Trong trường hợp cáp quang điện, nó xác định mức độ ứng suất cơ học mà các thành phần cáp—chẳng hạn như lớp cách điện, vỏ bọc và dây dẫn—có thể chịu được trước khi bị đứt hoặc biến dạng.

Trong thử nghiệm kéo, mẫu cáp được kẹp ở cả hai đầu và kéo ra bằng cách sử dụngmáy thử nghiệm vạn năngở tốc độ được kiểm soát. Các phép đo được thực hiện cho:

• Lực phá vỡ(được đo bằng Newton hoặc MPa),

• Độ giãn dài khi đứt(nó kéo dài bao nhiêu trước khi hỏng) và

• Độ bền kéo(áp lực tối đa mà vật liệu có thể chịu được).

Các thử nghiệm kéo được thực hiện trêncác lớp riêng lẻcủa cáp (lớp cách điện và vỏ bọc) và đôi khi là toàn bộ cụm cáp, tùy thuộc vào yêu cầu tiêu chuẩn.

2. Tại sao phải thực hiện thử nghiệm kéo trên cáp quang điện?

Kiểm tra độ bền kéo không chỉ là thủ tục trong phòng thí nghiệm mà còn liên quan trực tiếp đến hiệu suất cáp thực tế.

Những lý do chính khiến cáp PV cần được kiểm tra độ bền kéo:

• Ứng suất lắp đặt:Trong quá trình xâu dây, kéo và uốn, cáp sẽ chịu lực căng có thể gây hư hỏng bên trong nếu lực không đủ mạnh.

• Thách thức về môi trường:Áp lực gió, tải trọng tuyết, rung động cơ học (ví dụ, từ máy theo dõi) hoặc xói mòn cát có thể tác động theo thời gian.

• Đảm bảo an toàn:Cáp chịu lực căng, nứt, tách hoặc mất độ dẫn điện có thể gây mất năng lượng hoặc thậm chí là sự cố hồ quang.

• Sự tuân thủ và độ tin cậy:Các dự án ở quy mô tiện ích, thương mại và môi trường khắc nghiệt đòi hỏi các tính chất cơ học được chứng nhận để đáp ứng các tiêu chuẩn toàn cầu.

Tóm lại, thử nghiệm độ bền kéo đảm bảo cáp có thể chịu đượcứng suất cơ học không bị hỏng, giảm thiểu rủi ro và cải thiện tính ổn định lâu dài.

3. Tiêu chuẩn công nghiệp quản lý thử nghiệm kéo cáp PV

Cáp quang điện phải tuân thủ các tiêu chuẩn quốc tế nghiêm ngặt nêu rõ các yêu cầu về độ bền kéo tối thiểu cho các bộ phận khác nhau của cáp.

Các tiêu chuẩn chính bao gồm:

• Tiêu chuẩn IEC 62930:Chỉ định độ bền kéo và độ giãn dài cho vật liệu cách nhiệt và vỏ bọc trước và sau khi lão hóa.

• EN 50618:Tiêu chuẩn Châu Âu dành cho cáp quang điện, yêu cầu thử nghiệm độ bền cơ học bao gồm độ bền kéo của vỏ bọc và lớp cách điện.

• TÜV 2PfG 1169/08.2007:Tập trung vào cáp cho hệ thống PV có điện áp định mức lên đến 1,8 kV DC, bao gồm các yêu cầu kiểm tra độ bền kéo và độ giãn dài chi tiết.

• UL 4703 (dành cho thị trường Hoa Kỳ):Cũng bao gồm các thử nghiệm độ bền kéo trong quá trình đánh giá vật liệu.

Mỗi tiêu chuẩn định nghĩa:

• Độ bền kéo tối thiểu(ví dụ, ≥12,5 MPa đối với cách điện XLPE),

• Độ giãn dài khi đứt(ví dụ, ≥125% hoặc cao hơn tùy thuộc vào vật liệu),

• Điều kiện thử nghiệm lão hóa(ví dụ, ủ trong lò ở 120°C trong 240 giờ) và

• Quy trình thử nghiệm(chiều dài mẫu, tốc độ, điều kiện môi trường).

Các tiêu chuẩn này đảm bảo cáp đủ bền để đáp ứng nhu cầu lắp đặt hệ thống năng lượng mặt trời trên toàn thế giới.

4. Vật liệu và cấu trúc cáp ảnh hưởng đến hiệu suất kéo như thế nào

Không phải tất cả các loại cáp PV đều được tạo ra như nhau.thành phần vật liệuVàthiết kế cápđóng vai trò quan trọng trong việc xác định độ bền kéo.

Tác động vật chất:

• XLPE (Polyetylen liên kết ngang):Có độ bền kéo và độ ổn định nhiệt vượt trội, thường được sử dụng trong cáp đạt chuẩn EN 50618.

• PVC:Giá cả phải chăng hơn, nhưng độ bền cơ học thấp hơn—ít được ưa chuộng trong các ứng dụng PV ngoài trời hoặc quy mô tiện ích.

• TPE / LSZH:Các lựa chọn ít khói, không halogen cân bằng giữa tính linh hoạt và hiệu suất kéo vừa phải.

Tác động của dây dẫn:

• Đồng thiếc:Tăng khả năng chống ăn mòn và cải thiện liên kết cơ học với vật liệu cách nhiệt.

• Bị mắc kẹt so với Rắn:Dây dẫn xoắn giúp tăng tính linh hoạt và giảm nguy cơ đứt khi chịu lực căng lặp đi lặp lại.

Thiết kế kết cấu:

• Gia cố vỏ bọc:Một số cáp PV có thiết kế sợi aramid hoặc vỏ bọc kép để tăng khả năng chịu kéo.

• Đa lõi so với lõi đơn:Cáp nhiều lõi thường có hành vi cơ học phức tạp hơn nhưng có thể được cải thiện nhờ vật liệu độn gia cố.

Việc lựa chọn vật liệu chất lượng cao và thiết kế cấu trúc tối ưu giúp tăng cường đáng kể khả năng vượt qua thử nghiệm kéo và hoạt động trong điều kiện thực tế của cáp.

Phần kết luận

Kiểm tra độ bền kéo là một tiêu chuẩn cơ bản để đảm bảođộ bền cơ họccủa cáp quang điện. Trong những môi trường khắc nghiệt—dù là dưới ánh nắng gay gắt, gió mạnh hay sóng biển—lỗi cáp không phải là một lựa chọn.

Bằng cách hiểu về thử nghiệm kéo, lựa chọn các sản phẩm tuân thủ và tìm nguồn cung ứng từ các nhà sản xuất được chứng nhận, các EPC năng lượng mặt trời, nhà phát triển và nhóm mua sắm có thể đảm bảocung cấp điện an toàn, hiệu quả và lâu dài.

Bạn đang tìm kiếm cáp quang điện đáp ứng các tiêu chuẩn kéo IEC, EN hoặc TÜV?
Hợp tác vớiCông ty TNHH sản xuất dây và cáp điện Danyang Winpowerngười cung cấp báo cáo kiểm tra cơ học đầy đủ và khả năng truy xuất nguồn gốc vật liệu để đảm bảo dự án năng lượng mặt trời của bạn vượt qua thử thách của thời gian.