无论是铝线还是铜线,粗线还是细线,绝缘都是必不可少的。如果没有它,热量就会聚集,造成短路、火花和火焰。




如果衣服制作这个男人,因为旧的格言说,然后绝缘是电线和电缆。没有绝缘,热量会增加并导致短裤,火花和火焰。无论是铝还是铜线,厚或薄的电缆,绝缘也是必不可少的。

“绝缘材料的主要功能是将导体(如铜或铝)从可能承载电流的其他导电材料隔离,”Delphi Corp.的电气和电子建筑分配系统的产品业务部门总监Doug Gruber说:“抗削减的抵抗力磨损是关键绝缘特征。“

混合动力和电动汽车的持续发展趋势,迫使电缆和电线行业开发的产品,最大限度地减少对环境的影响,以提高燃料经济性和寿命结束时的可回收性。

生产激光标记和剥离设备的Spectrum Technologies PLC的区域销售经理格雷厄姆•史密斯指出:“供应商面临着持续不断的压力,要求他们以更低的成本提供更高的性能。”此外,在温度、耐化学性、机械灵活性和耐磨性等操作环境中,需要使用更少的材料来实现理想的电气性能。”

史密斯补充说:“有压力要用更新的材料取代旧的、性能较低的材料,以更便宜的价格提供所需的性能,或者以同样的价格提供更好的性能。”电线制造商正在利用聚合物加工和生产设备的新进展,制造更复杂的电线结构,包括不同的绝缘材料。

“将更多电气和电子功能包装到给定平台上的趋势,无论是飞机还是PDA,都意味着电线和电缆必须能够在更少的空间中做得更多,”史密斯指出。

新型绝缘材料,减少电线电缆对环境的影响。

许多选项

今天,工程师在指定线束的电线时有很多选择,而不仅仅是绝缘。这一决定对切割、标记、剥离和其他线材加工应用具有重大意义。

绝缘材料有很多种。选择通常由稳定性和长寿命、介电性能、耐高温、耐潮湿、机械强度和灵活性等因素决定。

电线、电缆和电线管理产品的领先供应商IEWC的市场经理Brian Hirt说:“在这些领域中,没有一种绝缘是理想的。”选择绝缘类型完全符合应用要求的电缆是必要的。

根据Hirt的说法,目前可用的绝缘和护套材料可以分为三类:

可挤压的一次绝缘,直接应用于导体上。这些材料中有许多也被用来做夹克。这些包括聚氯乙烯(pvc)、聚乙烯、氟碳化合物和硅酮。

用作主要绝缘的磁带绝缘体。这包括聚四氟乙烯,kapton,云母和聚酯,单独或与其他材料层压。

夹克应用于主要绝缘,屏蔽,电缆组件或电缆本身。这包括许多主要绝缘材料,例如尼龙,氯丁橡胶,低丙酮,乙烯 - 丙烯橡胶和聚氨酯。

工程师还需要指定热固性或热塑性绝缘。热固性材料具有紧热时硬化的紧密互锁的分子。它们通常提供比热塑性塑料更好的低温性能。热固性能包括交联聚乙烯(XLPE),乙烯 - 丙烯橡胶和硅氧烷。

热塑性材料具有松散连接的分子,在过热时软化。然而,它们通常比热固性件便宜。热塑性塑料包括PVC,聚乙烯,尼龙和铁氟龙。

北美汽车市场的线材绝缘是由PVC和XLPE材料的主导。“超过95%的运输应用使用PVC和XLPE接线,”普罗斯塔铁路LLC工程总监Fred Kelly。“在特定的严重应用环境中,其他特种线绝缘体[使用]。然而,接线绝缘的期望存在变化。“

Kelly说,由于每辆车的电线含量更高,以及可供布线的空间有限,绝缘变得更薄。车辆的电气系统通常超过60伏的旧标准,一些车辆现在配备了600伏的系统。

Kelly指出:“更长的汽车保修期和耐久性(规格)导致了更严格的测试方法和OEM标准的要求。”“因此,电线绝缘配方得到了改进,使用寿命更长,并能承受更恶劣的环境条件,如更高的温度等级、热水和耐化学性,以及更高的耐磨性。”

虽然PVC仍然占主导地位,但最近有人在推动更环保的绝缘化合物。其中大部分是由欧洲的举措推动的,如RoHS(限制有害物质)和REACH(化学品注册、评估、授权和限制)。具有低烟、零卤素特性的材料,如改性聚苯醚(mPPE),正被推广为PVC的绿色替代品。

该筛选电池电缆具有乙烯丙烯酸弹性体的外部绝缘,符合Hybrid和电动车辆的高温,高压要求。

绿色的替代品

Delphi几年前为汽车行业开发了一种无卤薄壁电缆。它使用MPPE可回收涂层制造。“传统方法要求车身或内部或XLPE绝缘中使用的布线中的PVC绝缘,”Gruber说。“涉及到环境时都会产生不同的影响。

格鲁伯解释说:“PVC中含有卤素,这是有效的,但在使用寿命结束时,绝缘本身很难处理,因为如果电缆被焚烧,卤素会逸出并产生副产品化合物。”“XLPE不含卤素,但不具有很强的可回收性。使用聚苯醚合金既解决了无卤素和可回收性问题,又保持了成本效益和耐用性。”

RS Components Ltd.最近推出了一款名为EcoWire的产品。据产品经理James Howarth称,它“实现了比标准pvc基连接线的扩展功能,绝缘是完全可回收的。”

EcoWire使用的热塑性塑料比PVC本身更轻、更坚韧、更耐用,是无卤素的,不含重金属颜料。其结果是ul批准的电线,帮助制造商满足废弃电气和电子设备(WEEE)的要求。

“当PVC绝缘是电线和电缆行业的主干,因为它的机电性能和低成本,它呈现了环境问题,”警告豪华。“PVC是一种含卤素材料,当燃烧对健康和设备的危险时,含有含卤素,有毒的烟雾和有毒酸。

豪沃思指出:“新材料,主要是低烟、零卤素塑料,在燃烧时不会排放危险气体或烟雾。”“低烟、零卤素的缺点是不能方便地回收和再利用。就像聚氯乙烯一样,它会在垃圾填埋场里待上几个世纪。”

EcoWire采用柔性Noryl绝缘材料,是PVC的环保替代品。诺里尔是一种mPPE热塑性塑料,比PVC本身更轻,更坚韧,更阻燃。

Howarth说mPPE可以减少壁厚,同时保持与PVC相同的电气性能。“使用mPPE,等效导线的直径可以缩小25%,”他声称。

其他公司也加入了绿色浪潮。例如,陶氏电气和电信公司最近公布了一个新的系列的无邻苯二甲酸酯增塑剂,用于电线绝缘和护套,由100%可回收的原料制成。Ecolibrium生物基增塑剂“可以帮助电缆制造商和原始设备制造商减少高达40%的温室气体排放,”全球营销总监Jonathan Penrice说。

推动较轻,更小,更薄,更有效的布线也会影响绝缘。“随着我们发展较薄的墙壁,保护电线的要求尚未真正改变,”德尔斐电气和电子建筑工程工程总监Chris Burns说明。该公司开发了无卤素,薄壁和超薄墙0.13平方毫米电缆,用于需要低电流电路的车辆应用。

电缆不含任何限制化学物质,如卤素、重金属或邻苯二甲酸盐。电缆的绝缘也是可回收的,它满足氯和无铅部件的要求。

根据烧伤,绝缘层为常规涂层-0.2毫米,或围绕两个常规纸张厚度的一半。与PVC薄壁电缆相比,无卤素薄壁电缆的直径减少高达25%,面积减少45%。

“较小直径和更复杂的绝缘结构的持续趋势将迫使制造商超越传统的机械刀片,但它们被配置,并探索了激光剥离等技术的使用,”史密斯预测。激光标记还证明是某些类型的绝缘的安全,可靠和生产的替代品。

Smith说:“对于航空航天应用来说,几乎所有的电线绝缘现在都经过优化,可以用紫外激光标记。”“通过与绝缘层中的二氧化钛发生光化学反应,可以留下永久、清洁和安全的标记。

传统的线材标记技术包括热压标记和热收缩标记。史密斯指出:“航空航天原始设备制造商不再使用热印标记,因为它会对现在航空航天电线标准的薄绝缘造成损害。”“热收缩仍然用于非激光显著的电线,但安装和增加重量和体积是耗时的。”一个

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