專利名稱:分布式光伏系統(tǒng)用鋁合金無(wú)鹵環(huán)保型直流電纜的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種分布式光伏系統(tǒng)用鋁合金無(wú)鹵環(huán)保型直流電纜，包括8000系列電工級(jí)鋁合金材料，結(jié)構(gòu)為介于GB/T3956的2類(lèi)導(dǎo)體和5類(lèi)導(dǎo)體之間的鋁合金導(dǎo)體（1）；導(dǎo)體（1）外擠包125℃輻照交聯(lián)無(wú)鹵低煙阻燃聚烯烴的絕緣材料形成絕緣層(2)，兩根絕緣線芯平行排列，并對(duì)絕緣層進(jìn)行輻照交聯(lián)；然后擠包125℃輻照交聯(lián)環(huán)保高阻燃聚烯烴的護(hù)套材料形成外護(hù)套（3），對(duì)外護(hù)套（3）進(jìn)行輻照交聯(lián)，電纜制成啞鈴狀扁平電纜。采用本實(shí)用新型，導(dǎo)體具有優(yōu)異的柔韌和延伸性能、耐腐蝕性能和抗蠕變性能，電纜耐高溫、耐低溫、耐濕熱、耐酸堿、耐臭氧、耐紫日光老化和無(wú)鹵阻燃環(huán)保，性能性價(jià)比高。
【專利說(shuō)明】分布式光伏系統(tǒng)用鋁合金無(wú)南環(huán)保型直流電纜

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種分布式光伏系統(tǒng)用鋁合金無(wú)鹵環(huán)保型直流電纜，屬于電線電纜【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]目前我國(guó)光伏系統(tǒng)中所用電纜均采用德國(guó)萊茵技術(shù)有限公司標(biāo)準(zhǔn)2pfgll69/08的PV-電纜(光伏組件用電纜)，導(dǎo)體為5類(lèi)鍍錫銅芯結(jié)構(gòu)。由于我國(guó)銅資源短缺，價(jià)格高昂，因此光伏系統(tǒng)用電纜成本較高。而我國(guó)比較豐富的是鋁資源，但普通電工鋁的抗蠕變和延伸性能差，造成電纜運(yùn)行過(guò)程中的安全性差，所以在我國(guó)用鋁作導(dǎo)電線芯的電力電纜較少。
[0003]隨著8000系列的鋁合金材料在我國(guó)批量投產(chǎn)，采用8000系列鋁合金作導(dǎo)體成為一種可能。采用8000系列鋁合金作電力電纜的導(dǎo)體早有先例，例如在美國(guó)等北美國(guó)家，90%的供電線路均采用8000系列鋁合金作電力電纜的導(dǎo)體，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期運(yùn)行和檢測(cè)驗(yàn)證，其性能安全可靠。但將8000系列的鋁合金材料應(yīng)用到光伏系統(tǒng)，尤其是是目前國(guó)內(nèi)大規(guī)模發(fā)展的分布式光伏系統(tǒng)中，仍然沒(méi)有得以實(shí)現(xiàn)。這是因?yàn)?(1)對(duì)光伏系統(tǒng)中的鋁合金導(dǎo)體而言，不但需要導(dǎo)電性能達(dá)到電工鋁的要求，還要求柔軟、易彎曲；(2)鋁合金從桿材拉制成5類(lèi)導(dǎo)體用單絲線徑較為困難、成本太高；(3)由于電纜結(jié)構(gòu)為雙芯扁電纜，輻照加工如果采用和普通銅芯光伏電纜相同的方法，即一次輻照完成，絕緣性能無(wú)法滿足產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求。
[0004]
【發(fā)明內(nèi)容】
:
[0005]為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本實(shí)用新型提供了一種分布式光伏系統(tǒng)用鋁合金無(wú)鹵環(huán)保型直流電纜，應(yīng)用于分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)中匯流排到逆變器之間的直流線路。
[0006]本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
[0007]1、一種分布式光伏系統(tǒng)用鋁合金無(wú)鹵環(huán)保型直流電纜，包括:鋁合金導(dǎo)體、絕緣層和外護(hù)套。導(dǎo)體外擠包絕緣層，形成絕緣線芯，兩根絕緣線芯并行排列后擠包外護(hù)套，電纜結(jié)構(gòu)為雙芯啞鈴形電纜。
[0008]2、鋁合金導(dǎo)體采用8000系列鋁合金，其結(jié)構(gòu)為介于GB/T3956的2類(lèi)導(dǎo)體(例如當(dāng)導(dǎo)體截面為35mm2，其導(dǎo)體結(jié)構(gòu)采用7根，2.60mm單線按1+6排列絞合)和5類(lèi)導(dǎo)體(例如當(dāng)導(dǎo)體截面為35mm2，其導(dǎo)體結(jié)構(gòu)采用276根，0.4mm單線，先采用23根進(jìn)行束絞成12股，再將12股以3+9的排列絞合)之間，如當(dāng)導(dǎo)體截面為35_2，其導(dǎo)體結(jié)構(gòu):我們采用了 19根，1.56mm單線，按1+6+12正規(guī)絞合的方式絞合并緊壓而成，這樣既解決了鋁合金從桿材拉制成5類(lèi)導(dǎo)體用單絲線徑較為困難(在GB/T3956中鋁或鋁合金導(dǎo)體只有I類(lèi)或2類(lèi)導(dǎo)體結(jié)構(gòu))、成本太高的問(wèn)題，又能盡量去滿足電纜柔軟和易彎曲的要求；絞合后，對(duì)導(dǎo)體進(jìn)行280°C?320°C、2h的整體退火處理，使導(dǎo)體用單線的伸長(zhǎng)率控制在25%?30%之間，經(jīng)過(guò)該處理的鋁合金導(dǎo)體不但能夠提高導(dǎo)電率，保證其導(dǎo)體電阻達(dá)到電工鋁的要求，還能使導(dǎo)體更加柔軟和易彎曲。
[0009]3、絕緣層采用125°C輻照交聯(lián)無(wú)鹵低煙阻燃聚烯烴的絕緣材料擠包而成，該絕緣層具有優(yōu)異的電絕緣性能、耐高溫(125°C)、耐低溫性能、耐酸堿性能、耐濕熱性能、耐氣候性能和低煙無(wú)鹵阻燃性能。
[0010]4、外護(hù)套采用125°C輻照交聯(lián)環(huán)保高阻燃聚烯烴的護(hù)套材料擠包而成，外護(hù)套具有優(yōu)異的耐高溫(125°C)、耐低溫性能、耐酸堿性能、耐濕熱性能、耐氣候性能、耐和環(huán)保阻燃性能。
[0011]擠包外護(hù)套前兩根絕緣線芯無(wú)需扭絞，而是在擠包護(hù)套時(shí)采用并行排列，兩芯外護(hù)套之間有I?2_長(zhǎng)，0.5?Imm厚的帶相連，護(hù)套整體為啞鈴狀。
[0012]5、對(duì)電纜的輻照加工分為兩步。首先在導(dǎo)體外擠包絕緣層，并對(duì)絕緣層采用電子加速器進(jìn)行輻照交聯(lián)，然后在兩根絕緣線芯外擠包外護(hù)套，再對(duì)外護(hù)套采用電子加速器進(jìn)行輻照交聯(lián)。交聯(lián)度的控制:以熱延伸試驗(yàn)值為準(zhǔn)，本電纜絕緣層和外護(hù)套熱延伸分別控制在50?80%和30?50%之間。

【附圖說(shuō)明】

[0013]圖1為本實(shí)用新型電纜的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]I導(dǎo)體，2絕緣層，3外護(hù)套。

【具體實(shí)施方式】
[0015]以下通過(guò)具體的實(shí)施方式，并結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0016]如圖1所示，分布式光伏系統(tǒng)用鋁合金無(wú)鹵環(huán)保型直流電纜，包括電纜鋁合金導(dǎo)體(1)，導(dǎo)體(I)外擠包絕緣層(2)，形成絕緣線芯，兩根絕緣線芯并行排列后擠包外護(hù)套
(3)，制成扁形電纜，兩芯外護(hù)套(3)輕微相連。在本實(shí)施例中，導(dǎo)體(I)截面為35mm2。
[0017]導(dǎo)體(I)采用8000系列鋁合金，導(dǎo)體結(jié)構(gòu)可以采用例如19根，1.56mm單線按1+6+12正規(guī)排列絞合而成。絕緣層(2)采用125°C輻照交聯(lián)無(wú)鹵低煙阻燃聚烯烴的絕緣材料擠包而成，外護(hù)套(3)采用125°C輻照交聯(lián)環(huán)保高阻燃聚烯烴的護(hù)套材料擠包而成。
[0018]對(duì)電纜的輻照加工分為兩次，首先在導(dǎo)體外擠包絕緣層(2)形成絕緣線芯，并對(duì)絕緣層(2)進(jìn)行輻照交聯(lián)，然后在絕緣層(2)外擠包外護(hù)套(3)。擠包外護(hù)套(3)前，兩根絕緣線芯無(wú)需扭絞，而是在擠包外護(hù)套(3)時(shí)采用并行排列，把外護(hù)套制成啞鈴狀，兩芯外護(hù)套之間有I?2mm長(zhǎng),0.5?Imm厚的帶相連,最后對(duì)外護(hù)套(3)進(jìn)行福照交聯(lián)。
[0019]本實(shí)用新型電纜的技術(shù)性能指標(biāo):
[0020]2.1直流額定電壓:1.8/3kV。
[0021]2.2電纜長(zhǎng)期最高允許工作溫度:125°C，短時(shí)間允許達(dá)到:250°C。
[0022]2.3導(dǎo)體電阻在20°C時(shí)符合3956中鋁導(dǎo)體的規(guī)定。
[0023]2.4 成品試驗(yàn)電壓:6500V/5min。
[0024]2.5絕緣電阻:在20°C時(shí)不小于1000M Ω/km。
[0025]2.6耐酸堿溶液試驗(yàn):抗拉強(qiáng)度變化率彡±30%，斷裂伸長(zhǎng)率彡100%。
[0026]2.7低溫試驗(yàn):在溫度_40°C，時(shí)間16h的冷卻后進(jìn)行沖擊和彎曲試驗(yàn)，電纜表面不開(kāi)裂。
[0027]2.8成品耐臭氧試驗(yàn):經(jīng)72h耐臭氧試驗(yàn)，電纜表面無(wú)開(kāi)裂現(xiàn)象。
[0028]2.9成品日光老化試驗(yàn):以720h日光老化試驗(yàn)后，電纜表面無(wú)裂縫。
[0029]2.10無(wú)煙性能:透光率彡60%
[0030]2.11鹵素含量試驗(yàn)
[0031]2.11.1 PH及導(dǎo)電率:PH值彡4.3，電導(dǎo)率彡10 μ S/mm ；
[0032]2.11.2 Cl 及 Br 含量:HCL ( 0.5% ；HBr ( 0.5% ；
[0033]2.11.3 F 含量:彡 0.1%。
[0034]2.12垂直燃燒試驗(yàn):通過(guò)GB/T 18380.12-2008規(guī)定的垂直燃燒試驗(yàn)。
[0035]2.13絕緣、護(hù)套材料機(jī)械性能:
[0036]老化前絕緣抗拉強(qiáng)度彡6.5N/mm2,斷裂伸長(zhǎng)率彡125%，護(hù)套抗拉強(qiáng)度彡8.0N/mm2,斷裂伸長(zhǎng)率彡125%。
[0037]經(jīng)(150±2) °C、7X24h老化后，絕緣及護(hù)套老化前后抗拉強(qiáng)度變化率<-30%，絕緣及護(hù)套老化前后斷裂伸長(zhǎng)率變化率< _30%。
[0038]2.14絕緣和護(hù)套的熱延伸試驗(yàn)
[0039]絕緣及護(hù)套伸長(zhǎng)率的中間值應(yīng)不大于100%。
[0040]2.15 熱壽命
[0041]根據(jù)IEC 60216-1、IEC60216-2阿列紐斯曲線進(jìn)行，溫度指數(shù)為120。。。時(shí)間5000h。絕緣及護(hù)套斷裂伸長(zhǎng)率保留率:> 50%。之后進(jìn)行室溫下彎曲試驗(yàn)。試棒直徑為電纜外徑的2倍，試驗(yàn)后護(hù)套表面不應(yīng)有目力可見(jiàn)裂紋。使用壽命:25年。
[0042]本實(shí)用新型所提供的分布式光伏系統(tǒng)用鋁合金無(wú)鹵環(huán)保型直流電纜，具有如下技術(shù)效果:
[0043](I)經(jīng)過(guò)加工后的導(dǎo)體，載流能力與鋁芯相當(dāng)，為銅導(dǎo)體的61%，抗蠕變性能和延伸性能佳，接近于銅，而耐腐蝕和壓接性能優(yōu)于銅。而鋁合金導(dǎo)體材料成本是銅導(dǎo)體材料成本的20%左右，工程投資成本可降低30%。因此性價(jià)比遠(yuǎn)高于現(xiàn)有銅芯單芯光伏電纜。
[0044](2)電纜的柔軟性和彎曲性能極佳，能滿足分布式光伏系統(tǒng)用電纜的設(shè)計(jì)和用戶要求。
[0045](3)具有低煙、無(wú)鹵和阻燃的特性，電纜在火災(zāi)條件下的二次災(zāi)害大大減少了，不會(huì)對(duì)環(huán)境保護(hù)造成負(fù)面影響，屬于環(huán)保類(lèi)電纜。耐高溫、耐低溫、耐濕熱、耐酸堿、耐臭氧、耐紫日光老化，使用壽命達(dá)到25年以上。
[0046](4)電纜重量輕、一根電纜代替原有兩根單芯電纜、又制成啞鈴狀，且雙芯易分離，安裝更方便。
[0047]以上所述，僅為本實(shí)用新型的較佳可行實(shí)施例而已，并非局限于本實(shí)用新型的權(quán)利范圍，凡運(yùn)用本實(shí)用新型說(shuō)明書(shū)及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)變化，均包含于本實(shí)用新型的權(quán)利范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種分布式光伏系統(tǒng)用鋁合金無(wú)鹵環(huán)保型直流電纜，包括電纜的鋁合金導(dǎo)體(1)，鋁合金導(dǎo)體(I)外擠包絕緣層(2 )形成絕緣線芯，兩根絕緣線芯并行排列后擠包外護(hù)套(3 )制成的啞鈴狀扁形電纜，其特征在于: 所述鋁合金導(dǎo)體(I)采用8000系列的鋁合金材料，導(dǎo)體結(jié)構(gòu)介于2類(lèi)導(dǎo)體和5類(lèi)導(dǎo)體之間，并采用正規(guī)絞合和線芯整體退火處理而成，導(dǎo)體柔軟，易彎曲； 所述絕緣層(2)是在導(dǎo)體(I)上擠包125°C輻照交聯(lián)無(wú)鹵低煙阻燃聚烯烴的絕緣材料，再經(jīng)電子加速器進(jìn)行輻照交聯(lián)；所述外護(hù)套(3)是先擠包125°C輻照交聯(lián)環(huán)保高阻燃聚烯烴的護(hù)套材料，再經(jīng)輻照交聯(lián)加工；擠包外護(hù)套(3)前兩根絕緣線芯無(wú)需扭絞，而是在擠包護(hù)套時(shí)采用并行排列，兩芯護(hù)套輕微相連，護(hù)套整體制成為啞鈴狀。
【文檔編號(hào)】H01B1-02GK204288865SQ201420696362
【發(fā)明者】周友芝, 黃宏林, 胡凌飛 [申請(qǐng)人]江蘇雙登電力科技有限公司