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CN116013587A - 一种太阳能发电系统用多芯光伏电缆及其制作方法 - Google Patents

一种太阳能发电系统用多芯光伏电缆及其制作方法 Download PDF

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CN116013587A
CN116013587A CN202310036242.5A CN202310036242A CN116013587A CN 116013587 A CN116013587 A CN 116013587A CN 202310036242 A CN202310036242 A CN 202310036242A CN 116013587 A CN116013587 A CN 116013587A
Authority
CN
China
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cable
core
power generation
aluminum alloy
wire
Prior art date
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Pending
Application number
CN202310036242.5A
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English (en)
Inventor
仲月
翟立锋
王怡瑶
李帅
景国强
王剑飞
杨婷
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Shuangdeng Cable Co ltd
Original Assignee
Shuangdeng Cable Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Shuangdeng Cable Co ltd filed Critical Shuangdeng Cable Co ltd
Priority to CN202310036242.5A priority Critical patent/CN116013587A/zh
Publication of CN116013587A publication Critical patent/CN116013587A/zh
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Abstract

本发明涉及光伏发电技术领域,具体为一种太阳能发电系统用多芯光伏电缆及其制作方法,芯线包括绝缘层以及电缆导体单元,每个电缆导体单元均由电缆导体相互绞合而成;芯线之间填充有填充层,芯线和填充层绞合构成缆芯;缆芯的外侧面包覆有绕包层,绕包层的外侧面包覆有外护套。本发明可将多根混乱随意敷设的单芯光伏电缆用一根标识清晰的多芯光伏电缆来代替,方便识别、电缆敷设及安装固定,解决了多根单芯电缆混乱敷设易造成的挤压和机械损伤及热击穿等问题,提高了电缆的使用可靠性和安装敷设效率,降低了工程造价和施工成本,采用铝合金软导体设计,可进一步降本增效,提高传输效率,满足容量不断提高的光伏发电系统需求。

Description

一种太阳能发电系统用多芯光伏电缆及其制作方法
技术领域
本发明涉及一种光伏电缆及其制作方法,特别是涉及一种太阳能发电系统用多芯光伏电缆及其制作方法,属于光伏发电技术领域。
背景技术
近年来,太阳能发电的应用日趋广泛,发展迅速,在光伏电站建设过程中除主要设备,如光伏组件、逆变器、升压变压器以外,配套连接的光伏电缆对光伏电站的整体盈利的能力、运行的安全性、是否高效,同样起着至关重要的作用。
当前光伏电站中直流侧的光伏组件与组件之间的串联电缆、组串之间及组串至直流配电箱之间的并联电缆,一般采用单芯125℃辐照交联聚烯烃绝缘护套的光伏专用电缆,由于我国光资源集中在西部、沙漠及近海域等,集中式大规模光伏发电站建设成为主流,所以光伏电站中随处可见的一捆捆单芯光伏电缆或敷设在沟槽中、或在托架上,也有处在悬挂状态的随风摇摆,易造成机械损伤,也有一捆数十根单芯电缆埋在干燥的沙子里,容易形成热击穿,而汇流箱至逆变器之间一般采用具有相应承载能力的大截面两芯直流电缆,通常是按普通交流1.8/3kV电力电缆设计,对耐环境性能要求不高,存在一定的安全隐患。
因此,亟需对太阳能发电系统用的多芯光伏电缆进行改进,以解决上述存在的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种太阳能发电系统用多芯光伏电缆及其制作方法,可将多根混乱随意敷设的单芯光伏电缆用一根标识清晰的多芯光伏电缆来代替,解决了多根敷设单芯光伏电缆的标识识别难问题,方便了电缆敷设及安装固定,解决了多根单芯电缆混乱敷设易造成的挤压和机械损伤及热击穿等问题,提高了电缆的使用可靠性和安装敷设效率,降低了工程造价和施工成本。采用铝合金软导体设计,可直接降低电缆采购成本约40%,减轻电缆重量约30%。同时采用提高电压等级设计,可进一步降本增效,提高传输效率,满足容量不断提高的光伏发电系统需求。
为了达到上述目的,本发明采用的主要技术方案包括:
一种太阳能发电系统用多芯光伏电缆,包括若干个圆周排列的芯线,所述芯线包括绝缘层以及包裹在所述绝缘层内部的电缆导体单元,每个电缆导体单元均由若干根电缆导体相互绞合而成;
若干个圆周排列的所述芯线之间填充有填充层,所述芯线和所述填充层绞合构成缆芯;
所述缆芯的外侧面包覆有绕包层,所述绕包层的外侧面包覆有外护套。
优选的,所述电缆导体的材质为特种铝合金软导体。
优选的,所述绝缘层的材质为耐温等级125℃的辐照交联无卤低烟阻燃聚烯烃绝缘料。
优选的,所述绝缘层分别按DC1500V、DC2000V和DC3000V电压等级设计;
所述绝缘层的标称厚度分别设计为0.7mm、1.0mm和1.5mm。
优选的,所述填充层为无卤低烟阻燃纤维绳填充。
优选的,所述芯线的外侧面喷涂有颜色和数字标识,成缆时采用正规绞合排列方式。
优选的,所述绕包层为重叠绕包的无卤低烟阻燃玻璃纤维带,绕包重叠率不小于30%。
优选的,所述外护套的材质为耐温等级125℃的辐照交联无卤低烟阻燃聚烯烃护套料。
优选的,若干个所述芯线中包括一个备用芯线。
一种太阳能发电系统用多芯光伏电缆的制作方法,包括以下步骤:
铝合金杆选择:采用Al-Mg-Si-0.02%石墨烯铝合金导体,并优选配比,采用铝合金连铸连轧设备扎制,10道轧辊轧制过程中保证乳化液的浓度为7.5%~9.5%,得到Φ9.5mm,电阻率≤0.0288Ω·mm2/m,伸长率≥8%,抗拉强度110MPa~150MPa的高性能铝合金杆;
拉丝退火:采用9模非滑动式铝合金大拉丝机连续拉拔,得到外表光洁的高品质硬态铝合金线后,继续采用型号为BRN-DT18/120-8尼霍夫多头小拉丝机再次进行13道深度加工,得到线径为0.20mm的铝合金单线;
束线绞合:导线总根数为175根,由直径为0.20mm的25根铝合金单丝通过型号为GSM-600高速束线机束绞成股线,7根股线经型号为JL-54B-500的笼式绞线机复绞制成导体,束绞节距为40mm,复绞时外层节距为85mm,绞合后导体直径为3.4mm;
绝缘挤出:绝缘层采用Ф70高速挤塑机挤出,挤出机的加热温度为:加料口130℃,机身加热1区138℃、2区148℃、3区155℃,法兰158℃,机颈区156℃,机头区155℃,挤出速度为180米/min;
辐照交联:采用125℃辐照交联无卤低烟阻燃聚烯烃绝缘料,绝缘结构按DC3000V设计,绝缘标称厚度为1.5mm,绝缘应能经受工频试验电压9kV5min不击穿;
填充、成缆:采用36盘笼式成缆机成缆,并在绝缘线芯绞合的缝隙处采用无卤低烟阻燃纤维绳填充圆整,纤维绳捻后直径为2.2mm,成缆节距为320mm,成缆线速度为35m/min;
绝缘线芯颜色排列顺序,采用正规绞合方式成缆,即1+6+12的排列方式,黑色备用线芯放置在中心位置,第二层3对线芯以红、蓝依次顺时针排列,第三层6对线芯同样以红、蓝依次顺时针排列;
重叠绕包无卤低烟阻燃玻璃纤维带:绞合成缆完成后重叠绕包无卤低烟阻燃玻璃纤维带,重叠率不低于30%,成缆节距应均匀,成缆后外形应均匀圆整;
护套挤出:采用长径比为25、压缩比2.5的单螺杆Ф90挤塑机挤出,挤出模具设计为挤压式,挤出机的加热温度为:加料口130℃,机身加热1区135℃、2区140℃、3区145℃,机颈区150℃,机头区152℃;
螺杆转速为25rpm,螺杆电流为130A,挤出线速度为45m/min;
辐照交联:护套辐照时,根据辐照传送装置及导轮选择大直径滚筒,同时对电缆经过的所有路径、孔径及导轮重新设计,辐照剂量为:绝缘13~15Mrad,护套为16~18Mrad。
本发明至少具备以下有益效果:
1、导体采用特种铝合金软导体,即Al-Mg-Si-0.02%石墨烯铝合金导体,采用0.20mm软态铝合金束绞工艺,同时结合0.02%石墨烯纳米混合铝粉改良的Al-Mg-Si-0.02%石墨烯合金熔炼技术,保证Al-Mg-Si-0.02%石墨烯铝合金杆拉制后的单线具备高强度的同时,兼具高的延展性和导电性,同时,铝合金电缆的直接采购成本仅相当于铜芯电缆的60%~70%,铝合金电缆自重比相同载流能力的铜芯电缆轻30%,使其安装敷设更为方便、费用更为低廉。
2、本发明的绝缘和护套均采用125℃辐照交联无卤低烟阻燃聚烯烃材料,这一类高品质的电缆材料,综合性能突出;其优良的电气性能和机械物理性能及绝缘结构设计满足光伏发电DC2000V和DC3000V系统的运行要求,为用户提供更多选择;而其优越的耐紫外线、耐臭氧、耐酸碱、耐盐雾的侵蚀能力,以及优越的耐高低温性能,则适应野外恶劣环境长期敷设,满足光伏电缆25年的使用寿命要求。
3、本发明采用多芯设计,与传统光伏发电线路设计采用单芯光伏电缆相比,可将多根混乱随意敷设的单芯光伏电缆用一根标识清晰的多芯光伏电缆来代替,解决了多根敷设单芯光伏电缆的标识识别难问题,方便了电缆敷设及安装固定,解决了多根单芯电缆混乱敷设易造成的挤压和机械损伤和热击穿等问题,提高了电缆的使用可靠性和安装敷设效率,降低了工程造价和施工成本,同时本发明设计有备用芯线,故障时可快速替换故障线芯,避免因故障影响发电效率。
4、本发明提出并设计了DC1500V、DC2000V和DC3000V三种电缆等级的多芯光伏电缆,设计绝缘标称厚度分别为0.7mm、1.0mm和1.5mm,设计绝缘层的耐电强度分别为经受6.5kV、7.5kV和9kV,5min的工频电压试验,不击穿,在光伏系统线路设计布局上打破了传统思维,适应未来高效率、低成本大型光伏电站的发展需要,可进一步降本增效,提高传输效率,满足容量不断提高的光伏发电系统需求,迎接DC2000V和DC3000V光伏时代的到来。
5、本发明应用于光伏发电系统组件与组件之间、组串之间以及组串直接至逆变器的连接线路,可将多根混乱随意敷设的单芯光伏电缆用一根标识清晰的多芯光伏电缆来代替,解决了多根敷设单芯光伏电缆的标识识别难问题,方便了电缆敷设及安装固定,解决了多根单芯电缆混乱敷设易造成的挤压和机械损伤及热击穿等问题,提高了电缆的使用可靠性和安装敷设效率,降低了工程造价和施工成本。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解,构成本申请的一部分,本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的不当限定。在附图中:
图1为本发明的局部立体图;
图2为本发明的剖视图;
图3为本发明的工艺流程图。
图中,1-电缆导体,2-绝缘层,3-芯线,4-填充层,5-缆芯,6-绕包层,7-外护套。
具体实施方式
以下将配合附图及实施例来详细说明本申请的实施方式,借此对本申请如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。
如图1-图2所示,本实施例提供的太阳能发电系统用多芯光伏电缆,包括若干个圆周排列的芯线3,芯线3包括绝缘层2以及包裹在绝缘层2内部的电缆导体单元,每个电缆导体单元均由若干根电缆导体1相互绞合而成,若干个圆周排列的芯线3之间填充有填充层4,芯线3和填充层4绞合构成缆芯5,缆芯5的外侧面包覆有绕包层6,绕包层6的外侧面包覆有外护套7;
其中,电缆导体1的材质为特种铝合金软导体,本发明的电缆导体1采用特种铝合金软导体,即Al-Mg-Si-0.02%石墨烯铝合金导体,采用0.20mm软态铝合金束绞工艺,同时结合0.02%石墨烯纳米混合铝粉改良的Al-Mg-Si-0.02%石墨烯合金熔炼技术,保证Al-Mg-Si-0.02%石墨烯铝合金杆拉制后的单线具备高强度的同时,兼具高的延展性和导电性;其配比如下:石墨烯纳米铝粉:0.02%;铁:0.005%~0.5%;铜:0.02%~0.15%;镁:0.001%~0.3%;硅:0.25~0.2%;铍:0.001%~0.15%;钙:0.005%~0.10%;锌:0.03%~0.12%;锶:0.001%~0.08%;锆:0.001%~0.15%;钠:0.01%~0.25%;钒:0.001%~0.1%;铬:0.001%~0.10%;锰:0.01%~0.1%;镓:0.005%~0.15%;锗:0.01~0.20%;硼:0.01~1.0%;余量为Al;
本发明的导体采用特种铝合金软导体,即Al-Mg-Si-0.02%石墨烯铝合金导体,采用0.20mm软态铝合金束绞复绞工艺,同时结合0.02%石墨烯纳米混合铝粉改良的Al-Mg-Si-0.02%石墨烯合金熔炼技术,保证Al-Mg-Si-0.02%石墨烯铝合金杆拉制后的单线具备高强度的同时,兼具高的延展性和导电性,同时,铝合金电缆的直接采购成本仅相当于铜芯电缆的60%~70%,铝合金电缆自重比相同载流能力的铜芯电缆轻30%,使其安装敷设更为方便、费用更为低廉;
绝缘层2的材质为耐温等级125℃的辐照交联无卤低烟阻燃聚烯烃绝缘料,外护套7的材质为耐温等级125℃的辐照交联无卤低烟阻燃聚烯烃护套料,绝缘层2分别按DC1500V、DC2000V和DC3000V电压等级设计,绝缘层2的标称厚度分别设计为0.7mm、1.0mm和1.5mm,同时填充层4为无卤低烟阻燃纤维绳填充;
绝缘层2的材质为耐温等级125℃的辐照交联无卤低烟阻燃聚烯烃绝缘材料,外护套7同样采用耐温等级125℃的辐照交联无卤低烟阻燃聚烯烃护套材料,填充层4为无卤低烟阻燃纤维绳填充,这一类高品质的电缆材料,综合性能突出;
其优良的电气性能和机械物理性能及绝缘结构设计满足光伏发电DC2000V和DC3000V系统的运行要求;
而其优越的耐紫外线、耐臭氧、耐酸碱、耐盐雾的侵蚀能力,以及优越的耐高低温性能,则适应野外恶劣环境长期敷设,满足光伏电缆25年的使用寿命要求;
其中,绝缘层2按DC1500V、DC2000V和DC3000V设计,绝缘层的标称厚度分别设计为0.7mm、1.0mm和1.5mm,设计绝缘层应能分别经受6.5kV、7.5kV和9kV,5min的工频电压试验,不击穿,在光伏系统线路设计布局上打破了传统思维,适应未来高效率、低成本大型光伏电站的发展需要,可进一步降本增效,提高传输效率,满足容量不断提高的光伏发电系统需求。
芯线3的外侧面喷涂有颜色和数字标识,成缆时采用正规绞合排列方式,绕包层6为重叠绕包的无卤低烟阻燃玻璃纤维带,绕包重叠率不小于30%,若干个芯线3中包括一个备用芯线;
芯线3是以红蓝双色+数字识别的,光伏电缆是用于光伏系统直流侧输电,因此一对红蓝芯线代表一个传输回路,黑色芯线代表的是备用芯线,用以提高线路的安全可靠性。生产过程中需要关注绝缘颜色排列顺序,采用正规绞合方式成缆,即1+6+12+19的排列方式,黑色备用线芯放置在中心位置,第二层3对线芯以红、蓝依次顺时针排列,第三层6对线芯同样以红、蓝依次顺时针排列,芯数增加以此类推,绞合成缆完成后重叠绕包高阻燃玻璃纤维带,重叠率不低于30%,以提高电缆的阻燃性能;
与传统光伏发电线路设计采用单芯光伏电缆相比,可将多根混乱随意敷设的单芯光伏电缆用一根标识清晰的多芯光伏电缆来代替,解决了多根敷设单芯光伏电缆的标识识别难问题,方便了电缆敷设及安装固定,解决了多根单芯电缆混乱敷设易造成的挤压和机械损伤和热击穿等问题,提高了电缆的使用可靠性和安装敷设效率,降低了工程造价和施工成本,同时本发明设计有备用芯线,故障时可快速替换故障线芯,避免因故障影响发电效率;
本发明应用于光伏发电系统组件与组件之间、组串之间以及组串直接至逆变器的连接线路,与传统光伏发电线路设计采用单芯光伏电缆相比,可将多根混乱随意敷设的单芯光伏电缆用一根标识清晰的多芯光伏电缆来代替,解决了多根敷设单芯光伏电缆的标识识别难问题,方便了电缆敷设及安装固定,解决了多根单芯电缆混乱敷设易造成的挤压和机械损伤及热击穿等问题,提高了电缆的使用可靠性和安装敷设效率,降低了工程造价和施工成本。
如图1-图3所示,本实施例提供的太阳能发电系统用多芯光伏电缆的制作方法,包括以下步骤:
铝合金杆选择:采用Al-Mg-Si-0.02%石墨烯铝合金导体,导体的化学成分在本实施例中的优选配比为:石墨烯纳米铝粉:0.02%;铁元素:0.015%;铜元素:0.05%;镁元素:0.08%;硅元素:0.39%;铍元素:0.005%;钙元素:0.007%;锌元素:0.05%;锶元素:0.003%;锆元素:0.002%;钠元素:0.05%%;钒元素:0.008%;铬元素:0.004%;锰元素:0.03%;镓元素:0.009%;锗元素:0.015%;硼元素:0.15%;其余占比为铝元素;
采用铝合金连铸连轧设备扎制,10道轧辊轧制过程中保证乳化液的浓度为7.5%~9.5%,得到Φ9.5mm,电阻率≤0.0288Ω·mm2/m,伸长率≥8%,抗拉强度110MPa~150MPa的高性能铝合金杆;
拉丝退火:采用9模非滑动式铝合金大拉丝机连续拉拔,得到外表光洁的高品质硬态铝合金线后,继续采用型号为BRN-DT18/120-8尼霍夫多头小拉丝机再次进行13道深度加工,得到线径为0.20mm的铝合金单线,由于线径细、速度快,所以拉制过程应对模具的尺寸及入口区、润滑区、变形区以及出线区的成径进行设计和调整,确保产量和质量都得到稳定,保证铝合金单线电阻率≤0.0278Ω·mm2/m,断裂伸长率≥12%,抗拉强度105MPa~120MPa;
束线绞合:导线总根数为175根,由直径为0.20mm的25根铝合金单丝通过型号为GSM-600高速束线机束绞成股线,7根股线经型号为JL-54B-500的笼式绞线机复绞制成导体,束绞节距为40mm,复绞时外层节距为85mm,绞合后导体直径为3.4mm;导体绞合后单线的抗张强度为100~110MPa,断裂伸长率不小于10%,导体20℃直流电阻应不大于5.05Ω/km;
绝缘挤出:绝缘层2采用Ф70高速挤塑机挤出,采用挤压式模具生产保证绝缘与导体紧密接触,不得出现松空现象,挤出时应严格控制挤出温度及其他工艺参数,并选用尺寸合适的模具,挤出机的加热温度为:加料口130℃,机身加热1区138℃、2区148℃、3区155℃,法兰158℃,机颈区156℃,机头区155℃,挤出速度为180米/min,绝缘表面应光滑、无毛躁不平整现象;
辐照交联:采用125℃辐照交联无卤低烟阻燃聚烯烃绝缘料,其代表阻燃性能的氧指数应不小于26,绝缘结构按DC3000V设计,绝缘标称厚度为1.5mm,绝缘应能经受工频试验电压9kV 5min不击穿;
填充、成缆:采用36盘笼式成缆机成缆,并在绝缘线芯绞合的缝隙处采用无卤低烟阻燃纤维绳(4)填充圆整,纤维绳捻后直径为2.2mm,成缆节距为320mm,成缆线速度为35m/min。生产过程中需要关注绝缘线芯颜色排列顺序,采用正规绞合方式成缆,即1+6+12+19的排列方式,黑色备用线芯放置在中心位置,第二层3对线芯以红、蓝依次顺时针排列,第三层6对线芯同样以红、蓝依次顺时针排列;
重叠绕包无卤低烟阻燃玻璃纤维带:绞合成缆完成后重叠绕包无卤低烟阻燃玻璃纤维带6,重叠率不低于30%,绕包带一定要绕包平整、紧密,无松包、鼓包、漏包等现象,确保绕包后缆芯5圆整,绕包层表面平整,无褶皱,成缆节距应均匀,成缆后外形应均匀圆整,严禁出现非圆形电缆;
护套挤出:采用125℃辐照交联无卤低烟阻燃聚烯烃护套,其阻燃性能按UL94可达到V-0级,氧指数大于28,烟密度指标按有焰法检测为85、按无焰法检测为130,氯化氢含量小于0.02mg/g,在具备上述无卤低烟阻燃性能前提下,其抗拉强度大于11.2MPa、断裂伸长率大于210%,长期耐高温不超过90℃;长期耐低温-40℃,另外还具有良好的抗紫外线辐射及抗老化性能,其综合性能优异;
采用长径比为25、压缩比2.5的单螺杆Ф90挤塑机挤出;挤出模具设计为挤压式;挤出机的加热温度为:加料口130℃,机身加热1区135℃、2区140℃、3区145℃,机颈区150℃,机头区152℃;螺杆转速为25rpm,螺杆电流为130A;挤出线速度为45m/min,护套料应紧密的挤包在缆芯上,且应容易剥离而不损伤缆芯,护套表面应光滑圆整,色泽均匀,无裂缝、气泡、夹杂或其他机械损伤等;
辐照交联:由于是多根绝缘线芯绞合成缆包带后护套,为确保绝缘和护套的辐照交联质量的均匀性和稳定性,绝缘和护套的辐照交联分两次进行,绝缘的辐照交联虽已是成熟工艺,但由于厚度增加,辐照交联工艺仍要进行试验验证,并与护套的辐照交联工艺相匹配,护套辐照时,由于电缆外径较大,应检查辐照传送装置及导轮等是否需要调整,应选择大直径滚筒;同时对电缆经过的所有路径、孔径及导轮等均应检查并重新设计,使之满足大外径电缆辐照交联需要,防止辐照过程损伤电缆,辐照剂量为:绝缘13~15Mrad,护套为16~18Mrad,辐照交联后应进行热延伸试验来检验辐照交联效果,确证绝缘和护套辐照交联的均匀性和稳定性。
与现有技术对比:
Figure BDA0004042951920000111
Figure BDA0004042951920000121
Figure BDA0004042951920000131
注:以上对比是在同等电力传输能力的基础上进行的。
如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解,硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式,而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语,故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内,本领域技术人员能够在一定误差范围内解决技术问题,基本达到技术效果。
需要说明的是,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。
上述说明示出并描述了本发明的若干优选实施例,但如前所述,应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式,不应看作是对其他实施例的排除,而可用于各种其他组合、修改和环境,并能够在本文所述发明构想范围内,通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围,则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种太阳能发电系统用多芯光伏电缆,包括若干个圆周排列的芯线(3),其特征在于,所述芯线(3)包括绝缘层(2)以及包裹在所述绝缘层(2)内部的电缆导体单元,每个电缆导体单元均由若干根电缆导体(1)相互绞合而成;
若干个圆周排列的所述芯线(3)之间填充有填充层(4),所述芯线(3)和所述填充层(4)绞合构成缆芯(5);
所述缆芯(5)的外侧面包覆有绕包层(6),所述绕包层(6)的外侧面包覆有外护套(7)。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能发电系统用多芯光伏电缆,其特征在于:所述电缆导体(1)的材质为特种铝合金软导体。
3.根据权利要求1所述的一种太阳能发电系统用多芯光伏电缆,其特征在于:所述绝缘层(2)的材质为耐温等级125℃的辐照交联无卤低烟阻燃聚烯烃绝缘料。
4.根据权利要求1所述的一种太阳能发电系统用多芯光伏电缆,其特征在于:所述绝缘层(2)分别按DC1500V、DC2000V和DC3000V电压等级设计;
所述绝缘层(2)的标称厚度分别设计为0.7mm、1.0mm和1.5mm。
5.根据权利要求1所述的一种太阳能发电系统用多芯光伏电缆,其特征在于:所述填充层(4)为无卤低烟阻燃纤维绳填充。
6.根据权利要求1所述的一种太阳能发电系统用多芯光伏电缆,其特征在于:所述芯线(3)的外侧面喷涂有颜色和数字标识,成缆时采用正规绞合排列方式。
7.根据权利要求1所述的一种太阳能发电系统用多芯光伏电缆,其特征在于:所述绕包层(6)为重叠绕包的无卤低烟阻燃玻璃纤维带,绕包重叠率不小于30%。
8.根据权利要求1所述的一种太阳能发电系统用多芯光伏电缆,其特征在于:所述外护套(7)的材质为耐温等级125℃的辐照交联无卤低烟阻燃聚烯烃护套料。
9.根据权利要求1所述的一种太阳能发电系统用多芯光伏电缆,其特征在于:若干个所述芯线(3)中包括一个备用芯线。
10.一种太阳能发电系统用多芯光伏电缆的制作方法,其特征在于:包括以下步骤:
铝合金杆选择:采用Al-Mg-Si-0.02%石墨烯铝合金导体,并优选配比,采用铝合金连铸连轧设备扎制,10道轧辊轧制过程中保证乳化液的浓度为7.5%~9.5%,得到Φ9.5mm,电阻率≤0.0288Ω·mm2/m,伸长率≥8%,抗拉强度110MPa~150MPa的高性能铝合金杆;
拉丝退火:采用9模非滑动式铝合金大拉丝机连续拉拔,得到外表光洁的高品质硬态铝合金线后,继续采用型号为BRN-DT18/120-8尼霍夫多头小拉丝机再次进行13道深度加工,得到线径为0.20mm的铝合金单线;
束线绞合:导线总根数为175根,由直径为0.20mm的25根铝合金单丝通过型号为GSM-600高速束线机束绞成股线,7根股线经型号为JL-54B-500的笼式绞线机复绞制成导体,束绞节距为40mm,复绞时外层节距为85mm,绞合后导体直径为3.4mm;
绝缘挤出:绝缘层(2)采用Ф70高速挤塑机挤出,挤出机的加热温度为:加料口130℃,机身加热1区138℃、2区148℃、3区155℃,法兰158℃,机颈区156℃,机头区155℃,挤出速度为180米/min;
辐照交联:采用125℃辐照交联无卤低烟阻燃聚烯烃绝缘料,绝缘结构按DC3000V设计,绝缘标称厚度为1.5mm,绝缘应能经受工频试验电压9kV5min不击穿;
填充、成缆:采用36盘笼式成缆机成缆,并在绝缘线芯绞合的缝隙处采用无卤低烟阻燃纤维绳填充圆整,纤维绳捻后直径为2.2mm,成缆节距为320mm,成缆线速度为35m/min;
绝缘线芯颜色排列顺序,采用正规绞合方式成缆,即1+6+12的排列方式,黑色备用线芯放置在中心位置,第二层3对线芯以红、蓝依次顺时针排列,第三层6对线芯同样以红、蓝依次顺时针排列;
重叠绕包无卤低烟阻燃玻璃纤维带:绞合成缆完成后重叠绕包无卤低烟阻燃玻璃纤维带,重叠率不低于30%,成缆节距应均匀,成缆后外形应均匀圆整;
护套挤出:采用长径比为25、压缩比2.5的单螺杆Ф90挤塑机挤出,挤出模具设计为挤压式,挤出机的加热温度为:加料口130℃,机身加热1区135℃、2区140℃、3区145℃,机颈区150℃,机头区152℃;
螺杆转速为25rpm,螺杆电流为130A,挤出线速度为45m/min;
辐照交联:护套辐照时,根据辐照传送装置及导轮选择大直径滚筒,同时对电缆经过的所有路径、孔径及导轮重新设计,辐照剂量为:绝缘13~15Mrad,护套为16~18Mrad。
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