分布式光伏系統(tǒng)用鋁合金無鹵環(huán)保型直流電纜的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種分布式光伏系統(tǒng)用鋁合金無鹵環(huán)保型直流電纜，包括8000系列電工級鋁合金材料，結(jié)構(gòu)為介于GB/T3956的2類導體和5類導體之間的鋁合金導體（1）；導體（1）外擠包125℃輻照交聯(lián)無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，并對絕緣層進行輻照交聯(lián)；然后擠包125℃輻照交聯(lián)環(huán)保高阻燃聚烯烴的護套材料形成外護套（3），對外護套（3）進行輻照交聯(lián)，電纜制成啞鈴狀扁平電纜。采用本發(fā)明，導體具有優(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、耐紫日光老化和無鹵阻燃環(huán)保，性能性價比高。
【專利說明】分布式光伏系統(tǒng)用鋁合金無南環(huán)保型直流電纜

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種分布式光伏系統(tǒng)用鋁合金無鹵環(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]目前我國光伏系統(tǒng)中所用電纜均采用德國萊茵技術(shù)有限公司標準2pfgll69/08的PV-電纜(光伏組件用電纜)，導體為5類鍍錫銅芯結(jié)構(gòu)。由于我國銅資源短缺，價格高昂，因此光伏系統(tǒng)用電纜成本較高。而我國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，造成電纜運行過程中的安全性差，所以在我國用鋁作導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批量投產(chǎn)，采用8000系列鋁合金作導體成為一種可能。采用8000系列鋁合金作電力電纜的導體早有先例，例如在美國等北美國家，90%的供電線路均采用8000系列鋁合金作電力電纜的導體，經(jīng)過長期運行和檢測驗證，其性能安全可靠。但將8000系列的鋁合金材料應用到光伏系統(tǒng)，尤其是是目前國內(nèi)大規(guī)模發(fā)展的分布式光伏系統(tǒng)中，仍然沒有得以實現(xiàn)。這是因為:(1)對光伏系統(tǒng)中的鋁合金導體而言，不但需要導電性能達到電工鋁的要求，還要求柔軟、易彎曲；(2)鋁合金從桿材拉制成5類導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，絕緣性能無法滿足產(chǎn)品設(shè)計要求。
[0004]
【發(fā)明內(nèi)容】
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為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供了一種分布式光伏系統(tǒng)用鋁合金無鹵環(huán)保型直流電纜，應用于分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)中匯流排到逆變器之間的直流線路。
[0005]本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
1、一種分布式光伏系統(tǒng)用鋁合金無鹵環(huán)保型直流電纜，包括:鋁合金導體、絕緣層和外護套。導體外擠包絕緣層，形成絕緣線芯，兩根絕緣線芯并行排列后擠包外護套，電纜結(jié)構(gòu)為雙芯啞鈴形電纜。
[0006]2、鋁合金導體采用8000系列鋁合金，其結(jié)構(gòu)為介于GB/T3956的2類導體(例如當導體截面為35mm2，其導體結(jié)構(gòu)采用7根，2.60mm單線按1+6排列絞合)和5類導體(例如當導體截面為35mm2，其導體結(jié)構(gòu)采用276根，0.4mm單線，先采用23根進行束絞成12股，再將12股以3+9的排列絞合)之間，如當導體截面為35_2，其導體結(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類導體用單絲線徑較為困難(在GB/T3956中鋁或鋁合金導體只有I類或2類導體結(jié)構(gòu))、成本太高的問題，又能盡量去滿足電纜柔軟和易彎曲的要求；絞合后，對導體進行280°C?320°C、2h的整體退火處理，使導體用單線的伸長率控制在25%?30%之間，經(jīng)過該處理的鋁合金導體不但能夠提高導電率，保證其導體電阻達到電工鋁的要求，還能使導體更加柔軟和易彎曲。
[0007]3、絕緣層采用125°C輻照交聯(lián)無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鹵阻燃性能。
[0008]4、外護套采用125°C輻照交聯(lián)環(huán)保高阻燃聚烯烴的護套材料擠包而成，外護套具有優(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。
[0009]擠包外護套前兩根絕緣線芯無需扭絞，而是在擠包護套時采用并行排列，兩芯外護套之間有I?2_長，0.5?Imm厚的帶相連，護套整體為啞鈴狀。
[0010]5、對電纜的輻照加工分為兩步。首先在導體外擠包絕緣層，并對絕緣層采用電子加速器進行輻照交聯(lián)，然后在兩根絕緣線芯外擠包外護套，再對外護套采用電子加速器進行輻照交聯(lián)。交聯(lián)度的控制:以熱延伸試驗值為準，本電纜絕緣層和外護套熱延伸分別控制在50?80%和30?50%之間。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明電纜的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]I導體，2絕緣層，3外護套。

【具體實施方式】
[0013]以下通過具體的實施方式，并結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明。
[0014]如圖1所示，分布式光伏系統(tǒng)用鋁合金無鹵環(huán)保型直流電纜，包括電纜鋁合金導體(1)，導體(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套
(3)，制成扁形電纜，兩芯外護套(3)輕微相連。在本實施例中，導體(I)截面為35mm2。
[0015]導體(I)采用8000系列鋁合金，導體結(jié)構(gòu)可以采用例如19根，L 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)無鹵低煙阻燃聚烯烴的絕緣材料擠包而成，外護套(3)采用125°C輻照交聯(lián)環(huán)保高阻燃聚烯烴的護套材料擠包而成。
[0016]對電纜的輻照加工分為兩次，首先在導體外擠包絕緣層(2)形成絕緣線芯，并對絕緣層(2)進行輻照交聯(lián)，然后在絕緣層(2)外擠包外護套(3)。擠包外護套(3)前，兩根絕緣線芯無需扭絞，而是在擠包外護套(3)時采用并行排列，把外護套制成啞鈴狀，兩芯外護套之間有I?2mm長,0.5?Imm厚的帶相連,最后對外護套(3)進行福照交聯(lián)。
[0017]本發(fā)明電纜的技術(shù)性能指標:
2.1直流額定電壓:1.8/3kV。
[0018]2.2電纜長期最高允許工作溫度:125°C，短時間允許達到:250°C。
[0019]2.3導體電阻在20°C時符合3956中鋁導體的規(guī)定。
[0020]2.4 成品試驗電壓:6500V/5min。
[0021]2.5絕緣電阻:在20°C時不小于ΙΟΟΟΜΩ/km。
[0022]2.6耐酸堿溶液試驗:抗拉強度變化率彡±30%，斷裂伸長率彡100%。
[0023]2.7低溫試驗:在溫度_40°C，時間16h的冷卻后進行沖擊和彎曲試驗，電纜表面不開裂。
[0024]2.8成品耐臭氧試驗:經(jīng)72h耐臭氧試驗，電纜表面無開裂現(xiàn)象。
[0025]2.9成品日光老化試驗:以720h日光老化試驗后，電纜表面無裂縫。
[0026]2.10無煙性能:透光率彡60% 2.11鹵素含量試驗
2.11.1 PH及導電率:PH值彡4.3，電導率彡10 μ S/mm ；
2.11.2 Cl 及 Br 含量:HCL ( 0.5% ；HBr ( 0.5% ；
2.11.3 F 含量..( 0.1%。
[0027]2.12垂直燃燒試驗:通過GB/T 18380.12-2008規(guī)定的垂直燃燒試驗。
[0028]2.13絕緣、護套材料機械性能:
老化前絕緣抗拉強度彡6.5N/mm2,斷裂伸長率彡125%，護套抗拉強度彡8.0N/mm2,斷裂伸長率彡125%。
[0029]經(jīng)(150±2) °C、7X24h老化后，絕緣及護套老化前后抗拉強度變化率<-30%，絕緣及護套老化前后斷裂伸長率變化率< _30%。
[0030]2.14絕緣和護套的熱延伸試驗
絕緣及護套伸長率的中間值應不大于100%。
[0031]2.15 熱壽命
根據(jù)IEC 60216-1、IEC60216-2阿列紐斯曲線進行，溫度指數(shù)為120。。。時間5000h。絕緣及護套斷裂伸長率保留率50%。之后進行室溫下彎曲試驗。試棒直徑為電纜外徑的2倍，試驗后護套表面不應有目力可見裂紋。使用壽命:25年。
[0032]本發(fā)明所提供的分布式光伏系統(tǒng)用鋁合金無鹵環(huán)保型直流電纜，具有如下技術(shù)效果:
(I)經(jīng)過加工后的導體，載流能力與鋁芯相當，為銅導體的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。而鋁合金導體材料成本是銅導體材料成本的20%左右，工程投資成本可降低30%。因此性價比遠高于現(xiàn)有銅芯單芯光伏電纜。
[0033](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)計和用戶要求。
[0034](3)具有低煙、無鹵和阻燃的特性，電纜在火災條件下的二次災害大大減少了，不會對環(huán)境保護造成負面影響，屬于環(huán)保類電纜。耐高溫、耐低溫、耐濕熱、耐酸堿、耐臭氧、耐紫日光老化，使用壽命達到25年以上。
[0035](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。
[0036]以上所述，僅為本發(fā)明的較佳可行實施例而已，并非局限于本發(fā)明的權(quán)利范圍，凡運用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)變化，均包含于本發(fā)明的權(quán)利范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種分布式光伏系統(tǒng)用鋁合金無鹵環(huán)保型直流電纜，包括電纜的鋁合金導體(1),鋁合金導體(1)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套(3 )制成的啞鈴狀扁形電纜，其特征在于: 所述鋁合金導體(1)采用8000系列的鋁合金材料，導體結(jié)構(gòu)介于2類導體和5類導體之間，并采用正規(guī)絞合和線芯整體退火處理而成，導體柔軟，易彎曲； 所述絕緣層(2)是在導體(1)上擠包1251輻照交聯(lián)無鹵低煙阻燃聚烯烴的絕緣材料，再經(jīng)電子加速器進行輻照交聯(lián)；所述外護套(3)是先擠包1251輻照交聯(lián)環(huán)保高阻燃聚烯烴的護套材料，再經(jīng)輻照交聯(lián)加工；擠包外護套(3)前兩根絕緣線芯無需扭絞，而是在擠包護套時采用并行排列，兩芯護套輕微相連，護套整體制成為啞鈴狀。
【文檔編號】H01B1/02GK104376906SQ201410662778
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年11月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月20日
【發(fā)明者】周友芝, 黃宏林, 胡凌飛 申請人:江蘇雙登電力科技有限公司