CN101694785A - 太阳能光伏电站用电力电缆及其制造方法 - Google Patents

太阳能光伏电站用电力电缆及其制造方法 Download PDF

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Abstract

太阳能光伏电站用电力电缆及其制造方法，涉及濒海太阳能光伏电站用电力电缆的结构及制造方法，特别是对新型光伏材料的采用。以绕包带绕包至少两组绝缘线芯和填充料，在绕包带外挤包内护套，在内护套的表面绕包金属铠装层。本发明工艺简单、科学，易于生产制造，产品稳定性好，制成的电缆具有耐热老化性能、拉伸强度、断裂伸长率等机械性能较好，使用寿命长，还具有耐低温、耐臭氧、耐候、耐直流电压、耐动态穿透等优点，可满足太阳能电站、光伏电力系统的需要。

Description

太阳能光伏电站用电力电缆及其制造方法
技术领域：
本发明涉及濒海太阳能光伏电站用电力电缆的结构及制造方法技术领域。
背景技术：
太阳表面温度高达6000℃，内部不断进行核聚变反应，并且以辐射方式向宇宙空间发射出巨大的能量。太阳能发电就是把太阳照射的能量转化为电能的方法。太阳能是一种取之不尽、用之不竭的能源。据估算，地球上每年接收的太阳能，相当于地球上每年燃烧其他燃料所获能量的3000倍，因此，大力开发利用太阳能是21世纪的高新技术。
太阳能发电是最理想的新能源。太阳光发电是指无需通过热过程直接将光能转变为电能的发电方式。它包括光伏发电、光化学发电、光感应发电和光生物发电。光伏发电是利用太阳能级半导体电子器件有效地吸收太阳光辐射能，并使之转变成电能的直接发电方式，是当今太阳光发电的主流。
随着现代工业的发展，全球能源危机和大气污染问题日益突出，太阳能作为理想的可再生能源受到了许多国家的重视。目前太阳能光伏组件的种类不断增多、应用范围日益广阔、市场规模逐步扩大。世界光伏组件在过去15年平均增长率约15％。20世纪90年代后期，发展更加迅速，1999年光伏组件生产达到200兆瓦。
在可再生能源中，太阳能取之不尽，清洁安全，是理想的可再生能源。我国的太阳能资源比较丰富，且分布范围较广，太阳能光伏发电的发展潜力巨大。此外，目前太阳能光伏发电技术已日趋成熟，是最具可持续发展的可再生能源技术之一。截止2004年，太阳能光伏发电的应用领域遍及我们生活的各个方面，如交通、通讯、公共设施(如照明)、家庭生活用电等。尤其是在边远地区，太阳能光伏发电更加显示它的优势。我国目前尚有约30000个村庄，700万户，3000万农村人员还没有用上电，60％的有电县严重缺电，光伏市场潜力巨大。中国光伏发电的市场主流将会由独立发电系统转向并网发电系统，包括沙漠电站和城市屋顶发电系统。
太阳能光伏发电系统的特点，决定了与之相配套电缆的特殊性。太阳能光伏电站一般架设于沙漠、草原、濒海地区及城市屋顶，这就要求输电用电缆需要具有耐高低温、抗臭氧、抗紫外线、耐磨、防腐、防雷、防鼠咬等特点。
发明内容：
本发明所要解决的技术问题：是为了满足太阳能光伏电站对电缆提出的可在特殊环境下正常运行的要求。
本发明第一目的是提供一种电缆产品：包括至少一根绝缘线芯、内护套、金属铠装层，所述绝缘线芯由导体及设置在导体外的绝缘层组成，所述内护套设置在绝缘线芯外，在内护套外设置金属铠装层，在所述绝缘线芯与内护套之间设置包带层，在包带层内的绝缘线芯之间设置填充料。
本发明还可在金属铠装层外设置外护套。
本发明第二目的是提供电缆的生产方法：
包括如下步骤：
1)将金属铜进行拉丝，对上述拉丝金属进行退火，绞制成导体；
2)将绝缘材料采用挤出型式均匀挤包在导体的外表面，形成绝缘线芯；
3)以绕包带绕包至少两组绝缘线芯和填充料；
4)在绕包带外挤包内护套；
5)在内护套的表面绕包金属铠装层。
还可根据需要，再将外护套材料挤包在金属铠装层外表面。
上述绝缘层为热塑性橡塑弹性材料制成；所述热塑性橡塑弹性材料由三元乙丙橡胶、聚丙烯、硫化剂、抗氧剂、抗紫外剂、润滑剂及碳黑组成，三元乙丙橡胶、聚丙烯、硫化剂、抗氧剂、抗紫外剂、润滑剂及碳黑分别占热塑性橡塑弹性体材料总重量的45～55％、45～55％、2～3％、0.05～1％、0.05～0.1％、0.5～1％和0.5～1。
上述内护套和外护套由热塑性橡塑弹性材料制成；所述热塑性橡塑弹性材料由三元乙丙橡胶、聚丙烯、硫化剂、抗氧剂、抗紫外剂、润滑剂和碳黑组成；所述三元乙丙橡胶、聚丙烯、硫化剂、抗氧剂、抗紫外剂、润滑剂和碳黑分别占热塑性橡塑弹性材料总重量的45～55％、45～55％、2～3％、0.1～2％、0.05～0.3％、0.5～1％和0.8～1.4％。
上述硫化剂为N，N’-间苯撑双马来酰亚胺；所述抗氧剂由2，5一二特丁基对苯二酚和亚磷酸酯组成；所述抗紫外剂由光稳定剂和紫外线吸收剂组成。
本发明工艺简单、科学，易于生产制造，产品稳定性好，制成的电缆具有耐热老化性能、拉伸强度、断裂伸长率等机械性能较好，使用寿命长，还具有耐低温、耐臭氧、耐候、耐直流电压、耐动态穿透等优点。本电缆可防雨、雪、冰雹、风沙、高温、低温、烟雾、鸟啄、动物啃咬、化学物质、短时过载能力强、载流量大、风力摇摆等机械外力；该电缆可以在-50℃～125℃温度急剧变化范围内稳定运行，可满足屋顶、沙漠或濒海光伏太阳能电站用电力系统的需要。
附图说明：
图1为本发明的一种结构示意图。
图2为本发明的另一种结构示意图。
具体实施方式：
图中：1为导体、2为绝缘层、3为填充料、4为包带层、5为内护套、6为金属铠装层、7为外护套。
一、备料
1、绝缘层用热塑性橡塑弹性材料：由三元乙丙橡胶、聚丙烯、硫化剂、抗氧剂、抗紫外剂、润滑剂及碳黑组成，分别称取45～55kg三元乙丙橡胶、45～55kg聚丙烯、2～3kg硫化剂N，N’-间苯撑双马来酰亚胺、0.05～1kg抗氧剂(2，5一二特丁基对苯二酚和亚磷酸酯)、0.05～0.1kg抗紫外剂(光稳定剂和紫外线吸收剂)、0.5～1kg润滑剂、0.5～1kg碳黑，混合后制粒，热熔，待用。
2、内护套和外护套用热塑性橡塑弹性材料：由三元乙丙橡胶、聚丙烯、硫化剂、抗氧剂、抗紫外剂、润滑剂和碳黑组成，分别称取45～55kg三元乙丙橡胶、45～55kg聚丙烯、2～3kg硫化剂N，N’-间苯撑双马来酰亚胺、0.1～2kg抗氧剂(2，5一二特丁基对苯二酚和亚磷酸酯)、0.05～0.3kg抗紫外剂(光稳定剂和紫外线吸收剂)、0.5～1kg润滑剂和0.8～1.4kg碳黑，混合后制粒，热熔，待用。
二、生产工艺：
1)将金属铜进行拉丝，对上述拉丝金属进行退火，绞制成导体；
2)将绝缘材料——热塑性橡塑弹性材料采用挤出型式均匀挤包在导体的外表面，形成绝缘线芯；
3)以绕包带绕包各组绝缘线芯和填充料；
4)在绕包带外挤包内护套——热塑性橡塑弹性材料；
5)在内护套的表面绕包金属铠装层；
6)将外护套材料——热塑性橡塑弹性材料挤包在金属铠装层外表面。
三、产品结构特点：
如图1所示，有导体1、绝缘层2、内护套5、金属护层6及外护套7，各导体1外部分别设置绝缘层2。
在导体1及绝缘层2组成的四组绝缘线芯外设置绕包层4，于绕包层4内的绝缘线芯之间设置填充料3，绕包层4外设置内护套5，在内护套5的外部为金属护层6，在金属铠装层6的外部为外护套7。
此结构电力电缆适合濒海或沙漠太阳能光伏电站用。
也可减去步骤6)，直接将金属铠装层6裸露在外，如图2所示，以供屋项光伏电站用。
上述的导体1应为二类七根或五类多根绞制而成的铜导体或镀锡铜导体。

Claims (8)

1.太阳能光伏电站用电力电缆，包括至少一根绝缘线芯、内护套、金属铠装层，所述绝缘线芯由导体及设置在导体外的绝缘层组成，所述内护套设置在绝缘线芯外，其特征在于：在内护套外设置金属铠装层，在所述绝缘线芯与内护套之间设置包带层，在包带层内的绝缘线芯之间设置填充料。
2.根据权利要求1所述太阳能光伏电站用电力电缆，其特征在于在金属铠装层外设置外护套。
3.如权利要求1所述的太阳能光伏电站用电力电缆的制造方法，其特征在于所述包括如下步骤：
1)将金属铜进行拉丝，对上述拉丝金属进行退火，绞制成导体；
2)将绝缘材料采用挤出型式均匀挤包在导体的外表面，形成绝缘线芯；
3)以绕包带绕包至少两组绝缘线芯和填充料；
4)在绕包带外挤包内护套；
5)在内护套的表面绕包金属铠装层。
4.根据权利要求3所述太阳能光伏电站用电力电缆的制造方法，其特征在于将外护套材料挤包在金属铠装层外表面。
5.根据权利要求3所述太阳能光伏电站用电力电缆的制造方法，其特征在于所述绝缘层为热塑性橡塑弹性材料制成；所述热塑性橡塑弹性材料由三元乙丙橡胶、聚丙烯、硫化剂、抗氧剂、抗紫外剂、润滑剂及碳黑组成，三元乙丙橡胶、聚丙烯、硫化剂、抗氧剂、抗紫外剂、润滑剂及碳黑分别占热塑性橡塑弹性体材料总重量的45～55％、45～55％、2～3％、0.05～1％、0.05～0.1％、0.5～1％和0.5～1。
6.根据权利要求4所述太阳能光伏电站用电力电缆的制造方法，其特征在于所述硫化剂为N，N’-间苯撑双马来酰亚胺；所述抗氧剂由2，5一二特丁基对苯二酚和亚磷酸酯组成；所述抗紫外剂由光稳定剂和紫外线吸收剂组成。
7.根据权利要求3所述太阳能光伏电站用电力电缆的制造方法，其特征在于所述内护套和外护套由热塑性橡塑弹性材料制成；所述热塑性橡塑弹性材料由三元乙丙橡胶、聚丙烯、硫化剂、抗氧剂、抗紫外剂、润滑剂和碳黑组成；所述三元乙丙橡胶、聚丙烯、硫化剂、抗氧剂、抗紫外剂、润滑剂和碳黑分别占热塑性橡塑弹性材料总重量的45～55％、45～55％、2～3％、0.1～2％、0.05～0.3％、0.5～1％和0.8～1.4％。
8.根据权利要求7所述太阳能光伏电站用电力电缆的制造方法，其特征在于所述硫化剂为N，N’-间苯撑双马来酰亚胺；所述抗氧剂由2，5一二特丁基对苯二酚和亚磷酸酯组成；所述抗紫外剂由光稳定剂和紫外线吸收剂组成。
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