CN103337283A - 低烟无卤阻燃光伏电缆及其制造方法 - Google Patents

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董涛
李书华
冯贺轩
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Abstract

本发明提供一种低烟无卤阻燃光伏电缆，它包括由多根镀锡铜单丝绞合构成的导电线芯、重叠绕包于所述导电线芯外的由低烟无卤阻燃玻璃布带构成的隔离层、挤包于所述隔离层外的绝缘层和挤包于所述绝缘层外的护套层；本发明还提供了一种低烟无卤阻燃光伏电缆的制造方法，本发明具有设计科学、环保无污染、更耐风雨性、更耐紫外线、更耐臭氧腐蚀、能承受更大范围的温度变化的优点。

Description

低烟无卤阻燃光伏电缆及其制造方法
技术领域
本发明涉及光伏电缆技术领域，具体的说，涉及了一种低烟无卤阻燃光伏电缆及其制造方法。 
背景技术
在金融危机的影响下，我国政府把发展新能源作为振兴经济的重要手段。无疑太阳能技术将成为未来的绿色能源技术之一，太阳能或光伏（PV）在中国应用日渐广泛，建造经济高效的盈利性的光伏发电厂，代表了所有太阳能制造商最重要的目标和核心竞争力，而其盈利能力不仅仅取决于太阳能组件自身的效率或高性能，也离不开其重要的输电工具--光伏电缆，但是光伏发电厂大多建造于荒漠地带，环境极其恶略，而现有的光伏电缆，在这种环境下，其耐风雨性、耐紫外线、耐臭氧腐蚀和抵抗较大的温度变化等能力仍表现的差强人意，光伏发电厂需要频繁更换电缆线以保证自身的高效稳定，大大增加了生产成本，同时也造成了较大的环境污染。 
为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。 
发明内容
本发明的目的是一种低烟无卤阻燃光伏电缆，以解决现有光伏电缆存在的对紫外线、臭氧腐蚀以及较大温度变化耐受力低的问题；本发明还提供一种低烟无卤阻燃光伏电缆的制造方法。 
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种低烟无卤阻燃光伏电缆，包括由多根镀锡铜单丝绞合构成的导电线芯、重叠绕包于所述导电线芯外的由低烟无卤阻燃玻璃布带构成的隔离层、挤包于所述隔离层外的绝缘层和挤包于所述绝缘层外的护套层。 
基上所述，所述导电线芯最外层的节径比为9，所述导电线芯各层的节径比按照从外到内的顺序依次加2。 
基上所述，所述绝缘层由150℃辐照交联低烟无卤阻燃聚烯烃料构成。 
基上所述，所述护套层由150℃辐照交联低烟无卤阻燃聚烯烃料构成。 
基上所述，重叠绕包在所述导电线芯外的低烟无卤阻燃玻璃布带的重叠宽度为其带宽的15％～25％。 
一种低烟无卤阻燃光伏电缆的制造方法，包括以下步骤： 
A）通过束绞单丝模具将多根镀锡铜单丝绞合成导电线芯，使得所述导电线芯最外层的节径比为9，所述导电线芯各层的节径比按照从外到内的顺序依次加2；
B）在所述导电线芯外重叠绕包由低烟无卤阻燃玻璃布带构成的隔离层；
C）用电缆绝缘挤塑机将150℃无卤阻燃光伏电缆辐照绝缘料挤包到所述隔离层上，并进行辐照交联，从而形成绝缘层；
D）用电缆绝缘挤塑机将150℃无卤阻燃光伏电缆辐照护套料挤包到所述绝缘层上，并进行辐照交联，从而形成护套层。
基上所述，在步骤A）中，对所述导电线芯进行束绞的束绞单丝模具的孔径尺寸为导电线芯外径的1.05-1.1倍。 
基上所述，在步骤B）中，重叠绕包在所述导电线芯外的低烟无卤阻燃玻璃布带的重叠宽度为其带宽的15％～25％。 
本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，具体的说，①本发明中低烟无卤阻燃光伏电缆的导电线芯由多根镀锡铜单丝绞合构成，较通常的股线复绞的结构更加适应恶略的天气因素，使用寿命更加长；②按照节径比由外到内依次加2的规律束绞导电线芯，这种结构稳定、有弹性，外观更加光滑；③太阳能系统常常会在恶劣环境条件下使用，户外使用的材料应根据紫外线、臭氧、剧烈温度变化和化学侵蚀情况而定，在该种环境应力下使用低档材料，将导致电缆护套易碎，甚至会分解电缆绝缘层，所有这些情况都会直接增加电缆系统损失，同时发生电缆短路的风险也会增大，从中长期看，发生火灾或人员伤害的可能性也更高，而低烟无卤阻燃聚烯烃作为绝缘层和护套层，显然达不到光伏电缆的技术要求，要使产品耐环境能力增强，使用寿命长，就必须进行交联将热塑性聚烯烃材料转化为热固性聚烯烃材料，而一般的交联方式难以使材料达到要求的技术指标，只有选择电子辐照交联方式，经过电子辐照后，改变了聚合物的化学结构，可熔性热塑材料转换为非可熔性弹性体材料，交叉链接辐射显著改善了电缆绝缘材料的热学特性、机械特性和化学特性，使其对于紫外线、臭氧腐蚀和大温差具有良好的耐受性；④所述隔离层采用低烟无卤阻燃玻璃布带重叠绕包，且重叠宽度为其带宽的15％～25％，该种材料具有高阻燃的特性，强度高、被动燃烧时发烟少，这样绕包能够使得其效果更大化，使用寿命也更长；⑤该方法中，束绞单丝模具的孔径尺寸为导电线芯外径的1.05-1.1倍，使得成型的导电线芯表面光亮、节距均匀，导体外径圆整、均匀，无跳丝、毛刺、断丝、拉细现象，其具有设计科学、环保无污染、更耐风雨性、更耐紫外线、更耐臭氧腐蚀、能承受更大范围的温度变化的优点。 
附图说明
图1是本发明中低烟无卤阻燃光伏电缆的结构示意图。 
图中：1.导电线芯；2.隔离层；3.绝缘层；4.护套层。 
具体实施方式
下面通过具体实施方式，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。 
如图1所示，一种低烟无卤阻燃光伏电缆，包括由多根镀锡铜单丝绞合构成的导电线芯1、重叠绕包于导电线芯外1的由低烟无卤阻燃玻璃布带构成的隔离层2、挤包于隔离层2外的绝缘层3和挤包于绝缘层3外的护套层4，导电线芯最外层的节径比为9，导电线芯各层的节径比按照从外到内的顺序依次加2，绝缘层3由150℃辐照交联低烟无卤阻燃聚烯烃料（型号FPV120－1）构成，护套层4由150℃辐照交联低烟无卤阻燃聚烯烃料（型号FPV120－2）构成，重叠绕包在导电线芯外的低烟无卤阻燃玻璃布带的重叠宽度为其带宽的15％～25％。 
导电线芯1由多根镀锡铜单丝绞合构成，较通常的股线复绞的结构更加适应恶略的天气因素，使用寿命更加长；导电线芯1最外层的节径比为9，导电线芯1各层的节径比按照从外到内的顺序依次加2，导电线芯按照最内层一根镀锡铜单丝，第二层6根镀锡铜单丝，然后向外每层依次增加6根进行束绞，这种结构稳定、有弹性，外观更加光滑；太阳能系统常常会在恶劣环境条件下使用，户外使用的材料应根据紫外线、臭氧、剧烈温度变化和化学侵蚀情况而定，低烟无卤阻燃聚烯烃作为绝缘层和护套层，显然达不到光伏电缆的技术要求，要使产品耐环境能力增强，使用寿命长，就必须进行交联，将热塑性聚烯烃材料转化为热固性聚烯烃材料，而一般的交联方式难以使材料达到要求的技术指标，只有选择电子辐照交联方式，经过电子辐照后，改变了聚合物的化学结构，可熔性热塑材料转换为非可熔性弹性体材料，交叉链接辐射显著改善了电缆绝缘材料的热学特性、机械特性和化学特性，使其对于紫外线、臭氧腐蚀和大温差具有良好的耐受性；隔离层采用低烟无卤阻燃玻璃布带重叠绕包，且重叠宽度为其带宽的15％～25％，该种材料具有高阻燃的特性，强度高、被动燃烧时发烟少，这样绕包能够使得其效果更大化，使用寿命也更长。 
一种低烟无卤阻燃光伏电缆的制造方法，包括以下步骤： 
A）通过束绞单丝模具将多根镀锡铜单丝绞合成导电线芯，使得导电线芯最外层的节径比为9，导电线芯各层的节径比按照从外到内的顺序依次加2；
B）在导电线芯外重叠绕包由低烟无卤阻燃玻璃布带构成的隔离层；
C）用电缆绝缘挤塑机将150℃无卤阻燃光伏电缆辐照绝缘料（型号FPV120－1）挤包到隔离层上，并进行辐照交联，从而形成绝缘层；
D）用电缆绝缘挤塑机将150℃无卤阻燃光伏电缆辐照护套料（型号FPV120－2）挤包到绝缘层上，并进行辐照交联，从而形成护套层。
在步骤A）中，对导电线芯进行束绞的束绞单丝模具的孔径尺寸为导电线芯外径的1.05-1.1倍。 
在步骤B）中，重叠绕包在导电线芯外的低烟无卤阻燃玻璃布带的重叠宽度为其带宽的15％～25％。 
该方法中，束绞单丝模具的孔径尺寸为导电线芯外径的1.05-1.1倍，使得成型的导电线芯表面光亮、节距均匀，导体外径圆整、均匀，无跳丝、毛刺、断丝、拉细现象，该模具为现有技术，本领域技术人员很容易根据该模具制造出这种结构的导电线芯；在C)和D)步骤中，挤包之后进行辐照交联，使产品耐环境能力增强，使用寿命长。 
需要特别说明的是：构成绝缘层的150℃无卤阻燃光伏电缆辐照绝缘料（型号FPV120－1）和构成护套层的150℃无卤阻燃光伏电缆辐照护套料（型号FPV120－2）均为低烟无卤阻燃聚烯烃料。 
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。 

Claims (8)

1.一种低烟无卤阻燃光伏电缆，其特征在于：它包括由多根镀锡铜单丝绞合构成的导电线芯、重叠绕包于所述导电线芯外的由低烟无卤阻燃玻璃布带构成的隔离层、挤包于所述隔离层外的绝缘层和挤包于所述绝缘层外的护套层。
2.根据权利要求1所述的低烟无卤阻燃光伏电缆，其特征在于：所述导电线芯最外层的节径比为9，所述导电线芯各层的节径比按照从外到内的顺序依次加2。
3.根据权利要求1或2所述的低烟无卤阻燃光伏电缆，其特征在于：所述绝缘层由150℃辐照交联低烟无卤阻燃聚烯烃料构成。
4.根据权利要求1或2所述的低烟无卤阻燃光伏电缆，其特征在于：所述护套层由150℃辐照交联低烟无卤阻燃聚烯烃料构成。
5.根据权利要求1或2所述的低烟无卤阻燃光伏电缆，其特征在于：重叠绕包在所述导电线芯外的低烟无卤阻燃玻璃布带的重叠宽度为其带宽的15％～25％。
6.一种低烟无卤阻燃光伏电缆的制造方法，其特征在于：它包括以下步骤：
A）通过束绞单丝模具将多根镀锡铜单丝绞合成导电线芯，使得所述导电线芯最外层的节径比为9，所述导电线芯各层的节径比按照从外到内的顺序依次加2；
B）在所述导电线芯外重叠绕包由低烟无卤阻燃玻璃布带构成的隔离层；
C）用电缆绝缘挤塑机将150℃无卤阻燃光伏电缆辐照绝缘料挤包到所述隔离层上，并进行辐照交联，从而形成绝缘层；
D）用电缆绝缘挤塑机将150℃无卤阻燃光伏电缆辐照护套料挤包到所述绝缘层上，并进行辐照交联，从而形成护套层。
7.根据权利要求6所述的低烟无卤阻燃光伏电缆的制造方法，其特征在于：在步骤A）中，对所述导电线芯进行束绞的束绞单丝模具的孔径尺寸为导电线芯外径的1.05-1.1倍。
8.根据权利要求6所述的低烟无卤阻燃光伏电缆的制造方法，其特征在于:在步骤B）中，重叠绕包在所述导电线芯外的低烟无卤阻燃玻璃布带的重叠宽度为其带宽的15％～25％。
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