CN104900345A - 一种导电效率高的光伏电缆的生产工艺 - Google Patents

一种导电效率高的光伏电缆的生产工艺 Download PDF

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王勤伟
黄威波
王小瑾
贺建祥
王晓迪
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Abstract

本发明公开了一种导电效率高的光伏电缆的生产工艺，包括导体线芯加工、绝缘层加工、包覆、冷却、印字成缆和检验包装，具体步骤如下：(a)导体线芯加工：通过绞线机绞合制成多层的导体线芯；(b)绝缘层加工：高温挤压经加氟模具口流出形成绝缘层；(c)保护层加工：将铁氟龙与助挤剂混合在一起，经过推压等工序制成产品，(d)包覆：将绝缘层包覆导体线芯；(e)冷却：绝缘层进行冷却处理，在绝缘层外挤包保护层；(f)印字成缆：电线表面印刷字体，再把电线制成电缆；(g)检验包装：对电缆进行质量检验，包装入库。本发明制得的太阳能光伏电缆具有优良的抗腐蚀性能，抗油、抗强酸强碱、抗氧化，导体线芯的特殊搅合结构，使得电缆使用性更稳定，寿命加长。

Description

一种导电效率高的光伏电缆的生产工艺
【技术领域】
本发明涉及电缆制造的技术领域，特别是一种导电效率高的光伏电缆的生产工艺的技术领域。
【背景技术】
太阳能技术将成为未来的绿色能源技术之一，太阳能或光伏在中国应用日渐广泛，除政府支持的光伏发电厂发展迅速之外，私人投资者也正积极建厂，计划投产在全球销售的太阳能组件。光伏发电系统的性能不仅仅取决于太阳能组件自身的效率或性能，也需要诸多看起来与组件无直接关系的部件，比如接线盒、逆变器以及光伏电缆。其中，光伏电缆也是影响到整个光伏发电系统的使用寿命的重要因素之一。
光伏太阳能系统通常在户外使用，直接表露在阳光之下，太阳能体系经常会在恶劣环境下使用,如低温和紫外线辐射。在国内或国外,好天气时，将致使太阳能体系的现场最高温度高达100℃。因此要求光伏电缆具有优良的耐热、耐寒、耐紫外线、耐臭氧和耐候性，低烟无卤、低毒、阻燃。在所属设备中需要抵御恶劣气候环境和经受机械冲击，光伏电缆对电缆的柔软度、导电性和阻燃性能都有着较高的要求，现有的光伏电缆大多无法满足应用的需求，而且使用寿命短，易老化，频繁更换增加使用成本，因此，需要对光伏电缆的选材及工艺进行进一步地改进。
【发明内容】
本发明的目的就是解决现有技术中的问题，提出一种导电效率高的光伏电缆的生产工艺，制得的太阳能光伏电缆具有优良的抗腐蚀、电绝缘性能，耐高 压、极高绝缘击穿强度，导体导电效率更高，使用寿命长。
为实现上述目的，本发明提出了一种导电效率高的光伏电缆的生产工艺，包括导体线芯加工、绝缘层加工、保护层加工、包覆、冷却、印字成缆和检验包装，具体步骤如下：
(a)导体线芯加工：准备导体线芯材料，导体线芯的材料为镀锡铜丝，将镀锡铜丝材料放置在电缆铜线放线架上，多根镀锡铜丝分层、多次通过绞线机绞合，镀锡铜丝绞合制成多层的导体线芯；
(b)绝缘层加工：准备绝缘层材料，绝缘层采用低烟无卤耐高温材料；
(c)保护层加工：准备保护层材料，保护层材料采用铁氟龙，将铁氟龙与助挤剂混合在一起，并存放一端时间预成型，然后经过推压、干燥、烧结、冷却、热处理、吹胀、冷却，最终形成产品；
(d)包覆：通过挤塑机将绝缘层包覆制成的导体线芯，用真空抽气装置抽出绝缘层内的空气，减小内部间隙，绝缘层内层与导体线芯外层紧密结合；
(e)冷却：将包覆好导体线芯的绝缘层进行冷却处理，先放入70～80℃温水冷却，再放入常温水中冷却，冷却处理完成后，在绝缘层外部挤包保护层，制成电线；
(f)印字成缆：用电缆印刷装置在制成的电线表面印刷字体，再采用盘绞式成缆机把电线制成电缆，成缆速度为20m/min；
(g)检验包装：对制成的电缆进行质量检验，剔除不合格产品，对合格电缆进行包装入库。
作为优选，所述(a)步骤中，镀锡铜丝为3层，最里层为一根镀锡铜丝，中间层为6根镀锡铜丝，最外层为12根镀锡铜丝。 
作为优选，所述(a)步骤中，镀锡铜丝为3层，绞合时最外层绞合方向为顺时针，中间层绞合方向为逆时针，最里层固定不动；
作为优选，所述(b)步骤中，低烟无卤耐高温材料厚度为0.8mm；
作为优选，所述(c)步骤中，铁氟龙保护厚度为0.02mm；
a)铁氟龙
铁氟龙即为聚四氟乙烯，是一种使用了氟取代聚乙烯中所有氢原子的人工合成高分子材料。这种材料具有抗酸抗碱、抗各种有机溶剂的特点，几乎不溶于所有的溶剂。同时，聚四氟乙烯具有耐高温的特点，它的摩擦系数极低，所以可作润滑作用之馀，亦成为了不沾锅和水管内层的理想涂料。特性有不粘性、耐热性、滑动性、抗湿性、耐磨损性、耐腐蚀性。
不粘性：几乎所有物质都不与聚四氟乙烯涂膜粘合。很薄的膜也显示出很好的不粘附性能。耐热性：聚四氟乙烯涂膜具有优良的耐热和耐低温特性。短时间可耐高温到300℃，一般在240℃～260℃之间可连续使用，具有显著的热稳定性，它可以在冷冻温度下工作而不脆化，在高温下不融化。滑动性：聚四氟乙烯涂膜有较低的摩擦系数。负载滑动时摩擦系数产生变化，但数值仅在0.05-0.15之间。抗湿性：聚四氟乙烯涂膜表面不沾水和油质，生产操作时也不易沾溶液。耐磨损性：在高负载下，具有优良的耐磨性能。在一定的负载下，具备耐磨损和不粘附的双重优点。耐腐蚀性：聚四氟乙烯几乎不受药品侵蚀，能够承受除了熔融的碱金属，氟化介质以及高于300℃氢氧化钠之外的所有强酸(包括王水)、强氧化剂、还原剂和各种有机溶剂的作用，可以保护零件免于遭受任何种类的化学腐蚀。
b)低烟无卤耐高温材料
低烟无卤耐高温材料具有以下特性，能够很好的适应光伏电缆所处的恶劣环境，保证电缆的使用寿命。
(1)抗张强度比一般PVC电线大：一般PVC电线抗张强度大于1.05Kgf/mm2，而低烟无卤电线抗张强度大于1.2Kgf/mm2；
(2)具有良好的耐候性(-30℃～105℃)；
(3)具备良好的柔软度(硬度为80—90)；
(4)具有非移性(因为此产品配方中不用添加可塑剂，故不会有移形性)；
(5)燃烧时不会产生有毒黑烟(会产生少量白色烟雾)；
(6)具有较高的体积电阻率：PVC电线一般为1012～1015Ω/cm3，低烟无卤电线大于1016Ω/cm3；
(7)具有良好的耐高压特性：PVC电线一般耐10KV以上，而低烟无卤电线高达15KV以上；
(8)具有良好的弹性和粘性。
本发明的有益效果：本发明制得的太阳能光伏电缆具有优良的抗腐蚀性能，抗油、抗强酸强碱、抗氧化，具有优良的电绝缘性能、耐高压、极高绝缘击穿强度，高频损耗小且稳定，具有优良的不燃、不老化性能，使用寿命长，而且导体线芯的缠绕结构使得3层线芯都能牢固的搅合在一起，不易因外力而松散，使得光缆导电效率更高，使用寿命更长。
本发明的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。
【附图说明】
图1是本发明工艺制得的太阳能光伏电缆的结构示意图；
图2是本发明工艺制得的太阳能光伏电缆的最外层镀锡铜丝示意图；
图3是本发明工艺制得的太阳能光伏电缆的中间层镀锡铜丝示意图。
【具体实施方式】
实施例1
参阅图1，本发明步骤如下：
(a)准备导体线芯3材料，导体线芯3的材料为镀锡铜丝，将镀锡铜丝材料放置在电缆铜线放线架上，多根镀锡铜丝分层、多次通过绞线机绞合，镀锡铜丝绞合制成多层的导体线芯；镀锡铜丝绞合时最外层镀锡铜丝31绞合方向为左，第二层镀锡铜丝32绞合方向为右，最里层镀锡铜丝33固定不动制成的导体线 芯3有3层；
电缆铜线放线架可避免铜丝缠绕和断线情况发生。
(b)准备绝缘层2材料，绝缘层2采用低烟无卤耐高温材料，低烟无卤耐高温材料厚度为0.8mm，形成绝缘层2；
(c)准备保护层材料，保护层材料采用铁氟龙，将铁氟龙与助挤剂混合在一起，并存放一端时间预成型，然后经过推压、干燥、烧结、冷却、热处理、吹胀、冷却，最终形成产品。
(d)通过挤塑机将绝缘层2包覆制成的导体线芯3，用真空抽气装置抽出绝缘层2内的空气，减小内部间隙，绝缘层2内层与导体线芯3外层紧密结合；
用真空抽气装置抽出电缆内的空气，防止空气进入，减少电缆内部缝隙，内层外径与外层内径紧密结合，确保内部结构，电线不容易变形，增加圆整度，光亮度，降低电缆老化，氧化速度，提高使用寿命。
(e)将包覆好导体线芯3的绝缘层2进行冷却处理，先放入80℃温水冷却，再放入常温水中冷却，冷却处理完成后，在绝缘层2外部挤包保护层1，制成电线。
使用不同的水温多次冷却可保证电线内层角外径与外层角内径紧密结合。
(f)用电缆印刷装置在制成的电线表面印刷字体，再采用盘绞式成缆机把电线制成电缆，成缆速度为20m/min；
使用电缆印刷装置可保证字体整洁，避免油墨浪费，提高印刷速度。
(g)对制成的电缆进行质量检验，剔除不合格产品，对合格电缆进行包装入库。
本发明工作过程：
本发明一种导电效率高的光伏电缆的生产工艺在工作过程中，先对镀锡铜丝进行绞合，制成导体线芯3，外层再包覆绝缘层2，绝缘层2外再包覆保护层1作为护套。生产过程中都是使用现代化机械如绞线机、挤塑机、盘绞式成缆机、 电缆印刷装置等，这不仅可以提高生产效率，也可保证产品质量稳定。用真空抽气装置抽出电缆内的空气，防止空气进入，减少电缆内部缝隙，导体线芯3外径与绝缘层2内径紧密结合，电线不容易变形，增加圆整度，降低电缆老化速度，提高使用寿命。
本发明工艺制得的太阳能光伏电缆绝缘层的材料为低烟无卤耐高温材料，低烟无卤耐高温材料对电弧作用极为稳定，使得光伏电缆具有优良的抗腐蚀性能，抗油、抗强酸强碱、抗氧化，具有优良的电绝缘性能、耐高压、极高绝缘击穿强度，高频损耗小且稳定，具有优良的不燃、不老化性能，使用寿命长。
上述实施例是对本发明的说明，不是对本发明的限定，任何对本发明简单变换后的方案均属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种导电效率高的光伏电缆的生产工艺，其特征在于：包括导体线芯加工、绝缘层加工、包覆、冷却、印字成缆和检验包装，具体步骤如下：
(a)导体线芯加工：准备导体线芯材料，导体线芯的材料为镀锡铜丝，将镀锡铜丝材料放置在电缆铜线放线架上，多根镀锡铜丝分层、多次通过绞线机绞合，镀锡铜丝绞合制成多层的导体线芯；
(b)绝缘层加工：准备绝缘层材料，绝缘层采用低烟无卤耐高温材料；
(c)保护层加工：准备保护层材料，保护层材料采用铁氟龙，将铁氟龙与助挤剂混合在一起，并存放一端时间预成型，然后经过推压、干燥、烧结、冷却、热处理、吹胀、冷却，最终形成产品；
(d)包覆：通过挤塑机将绝缘层包覆制成的导体线芯，用真空抽气装置抽出绝缘层内的空气，减小内部间隙，绝缘层内层与导体线芯外层紧密结合；
(e)冷却：将包覆好导体线芯的绝缘层进行冷却处理，先放入70～80℃温水冷却，再放入常温水中冷却，冷却处理完成后，在绝缘层外部挤包保护层，制成电线；
(f)印字成缆：用电缆印刷装置在制成的电线表面印刷字体，再采用盘绞式成缆机把电线制成电缆，成缆速度为20m/min；
(g)检验包装：对制成的电缆进行质量检验，剔除不合格产品，对合格电缆进行包装入库。
2.如权利要求1所述的一种导电效率高的光伏电缆的生产工艺，其特征在于：所述(a)步骤中，镀锡铜丝为3层，最里层为一根镀锡铜丝，中间层为6根镀锡铜丝，最外层为12根镀锡铜丝。
3.如权利要求1所述的一种导电效率高的光伏电缆的生产工艺，其特征在于：所述(a)步骤中，镀锡铜丝为3层，绞合时最外层绞合方向为顺时针，中间层绞合方向为逆时针，最里层固定不动。
4.如权利要求1所述的一种导电效率高的光伏电缆的生产工艺，其特征在于：低烟无卤耐高温材料厚度为0.8mm。
5.如权利要求1所述的一种导电效率高的光伏电缆的生产工艺，其特征在于：所述(c)步骤中，铁氟龙保护厚度为0.02mm。
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