CN105336401A - 铝合金光伏电缆 - Google Patents

Abstract

本发明一种铝合金光伏电缆，包含有电缆芯（1）、绝缘层（2）和护套层（3），电缆芯（1）由多根铝合金芯线绞合构成，包覆于电缆芯（1）外的绝缘层（2）由光伏电缆用125℃低烟无卤交联聚烯烃材料制成，上述材料按重量比包含有：辐射接枝马来酸酐的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物5~15份，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物39~72，线形高密度聚乙烯30~45份；且乙烯-醋酸乙烯与线形高密度聚乙烯的重量比=1.3~1.6，此时能够获得较为均衡的抗拉强度和断裂伸长率；三聚氰胺氰尿酸盐50~100份；AL(OH)₃与Mg(OH)₂复合物40~80份，硼酸锌10~20份，二价硬脂酸金属皂盐润滑剂1~3份；无卤色母粒0~5份；复合抗氧化剂0.5~4份；？敏化剂SR-350，1~3份，紫外线吸收剂，0.5~2份。本发明一种铝合金光伏电缆，成本低廉、制造方便且性能好。

Description

铝合金光伏电缆

技术领域

本发明涉及一种光伏电缆，尤其是涉及一种由铝合金制成导体的光伏电缆，属于电缆技术领域。

背景技术

目前，光伏电缆通常采用第五类铜丝或镀锡铜丝作为导体材料，有色金属铜做为贵金属不但价格高，而且比重较大，为了降低电缆的应用成本，减少贵金属铜的消耗，需要开发一种新的可替代的光伏电缆；

同时，作为光伏电缆的绝缘和护套，必须具有耐紫外线、耐臭氧、低烟无卤、耐长期老化、使用寿命长等特性；其中，125C辐照交联低烟无卤聚烯烃电缆料是为满足低烟、无卤无毒、阻燃、耐高温等特性而开发的一种环保型阻燃电缆材料G它是使用聚烯烃作为基材,氢氧化铝~氢氧化镁等无机阻燃材料作阻燃剂,经共混、塑化、造粒而成的可辐照交联电缆料G125C辐照交联低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料的开发,要解决如下几个技术关键：

一、由于不能使用含有卤素的阻燃剂,而只能使用氢氧化铝~氢氧化镁~硼酸锌等无毒的无机阻燃剂,这些阻燃剂需要添加50％—60％(重量百分比)才起到很好的阻燃作用,而无机阻燃剂的大量添加则大幅度降低材料的机械性能,所以如何保证机械性能与阻燃性能的平衡；

二、在添加大量的无机阻燃剂后,材料的加工流动性很差,螺杆扭矩急剧上升,使得造粒生产非常困难,绝缘挤出也很困难；

为此，亟需一种制造方便且性能好的电缆绝缘/护套材料，以更好的应用于铝合金光伏电缆上。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种高性能铝合金导体光伏电缆，以解决市场中高端电缆主体依靠铜导体的替代拓展（从而降低成本、节约资源）；同时制成该铝合金电缆绝缘层的材料制造方便且性能好。

本发明的目的是这样实现的：

一种铝合金光伏电缆，所述电缆包含有电缆芯、绝缘层和护套层，所述电缆芯由多根铝合金芯线绞合构成，所述电缆芯的外层包覆有绝缘层，绝缘层外层包覆有护套层。

本发明一种铝合金光伏电缆，所述绝缘层沿其长度方向设置有多根加强筋。

本发明一种铝合金光伏电缆，所述绝缘层由光伏电缆用125℃低烟无卤交联聚烯烃材料制成，上述光伏电缆用125℃低烟无卤交联聚烯烃材料按重量比包含有：

辐射接枝马来酸酐的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物5~15份，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物39~72，线形高密度聚乙烯30~45份；且乙烯-醋酸乙烯与线形高密度聚乙烯的重量比=1.3~1.6，此时能够获得较为均衡的抗拉强度和断裂伸长率；三聚氰胺氰尿酸盐50~100份；AL(OH)₃与Mg(OH)₂复合物40~80份，硼酸锌10~20份，二价硬脂酸金属皂盐润滑剂1~3份；无卤色母粒0~5份；复合抗氧化剂0.5~4份；敏化剂SR-350，1~3份，紫外线吸收剂，0.5~2份。

本发明一种铝合金光伏电缆，所述AL(OH)₃与Mg(OH)₂的重量比为7:3。

本发明一种铝合金光伏电缆，复合抗氧化剂由酚类抗氧化剂、胺类抗氧化剂、硫代双酚类抗氧化剂按照0.5:1:1~3的重量比构成。

本发明一种铝合金光伏电缆，上述光伏电缆用125℃低烟无卤交联聚烯烃材料的制备方法包含为以下步骤：

步骤1、辐射接枝马来酸酐的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物制备：取1~5份马来酸酐，将其溶解在2~10份的丙酮中，然后再加入100份乙烯-醋酸乙烯酯共聚物后经高速混合机进行高速混合，等丙酮挥发后经双螺杆挤出机造粒，然后经电子加速器电子射线或γ射线中辐射10~25KGy剂量，得到接枝率为1~1.5%的辐射接枝马来酸酐的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物；

步骤2、取上述辐射接枝马来酸酐的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物10份，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物60份，线形高密度聚乙烯40份，AL(OH)₃与Mg(OH)₂复合物60份，硼酸锌15份，二价硬脂酸金属皂盐润滑剂2份；无卤色母粒3份，复合抗氧化剂2份，敏化剂2份，紫外线吸收剂1份；在高速捏合机中充分混合后再利用双螺杆挤出机挤出制成母粒；

步骤3、步骤2中获得的母粒与三聚氰胺氰尿酸盐85份在高速捏合机中充分混合均匀，混合均匀后的物料经开放式炼胶机进行混炼，混炼后再经平板硫化机模压成片；

步骤4、将模压成片的半成品经辐射交联后进行切割并测试；

步骤5、测试合格的即为成品材料。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明一种高性能铝合金导体光伏电缆，大大降低了光伏电缆的成本，同时该电缆解决了在保证电缆结构不变的情况下，在强度、伸率、电阻值等各项性能，同时又能解决通常的铝导体具有表面易氧化，接触电阻大，接续不稳定等缺陷；且具有以下特点：⑴导体具有高强度，良好的耐腐蚀性，抗蠕变性能好，接续稳定性好等特点；⑵电缆重量轻、线质柔软、整体强度高的特点；⑶铝合金材料具有相对成本低、价格相对稳定的优点；

另外，本发明通过加入敏化剂使得辐射交联是各组分之间的粘合效果更好，同时通过紫外线吸收剂的加入，使得其具有更强抗老化能力，提高了其性能；同时通过限制乙烯-醋酸乙烯与线形高密度聚乙烯的比例，保证了抗拉强度和断裂伸长率；并且加入二价硬脂酸金属皂盐润滑剂以提高其流动性，进而使得造粒方便，保证生产效率。

附图说明

图1为本发明一种铝合金光伏电缆的结构示意图。

图2为本发明一种铝合金光伏电缆的另一应用状态示意图。

其中：

电缆芯1、绝缘层2、护套层3、加强筋4。

具体实施方式

参见图1和图2本发明涉及的一种铝合金光伏电缆，所述电缆包含有电缆芯1、绝缘层2和护套层3，所述电缆芯1由多根铝合金芯线绞合构成，所述电缆芯1的外层包覆有绝缘层2，绝缘层2外层包覆有护套层3，所述绝缘层2沿其长度方向设置有多根加强筋4；

所述电缆芯1采用若干根高性能铝合金芯线绞合构成的绞合导体，铝合金芯线的导体材质为8000系列高性能铝合金线，且铝合金芯线的线径为0.05mm~0.95mm，一般采用7~2000根铝合金导体绞合构成单根电缆芯1；同时，上述具体参数仅为本发明中的优化范围，本领域的技术人员再本专利构思的启示下所做任何技术方案均在本专利的保护范围之内；

所述绝缘层2由光伏电缆用125℃低烟无卤交联聚烯烃材料挤包在电缆芯1上而成，主要作用是承受较高的电压，作为电缆的主绝缘体；绝缘层2采用高绝缘性能的辐照交联聚乙烯绝缘料，该材料具有耐紫外线、耐臭氧、耐长期老化、低烟无卤等特性‘

所述护套层3由光伏电缆用125℃低烟无卤交联聚烯烃材料挤包在绝缘层2上而成，主要作用是保护电缆绝缘不受外部损坏；护套层3采用辐照交联低烟无卤聚烯烃护套料，该材料具有耐紫外线、耐臭氧、耐长期老化、低烟无卤等特性；

由于该光伏电缆是采用多根极细铝合金丝绞合而成的，比较柔软，因此牢固度不够，容易产生变形，因此在本发明的绝缘层2内侧还设置可有多根加强筋4，以加强电缆的强度和牢度，不易变形损坏。

上述一种光伏电缆用125℃低烟无卤交联聚烯烃材料，所述材料按重量比包含有：

辐射接枝马来酸酐的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物5~15份，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物39~72，线形高密度聚乙烯30~45份；且乙烯-醋酸乙烯与线形高密度聚乙烯的重量比=1.3~1.6，此时能够获得较为均衡的抗拉强度和断裂伸长率；

三聚氰胺氰尿酸盐50~100份；AL(OH)₃与Mg(OH)₂复合物40~80份，且AL(OH)₃与Mg(OH)₂的重量比为7:3；硼酸锌10~20份，二价硬脂酸金属皂盐润滑剂1~3份；无卤色母粒0~5份；

复合抗氧化剂0.5~4份，复合抗氧化剂由酚类抗氧化剂、胺类抗氧化剂、硫代双酚类抗氧化剂按照0.5:1:1~3的重量比构成；

敏化剂SR-350，1~3份；使得更组分在辐射交联时更容易交联；

紫外线吸收剂，0.5~2份，提高其抗老化性能；

光伏电缆用125℃低烟无卤交联聚烯烃材料的制备方法为：

步骤1、辐射接枝马来酸酐的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物制备：取1~5份马来酸酐，将其溶解在2~10份的丙酮中，然后再加入100份乙烯-醋酸乙烯酯共聚物后经高速混合机进行高速混合，等丙酮挥发后经双螺杆挤出机造粒，然后经电子加速器电子射线或γ射线中辐射10~25KGy剂量，得到接枝率为1~1.5%的辐射接枝马来酸酐的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物；

步骤2、取上述辐射接枝马来酸酐的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物10份，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物60份，线形高密度聚乙烯40份，AL(OH)₃与Mg(OH)₂复合物60份，硼酸锌15份，二价硬脂酸金属皂盐润滑剂2份；无卤色母粒3份，复合抗氧化剂2份，敏化剂2份，紫外线吸收剂1份；在高速捏合机中充分混合后再利用双螺杆挤出机挤出制成母粒；

步骤3、步骤2中获得的母粒与三聚氰胺氰尿酸盐85份在高速捏合机中充分混合均匀，混合均匀后的物料经开放式炼胶机进行混炼，混炼后再经平板硫化机模压成片；

步骤4、将模压成片的半成品经辐射交联后进行切割并测试；

步骤5、测试合格的即为成品材料。

另外：需要注意的是，上述具体实施方式仅为本专利的一个优化方案，本领域的技术人员根据上述构思所做的任何改动或改进，均在本专利的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种铝合金光伏电缆，其特征在于：所述电缆包含有电缆芯（1）、绝缘层（2）和护套层（3），所述电缆芯（1）由多根铝合金芯线绞合构成，所述电缆芯（1）的外层包覆有绝缘层（2），绝缘层（2）外层包覆有护套层（3）。

2.如权利要求1所述一种铝合金光伏电缆，其特征在于：所述绝缘层（2）沿其长度方向设置有多根加强筋（4）。

3.如权利要求1或2所述一种铝合金光伏电缆，其特征在于：所述绝缘层（2）由光伏电缆用125℃低烟无卤交联聚烯烃材料制成，上述光伏电缆用125℃低烟无卤交联聚烯烃材料按重量比包含有：

辐射接枝马来酸酐的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物5~15份，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物39~72，线形高密度聚乙烯30~45份；且乙烯-醋酸乙烯与线形高密度聚乙烯的重量比=1.3~1.6，此时能够获得较为均衡的抗拉强度和断裂伸长率；三聚氰胺氰尿酸盐50~100份；AL(OH)₃与Mg(OH)₂复合物40~80份，硼酸锌10~20份，二价硬脂酸金属皂盐润滑剂1~3份；无卤色母粒0~5份；复合抗氧化剂0.5~4份；敏化剂SR-350，1~3份，紫外线吸收剂，0.5~2份。

4.如权利要求3所述一种铝合金光伏电缆，其特征在于：所述AL(OH)₃与Mg(OH)₂的重量比为7:3。

5.如权利要求3所述一种铝合金光伏电缆，其特征在于：复合抗氧化剂由酚类抗氧化剂、胺类抗氧化剂、硫代双酚类抗氧化剂按照0.5:1:1~3的重量比构成。

6.如权利要求3所述一种铝合金光伏电缆，其特征在于：上述光伏电缆用125℃低烟无卤交联聚烯烃材料的制备方法包含为以下步骤：

步骤1、辐射接枝马来酸酐的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物制备：取1~5份马来酸酐，将其溶解在2~10份的丙酮中，然后再加入100份乙烯-醋酸乙烯酯共聚物后经高速混合机进行高速混合，等丙酮挥发后经双螺杆挤出机造粒，然后经电子加速器电子射线或γ射线中辐射10~25KGy剂量，得到接枝率为1~1.5%的辐射接枝马来酸酐的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物；

步骤2、取上述辐射接枝马来酸酐的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物10份，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物60份，线形高密度聚乙烯40份，AL(OH)₃与Mg(OH)₂复合物60份，硼酸锌15份，二价硬脂酸金属皂盐润滑剂2份；无卤色母粒3份，复合抗氧化剂2份，敏化剂2份，紫外线吸收剂1份；在高速捏合机中充分混合后再利用双螺杆挤出机挤出制成母粒；

步骤3、步骤2中获得的母粒与三聚氰胺氰尿酸盐85份在高速捏合机中充分混合均匀，混合均匀后的物料经开放式炼胶机进行混炼，混炼后再经平板硫化机模压成片；

步骤4、将模压成片的半成品经辐射交联后进行切割并测试；

步骤5、测试合格的即为成品材料。