CN107086516A - 一种大电流光伏电站用直流汇流电缆及其安装敷设方法 - Google Patents

一种大电流光伏电站用直流汇流电缆及其安装敷设方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种大电流光伏电站用直流汇流电缆及其安装敷设方法，其中大电流光伏电站用直流汇流电缆包括主干电缆、分支电缆和连接盒；主干电缆上设有多个露出第一导体和第一钢带铠装层的连接段；分支电缆设有多条，分支电缆的端部露出第二导体和第二钢带铠装层，各分支电缆端部的第二导体与主干电缆各连接段露出的第一导体电连接；连接盒设有多个；主干电缆与各分支电缆的连接部位分别设置在各连接盒的内腔中，主干电缆的连接段两端的第一钢带铠装层以及相应分支电缆端部的第二钢带铠装层通过连接盒实现电气和机械连接。本发明经济效益高、成本低廉、传输容量大、安装敷设便捷，满足光伏电站电力分布汇入总线电缆的设计要求。

Description

一种大电流光伏电站用直流汇流电缆及其安装敷设方法
技术领域
本发明涉及一种大电流光伏电站用直流汇流电缆及其安装敷设方法。
背景技术
太阳能光伏发电系统主要由太阳电池板(组件)、控制器、逆变器、连接电缆四大部分组成。单个的光伏电池所提供的电压很小，不能直接作为电源使用。实际工程应用中，总是根据需要将多个单体电池经串、并联起来，并封装形成独立的电池组件单元。目前单片光伏组件的功率为80～160Wp(peakwatt，峰值功率)，将多块光伏组件串、并联，连结相适应的直流电，通过直流汇流线(电缆)送到逆变器转换成交流，然后升压、并网。光伏直流汇流电缆主要用于汇流箱到逆变器之间的直流电力传输。目前实际工程应用为ZC-YJV22-1kV交流电缆，规格为50mm2～95mm2不等，基于光伏实际发电项目需求，都采用数根或数十根ZC-YJV22-1kV交流电缆并联实现大电流传输，该类电缆的使用成本比较高，因此急需一种替代产品，以满足光伏电站行业日益激烈的成本竞争。
发明内容
本发明的目的是提供一种经济效益高、成本低廉、传输容量大、可连续生产、生产效率高、安装敷便捷的大电流光伏电站用直流汇流电缆及其安装敷设方法。
实现本发明目的的技术方案是：一种大电流光伏电站用直流汇流电缆，包括主干电缆、分支电缆和连接盒；所述主干电缆由内而外依次包括第一导体、第一绝缘层、内衬、第一钢带铠装层和第一护套层；所述分支电缆由内而外依次包括第二导体、第二绝缘层、第二钢带铠装层和第二护套层；所述主干电缆上设有多个露出第一导体和第一钢带铠装层的连接段；所述分支电缆设有多条，分支电缆的端部露出第二导体和第二钢带铠装层，各分支电缆端部的第二导体与主干电缆各连接段露出的第一导体电连接；所述连接盒设有多个；所述主干电缆与各分支电缆的连接部位分别设置在各连接盒的内腔中，主干电缆的连接段两端的第一钢带铠装层以及相应分支电缆端部的第二钢带铠装层通过连接盒实现电气和机械连接。
所述主干电缆为扁型结构，并且第一导体的宽高比不少于2。
所述主干电缆的第一导体为独根结构；所述分支电缆的第二导体为多根绞合结构。
所述连接盒的内腔中填充有绝缘填充物。
所述连接盒包括金属壳体；所述金属壳体的左右侧面上均设有与主干电缆连接的主干电缆压接口；所述金属壳体的前端面或者后端面上设有与分支电缆连接的分支电缆压接口。
所述连接盒的金属壳体的上端面或者下端面上设有两个填充注入口和两个空气溢出口；所述填充注入口的尺寸大于空气溢出口的尺寸。
所述连接盒的金属壳体的主干电缆压接口与主干电缆之间，以及分支电缆压接口与分支电缆之间均设有垫层。
所述连接盒的金属壳体包括通过螺栓固定连接的上壳体和下壳体。
一种大电流光伏电站用直流汇流电缆，还包括恒力固定螺栓和连接端子；所述连接端子的一端通过恒力固定螺栓与主干电缆的第一导体连接，连接端子的另一端与分支电缆的第二导体之间通过压接方式连接；所述主干电缆的第一导体、分支电缆的第二导体、恒力固定螺栓和连接端子的材质相同。
一种大电流光伏电站用直流汇流电缆的安装敷设方法，包括以下步骤：
①、在主干电缆上预设的连接位置，将第一绝缘层、内衬、第一钢带铠装层和第一护套层剥离，露出第一导体；在剥开的过程中，根据连接盒的金属壳体的厚度，在第一钢带铠装层上留出与金属壳体连接的位置；
②、采用导电橡皮胶带或者导电塑料胶带作为垫层将第一钢带铠装层绕包扎紧；
③、在分支电缆的端头，将第二绝缘层、第二钢带铠装层和第二护套层剥离，露出第二导体；在剥开的过程中，根据连接盒的金属壳体的厚度，在第二钢带铠装层上留出与金属壳体连接的位置；
④、采用导电橡皮胶带或者导电塑料胶带作为垫层将第二钢带铠装层绕包扎紧；
⑤、将分支电缆的第二导体，插到连接端子的压接管内进行压接，压接道次为三道；
⑥、在主干电缆的第一导体上的预设位置打孔，打孔的直径比恒力固定螺栓的直径大不超过0.5mm；然后将与分支电缆连接的连接端子的螺栓孔对准主干电缆的第一导体上的打出的孔，并通过恒力固定螺栓进行连接；所述主干电缆的第一导体、分支电缆的第二导体、恒力固定螺栓和连接端子的材质相同；
⑦、将连接盒的上壳体和下壳体，通过主干电缆压接口和分支电缆压接口分别与主干电缆的第一钢带铠装层上的垫层以及分支电缆的第二钢带铠装层上的垫层连接；然后通过螺栓将上壳体和下壳体固定紧；
⑧、采用万用表连接主干电缆的第一钢带铠装层和分支电缆的第二钢带铠装层，检查电气导通情况；
⑨、通过连接盒的填充注入口将环氧树脂或类似绝缘填充物注入连接盒的内腔中，直至空气溢出口溢出填充物为止，然后静止冷却固化；
⑩、采用防紫外线绕包带，将主干电缆的第一护套层、分支电缆的第二护套层、以及连接盒进行绕包恢复护层结构。
采用了上述技术方案，本发明具有以下的有益效果：(1)本发明通过将多条分支电缆连接到主干电缆上，并通过连接盒进行保护并实现铠装的电气和机械连接，经济效益高、成本低廉、传输容量大、可连续生产、生产效率高、安装敷设便捷，满足光伏电站电力分布汇入总线电缆的设计要求。
(2)本发明的主干电缆为扁型结构，能够满足电缆大长度制造的工艺要求，满足电缆生产过程中上盘流转及电缆成品交付的要求，扁型铠装结构既起到机械防护的作用，还有绝缘电阻检测作用和防雷接地作用。
(3)本发明的主干电缆的第一导体为独根结构，满足导体电力传输最优原则，实现大电力传输的同时，还实现了电缆大长度连续稳定生产，减少了由于导体多根绞合结构带来的导体电阻增加以及电缆制造成本的增加，提高电缆产品质量。
(4)本发明的连接盒的内腔中填充有绝缘填充物，将主干电缆的第一绝缘层和分支电缆的第二绝缘层进行恢复，并实现良好密封。
(5)本发明的连接盒的金属壳体的主干电缆压接口与主干电缆之间，以及分支电缆压接口与分支电缆之间均设有垫层，能够实现软连接，避免对主干电缆与分支电缆的铠装层造成伤害。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的主干电缆的截面结构示意图。
图3为本发明的连接盒的结构示意图。
图4为图3的左视图。
图5为图3的俯视图。
附图中的标号为：
主干电缆1、第一导体11、第一绝缘层12、内衬13、第一钢带铠装层14、第一护套层15；
分支电缆2、第二导体21、第二绝缘层22、第二钢带铠装层23、第二护套层24；
连接盒3、金属壳体31、上壳体311和下壳体312、螺栓313、主干电缆压接口32、分支电缆压接口33、填充注入口34、空气溢出口35、垫层36；
恒力固定螺栓4；
连接端子5。
具体实施方式
(实施例1)
见图1至图5，本实施例的大电流光伏电站用直流汇流电缆，包括主干电缆1、分支电缆2、连接盒3、恒力固定螺栓4和连接端子5。
主干电缆1由内而外依次包括第一导体11、第一绝缘层12、内衬13、第一钢带铠装层14和第一护套层15。分支电缆2由内而外依次包括第二导体21、第二绝缘层22、第二钢带铠装层23和第二护套层24。主干电缆1上设有多个露出第一导体11和第一钢带铠装层14的连接段。分支电缆2设有多条，分支电缆2的端部露出第二导体21和第二钢带铠装层23，各分支电缆2端部的第二导体21与主干电缆1各连接段露出的第一导体11电连接。连接盒3设有多个。主干电缆1与各分支电缆2的连接部位分别设置在各连接盒3的内腔中，主干电缆1的连接段两端的第一钢带铠装层14以及相应分支电缆2端部的第二钢带铠装层23通过连接盒3实现电气和机械连接。连接端子5的一端通过恒力固定螺栓4与主干电缆1的第一导体11连接，连接端子5的另一端与分支电缆2的第二导体21之间通过压接方式连接。主干电缆1的第一导体11、分支电缆2的第二导体21、恒力固定螺栓4和连接端子5的材质相同。
主干电缆1为扁型结构，并且第一导体11的宽高比不少于2。
由于主干电缆1的第一导体11承担着光伏电站直流汇流总线的大电流传输功能，截面一般在1000平方及上，基于光伏电站项目中，直流汇流总线电缆敷设线路为直线，不需要电缆具有良好的弯曲特性，同时兼顾到导体电力传输最优原则，因此主干电缆1的第一导体11设置为独根结构，减少了由于导体多根绞合结构带来的导体电阻增加以及电缆制造成本的增加。由于分支电缆2是将汇流箱里的直流电传输并入主干电缆1传输，分支电缆2需要具备一定的弯曲性能，因此分支电缆2的第二导体21设置为多根绞合结构。
连接盒3的内腔中填充有绝缘填充物。
连接盒3包括金属壳体31。金属壳体31包括通过螺栓313固定连接的上壳体311和下壳体312。金属壳体31的左右侧面上均设有与主干电缆1连接的主干电缆压接口32。金属壳体31的前端面或者后端面上设有与分支电缆2连接的分支电缆压接口33。金属壳体31的上端面或者下端面上设有两个填充注入口34和两个空气溢出口35。填充注入口34的尺寸大于空气溢出口35的尺寸。金属壳体31的主干电缆压接口32与主干电缆1之间，以及分支电缆压接口33与分支电缆2之间均设有垫层36。
本实施例的大电流光伏电站用直流汇流电缆的安装敷设方法，包括以下步骤：
①、在主干电缆1上预设的连接位置，将第一绝缘层12、内衬13、第一钢带铠装层14和第一护套层15剥离，露出第一导体11。在剥开的过程中，根据连接盒3的金属壳体31的厚度，在第一钢带铠装层14上留出与金属壳体31连接的位置。
②、采用导电橡皮胶带或者导电塑料胶带作为垫层36将第一钢带铠装层14绕包扎紧。
③、在分支电缆2的端头，将第二绝缘层22、第二钢带铠装层23和第二护套层24剥离，露出第二导体21。在剥开的过程中，根据连接盒3的金属壳体31的厚度，在第二钢带铠装层23上留出与金属壳体31连接的位置。
④、采用导电橡皮胶带或者导电塑料胶带作为垫层36将第二钢带铠装层23绕包扎紧。
⑤、将分支电缆2的第二导体21，插到连接端子5的压接管内进行压接，压接道次为三道。
⑥、在主干电缆1的第一导体11上的预设位置打孔，打孔的直径比恒力固定螺栓4的直径大不超过0.5mm。然后将与分支电缆2连接的连接端子5的螺栓孔对准主干电缆1的第一导体11上的打出的孔，并通过恒力固定螺栓4进行连接。主干电缆1的第一导体11、分支电缆2的第二导体21、恒力固定螺栓4和连接端子5的材质相同。
⑦、将连接盒3的上壳体311和下壳体312，通过主干电缆压接口32和分支电缆压接口33分别与主干电缆1的第一钢带铠装层14上的垫层36以及分支电缆2的第二钢带铠装层23上的垫层36连接。然后通过螺栓313将上壳体311和下壳体312固定紧。
⑧、采用万用表连接主干电缆1的第一钢带铠装层14和分支电缆2的第二钢带铠装层23，检查电气导通情况。
⑨、通过连接盒3的填充注入口34将环氧树脂或类似绝缘填充物注入连接盒3的内腔中，直至空气溢出口35溢出填充物为止，然后静止冷却固化。
⑩、采用防紫外线绕包带，将主干电缆1的第一护套层15、分支电缆2的第二护套层24、以及连接盒3进行绕包恢复护层结构。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种大电流光伏电站用直流汇流电缆，其特征在于：包括主干电缆(1)、分支电缆(2)和连接盒(3)；所述主干电缆(1)由内而外依次包括第一导体(11)、第一绝缘层(12)、内衬(13)、第一钢带铠装层(14)和第一护套层(15)；所述分支电缆(2)由内而外依次包括第二导体(21)、第二绝缘层(22)、第二钢带铠装层(23)和第二护套层(24)；所述主干电缆(1)上设有多个露出第一导体(11)和第一钢带铠装层(14)的连接段；所述分支电缆(2)设有多条，分支电缆(2)的端部露出第二导体(21)和第二钢带铠装层(23)，各分支电缆(2)端部的第二导体(21)与主干电缆(1)各连接段露出的第一导体(11)电连接；所述连接盒(3)设有多个；所述主干电缆(1)与各分支电缆(2)的连接部位分别设置在各连接盒(3)的内腔中，主干电缆(1)的连接段两端的第一钢带铠装层(14)以及相应分支电缆(2)端部的第二钢带铠装层(23)通过连接盒(3)实现电气和机械连接。
2.根据权利要求1所述的一种大电流光伏电站用直流汇流电缆，其特征在于：所述主干电缆(1)为扁型结构，并且第一导体(11)的宽高比不少于2。
3.根据权利要求1所述的一种大电流光伏电站用直流汇流电缆，其特征在于：所述主干电缆(1)的第一导体(11)为独根结构；所述分支电缆(2)的第二导体(21)为多根绞合结构。
4.根据权利要求1所述的一种大电流光伏电站用直流汇流电缆，其特征在于：所述连接盒(3)的内腔中填充有绝缘填充物。
5.根据权利要求1所述的一种大电流光伏电站用直流汇流电缆，其特征在于：所述连接盒(3)包括金属壳体(31)；所述金属壳体(31)的左右侧面上均设有与主干电缆(1)连接的主干电缆压接口(32)；所述金属壳体(31)的前端面或者后端面上设有与分支电缆(2)连接的分支电缆压接口(33)。
6.根据权利要求5所述的一种大电流光伏电站用直流汇流电缆，其特征在于：所述连接盒(3)的金属壳体(31)的上端面或者下端面上设有两个填充注入口(34)和两个空气溢出口(35)；所述填充注入口(34)的尺寸大于空气溢出口(35)的尺寸。
7.根据权利要求5所述的一种大电流光伏电站用直流汇流电缆，其特征在于：所述连接盒(3)的金属壳体(31)的主干电缆压接口(32)与主干电缆(1)之间，以及分支电缆压接口(33)与分支电缆(2)之间均设有垫层(36)。
8.根据权利要求1所述的一种大电流光伏电站用直流汇流电缆，其特征在于：所述连接盒(3)的金属壳体(31)包括通过螺栓(313)固定连接的上壳体(311)和下壳体(312)。
9.根据权利要求1所述的一种大电流光伏电站用直流汇流电缆，其特征在于：还包括恒力固定螺栓(4)和连接端子(5)；所述连接端子(5)的一端通过恒力固定螺栓(4)与主干电缆(1)的第一导体(11)连接，连接端子(5)的另一端与分支电缆(2)的第二导体(21)之间通过压接方式连接；所述主干电缆(1)的第一导体(11)、分支电缆(2)的第二导体(21)、恒力固定螺栓(4)和连接端子(5)的材质相同。
10.一种大电流光伏电站用直流汇流电缆的安装敷设方法，其特征在于：包括以下步骤：
①、在主干电缆(1)上预设的连接位置，将第一绝缘层(12)、内衬(13)、第一钢带铠装层(14)和第一护套层(15)剥离，露出第一导体(11)；在剥开的过程中，根据连接盒(3)的金属壳体(31)的厚度，在第一钢带铠装层(14)上留出与金属壳体(31)连接的位置；
②、采用导电橡皮胶带或者导电塑料胶带作为垫层(36)将第一钢带铠装层(14)绕包扎紧；
③、在分支电缆(2)的端头，将第二绝缘层(22)、第二钢带铠装层(23)和第二护套层(24)剥离，露出第二导体(21)；在剥开的过程中，根据连接盒(3)的金属壳体(31)的厚度，在第二钢带铠装层(23)上留出与金属壳体(31)连接的位置；
④、采用导电橡皮胶带或者导电塑料胶带作为垫层(36)将第二钢带铠装层(23)绕包扎紧；
⑤、将分支电缆(2)的第二导体(21)，插到连接端子(5)的压接管内进行压接，压接道次为三道；
⑥、在主干电缆(1)的第一导体(11)上的预设位置打孔，打孔的直径比恒力固定螺栓(4)的直径大不超过0.5mm；然后将与分支电缆(2)连接的连接端子(5)的螺栓孔对准主干电缆(1)的第一导体(11)上的打出的孔，并通过恒力固定螺栓(4)进行连接；所述主干电缆(1)的第一导体(11)、分支电缆(2)的第二导体(21)、恒力固定螺栓(4)和连接端子(5)的材质相同；
⑦、将连接盒(3)的上壳体(311)和下壳体(312)，通过主干电缆压接口(32)和分支电缆压接口(33)分别与主干电缆(1)的第一钢带铠装层(14)上的垫层(36)以及分支电缆(2)的第二钢带铠装层(23)上的垫层(36)连接；然后通过螺栓(313)将上壳体(311)和下壳体(312)固定紧；
⑧、采用万用表连接主干电缆(1)的第一钢带铠装层(14)和分支电缆(2)的第二钢带铠装层(23)，检查电气导通情况；
⑨、通过连接盒(3)的填充注入口(34)将环氧树脂或类似绝缘填充物注入连接盒(3)的内腔中，直至空气溢出口(35)溢出填充物为止，然后静止冷却固化；
⑩、采用防紫外线绕包带，将主干电缆(1)的第一护套层(15)、分支电缆(2)的第二护套层(24)、以及连接盒(3)进行绕包恢复护层结构。
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