CN107342137B - 光伏热导阻燃电缆 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电线电缆技术领域，特别是光伏领域专用的电缆，具体地是一种光伏热导阻燃电缆。光伏热导阻燃电缆从外向内依次包括最外护套、屏蔽层、中间阻燃层、阻水层、最内保护层和导体缆芯，最外护套的材料中添加有云母粉纳米颗粒，屏蔽层涂布在最外护套的内表面，屏蔽层包含有机硅氧烷树脂和AZO纳米颗粒，最内保护层包裹在导体缆芯的外表面，最内保护层包含聚苯乙烯塑料层和二氧化硅纳米颗粒。本发明能够保证较好的防水耐腐蚀、防火以及屏蔽紫外线和红外线等的性能，更好地保护导体缆芯，同时具有较好的热导阻燃效果，进一步延长电缆在恶劣环境中的使用寿命，保证了电缆传输电力的稳定，大大降低了电力传输和维护的成本。

Description

光伏热导阻燃电缆
技术领域：
本发明涉及电线电缆技术领域，特别是光伏领域专用的电缆，具体地是一种光伏热导阻燃电缆。
背景技术：
随着全球经济的发展，化石能源例如煤炭、石油和天然气逐渐不能满足日益增长的需求和环境保护的要求，并且全球许多石油和天然气生产地区政治和经济局势的不稳定性，清洁能源逐渐被多数地区重视。太阳能作为清洁能源中最重要的一种，已经被广泛利用。光伏是太阳能光伏效应的简称，是指光照时不均匀半导体或半导体与金属组合的部位间产生电位差的现象，它的实现方式主要是通过利用硅等半导体材料所制成的太阳能电板，利用光照产生直流电，比如我们日常生活中随处可见的太阳能电池。目前，大规模的光伏发电厂大多建造于西北荒漠地带，风沙大、紫外线强、温差很大等工作环境较为恶劣，光伏电缆作为必不可少的输电工具，要求其具有耐风雨性、耐紫外线、耐臭氧腐蚀、阻燃和抵抗较大的温度变化等能力。
现有技术中，专利CN201220305956.9公开了一种低烟无卤阻燃耐火光伏电缆，电缆导体采用镀锡无氧铜软导体，在所述导体外依次挤包有陶瓷硅橡胶耐火层、辐照交联乙烯-醋酸乙烯共聚物绝缘层以及辐照交联乙烯-醋酸乙烯共聚物外护层；而专利CN201320046343.2公开了一种1500V低烟无卤阻燃多芯耐火光伏电缆，包括有镀锡无氧铜第6类绞合软导体，在镀锡无氧铜第6类绞合软导体的外侧依次包覆有挤包陶瓷硅橡胶耐火层和以EVA为基125℃低烟无卤阻燃辐照交联绝缘层构成线芯，将三个线芯外侧两两相切放置构成缆芯，在缆芯的外侧依次包覆有涂胶玻纤带绕包层和以EVA为基的125℃低烟无卤阻燃辐照交联护套层，在缆芯与涂胶玻纤带绕包层之间设有无碱玻璃纤维绳填充层；还有专利CN201610843957.1公开了一种防火阻燃太阳能光伏电缆，由内至外依次包括缆芯、至少一层绝缘层、纤维编织层、至少一层隔热阻燃层和至少一层护套层；所述缆芯为内外双层结构，内层为碳纤维丝作为加强结构的圆柱体形导体，外层为铜包铝镁合金材料制成的包裹层；这些电缆在实际的恶劣环境中工作，仍然需要频繁更换电缆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。
发明内容：
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的光伏电缆仍然需要频繁更换、生产成本较高以及可能造成较大的环境污染等缺点，提供一种光伏热导阻燃电缆。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：光伏热导阻燃电缆，其特征在于：从外向内依次包括最外护套、屏蔽层、中间阻燃层、阻水层、最内保护层和导体缆芯，最外护套的材料中添加有云母粉纳米颗粒，屏蔽层涂布在最外护套的内表面，屏蔽层包含有机硅氧烷树脂和AZO纳米颗粒，最内保护层包裹在导体缆芯的外表面，最内保护层包含聚苯乙烯塑料层和二氧化硅纳米颗粒。
其中，所述云母粉纳米颗粒的晶片的径厚比大于80。
其中，屏蔽层中的AZO纳米颗粒的平均粒径为35～67nm。
其中，最内保护层中的二氧化硅纳米颗粒的平均粒径为28～45nm。
其中，所述中间阻燃层为聚苯砜对苯二甲酰胺纤维织物。
其中，阻水层为静电喷涂阻水粉的热塑性弹性体。
本发明由于采取了上述技术方案，其具有如下有益效果：
本发明所述的光伏热导阻燃电缆，能够保证较好的防水耐腐蚀、防火以及屏蔽紫外线和红外线等的性能，更好地保护导体缆芯，同时具有较好的热导阻燃效果，进一步延长电缆在恶劣环境中的使用寿命，保证了电缆传输电力的稳定，大大降低了电力传输和维护的成本。
附图说明：
图1为本发明所述的光伏热导阻燃电缆的结构示意图；
图2为本发明所述的导体缆芯和最内保护层的放大示意图。
具体实施方式：
以下结合附图对本发明的内容作进一步说明。
如图1和图2所示，本发明所述的光伏热导阻燃电缆，其特征在于：从外向内依次包括最外护套1、屏蔽层2、中间阻燃层3、阻水层4、最内保护层5和导体缆芯6，最外护套1的材料中添加有云母粉纳米颗粒，屏蔽层2涂布在最外护套1的内表面，屏蔽层2包含有机硅氧烷树脂和AZO(铝掺杂的氧化锌)纳米颗粒，最内保护层5包裹在导体缆芯6的外表面，最内保护层5包含聚苯乙烯塑料层51和二氧化硅纳米颗粒52；其中的云母粉纳米颗粒能够提高最外护套1的耐腐蚀性能和物理机械性能，还能够使其具有屏蔽紫外线和红外线等的性能，并且进一步改善最外护套1的阻燃防火性能；AZO(铝掺杂的氧化锌)纳米颗粒能够吸收红外热辐射，从而达到隔热效果；而二氧化硅纳米颗粒52能够提高聚苯乙烯塑料层51的挠曲强度、韧性、压缩残余变形、防水性能和抗老化性能，保证最内保护层5更好地保护导体缆芯6，进一步延长电缆在恶劣环境中的使用寿命。
为了保证更好的防水耐腐蚀、阻燃防火以及屏蔽紫外线和红外线等的性能，优选所述云母粉纳米颗粒的晶片的径厚比大于80，同时改善了最外护套1的物理机械性能，从而延长了电缆在恶劣环境中的使用寿命，保证了电缆传输电力的稳定，大大降低了电力传输和维护的成本。
在图1中，优选屏蔽层2中的AZO(铝掺杂的氧化锌)纳米颗粒的平均粒径为35～67nm，从而能够更方便地将屏蔽层2涂布至最外护套1的内表面，并且保证屏蔽层2与最外护套1的粘结力，也能更好地起到隔热效果。
在图2中，优选最内保护层5中的二氧化硅纳米颗粒52的平均粒径为28～45nm，从而更好地分散在聚苯乙烯塑料层51中，且能够与聚苯乙烯塑料层51更好的结合在一起，从而延长电缆的工作寿命。
为了使本发明所述的光伏热导阻燃电缆具有更好的阻燃性能，优选所述中间阻燃层3为聚苯砜对苯二甲酰胺纤维织物，聚苯砜对苯二甲酰胺纤维在抗燃和抗热氧老化方面具有优异的表现，其在300℃热空气中加热100h，强力损失小于5％，极限氧指数超过33；另外，还具有良好的电绝缘、抗化学腐蚀性、抗辐射等性能，能够提高本发明所述的光伏热导阻燃电缆的实际使用性能。
其中，本发明所述的阻水层4为静电喷涂阻水粉的热塑性弹性体，这样可以使阻水粉牢固地附着在热塑性弹性体中，并且附粉均匀，使本发明所述的光伏热导阻燃电缆具有较好的阻水性能，大大地延长了使用寿命。

Claims (3)

1.光伏热导阻燃电缆，其特征在于：从外向内依次包括最外护套、屏蔽层、中间阻燃层、阻水层、最内保护层和导体缆芯，最外护套的材料中添加有云母粉纳米颗粒，屏蔽层涂布在最外护套的内表面，屏蔽层包含有机硅氧烷树脂和AZO纳米颗粒，最内保护层包裹在导体缆芯的外表面，最内保护层包含聚苯乙烯塑料层和二氧化硅纳米颗粒；
所述云母粉纳米颗粒的晶片的径厚比大于80；
所述屏蔽层中的AZO纳米颗粒的平均粒径为35~67nm；
所述最内保护层中的二氧化硅纳米颗粒的平均粒径为28~45nm。
2.根据权利要求1所述的光伏热导阻燃电缆，其特征在于：所述中间阻燃层为聚苯砜对苯二甲酰胺纤维织物。
3.根据权利要求1所述的光伏热导阻燃电缆，其特征在于：阻水层为静电喷涂阻水粉的热塑性弹性体。
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