CN117095851A - 一种铝合金导体、铝合金光伏电缆及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种铝合金导体，包括以下重量比例成分：Mg0.03％～0.04％，Fe 0.25％～0.40％，Si 0.03～0.1％，Cu 0.10％～0.30％，B 0.002％～0.03％，Re 0.01％～0.30％，其余为铝可降低光伏电缆的重量和成本。本发明还公开一种铝合金光伏电缆及其制备方法，该铝合金光伏电缆的导体采用以上所述的铝合金导体。本发明相比与传统技术，可降低光伏电缆的重量和成本。

Description

一种铝合金导体、铝合金光伏电缆及其制备方法
技术领域
本发明属于电缆技术领域，具体涉及一种铝合金导体、铝合金光伏电缆及其制备方法。
背景技术
新能源光伏专用电缆配套于新能源光伏电站建设领域，应用在光伏电池组件之间及组串至直流配电箱(汇流箱)之间。每个装机容量为100MW的光伏发电项目需要的光伏专用电缆的长度平均约为800km。随着光伏电站建设规模迎来爆发式增长，光伏专用电缆市场需求量巨大。
然而，传统的光伏发电系统用电缆通常采用的是镀锡5类铜导体、挤包辐照交联聚烯烃绝缘和护套，此类光伏电缆存在重量大、成本较高等问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有技术存在的以上不足，提供一种铝合金导体、铝合金光伏电缆及其制备方法，可降低光伏电缆的重量和成本。
本发明解决上述技术问题的技术方案是：
根据本发明的一个方面，提供一种铝合金导体，其包括以下重量比例成分：Mg0.03％～0.04％，Fe 0.25％～0.40％，Si 0.03～
0.1％，Cu 0.10％～0.30％，B 0.002％～0.03％，Re 0.01％～0.30％，其余为铝。
优选的是，所述铝合金导体包括若干绞合在一起铝合金单线，所述铝合金单线的直径为0.3～0.5mm。
优选的是，所述铝合金单线的根数为56～1221根。
根据本发明的另一个方面，提供一种铝合金光伏电缆及其制备方法，包括导体、绝缘层、以及护套层，所述导体采用权利要求1～3任一项所述的铝合金导体，所述绝缘层设于所述导体外，所述护套层设于所述绝缘层外。
优选的是，所述绝缘层和所述护套层均采用聚烯烃树脂、无机阻燃剂、抗氧剂、填充补强剂、敏化剂、炭黑、相容剂、以及润滑剂混合制得。
优选的是，所述绝缘层采用包括以下重量份的原料制成：
聚烯烃树脂100份、无机阻燃剂50～80份、抗氧剂1～3份、填充补强剂1～3份、敏化剂1～3份、炭黑1～2.5份、相容剂1～3份、以及润滑剂4～6份。
优选的是，所述护套层采用包括以下重量份的原料制成：
烯烃树脂100份、无机阻燃剂50～80份、抗氧剂1～3份、填充补强剂4～6份、敏化剂1～3份、炭黑1～2.5份、相容剂1～3份、以及润滑剂1～3份。
优选的是，所述聚烯烃树脂为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-辛烯共聚物、线性低密度聚乙烯中的至少一种；
优选的是，所述无机阻燃剂为氢氧化铝、氢氧化镁、碱式碳酸镁、瓷土和硼酸锌中的至少一种；
优选的是，所述抗氧剂包括受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂，所述受阻酚类抗氧剂为抗氧剂264、抗氧剂2246、以及抗氧剂1010中的至少一种，所述亚磷酸酯类抗氧剂为三(2，6-二-叔对丁基苯基)亚磷酸酯和三(壬基苯基)亚磷酸酯的组合物；
优选的是，所述填充补强剂为碳酸钙、碳酸镁、滑石粉、黏土、陶土、白炭黑、氧化铝、钛白粉、氧化铁、氧化锌、氧化镁中的至少一种；
优选的是，所述敏化剂为三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三烯丙基异鼠月尿酸酯、二甲基丙烯酸四甘醇酯、二丙烯酸四甘醇酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯中的至少一种；
优选的是，所述相容剂为马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物、马来酸酐接枝乙烯-乙酸乙烯酯共聚物或马来酸酐接枝茂金属线性低密度聚乙烯中的至少一种；
优选的是，所述润滑剂为乙撑双硬脂酸酰胺、油酰胺、硅酮母粒、硬脂酸锌或聚乙烯蜡中的至少一种。
根据本发明的又一个方面，提供一种铝合金光伏电缆的制备方法，包括：
1)按照以上所述的铝合金导体包括的重量比例成分，将铝锭、铝硅镁合金锭、铝铁合金锭、铝铜合金锭、铝硼合金锭、以及铝铼稀土合金锭熔炼制成铝合金液体，再经过精炼、连铸连轧工序后进行拉丝，得到铝合金单线，最后对铝合金单线进行时效处理后绞合得到铝合金导体；
2)按照以上所述的铝合金光伏电缆中的绝缘层的重量份组成将各原料加入到高速搅拌机，混合均匀后加入到密炼机，在110～140℃条件下挤出后冷却造粒，得到绝缘层电缆料；
3)按照以上所述的铝合金光伏电缆中的护套层的重量份组成将各原料加入到高速搅拌机，混合均匀后加入到密炼机，在110～140℃条件下挤出后冷却造粒，得到护套层电缆料；
4)将绝缘层电缆料和护套层电缆料加入到双层共挤挤塑机，在110～160℃条件下在步骤1)制得的铝合金导体外挤出制得绝缘层和护套层，然后在辐照电子加速器上进行辐照交联，辐照剂量为4～9Mrad，得到铝合金光伏电缆。
优选的是，在步骤1)中，所述再经过精炼、连铸连轧工序后进行拉丝，得到铝合金单线，具体包括：
1-1)精炼：在保温炉中加入精炼剂，并通入氮气，在730～760℃条件下精炼30～40min；
1-2)过滤：将精炼后的铝合金液体过滤清除氧化夹渣，并加入晶粒细化剂进行细化处理；
1-3)浇铸：采用水平浇铸设备浇铸，浇铸温度控制在680～710℃，浇铸速度控制在8～10m/s，浇铸时冷却水压力控制在0.2～0.2MPa，得到铝合金锭坯；
1-4)铸坯：采用感应加热装置加热，铝合金锭坯的固溶处理温度控制在490～530℃；
1-5)连续轧制：铝合金锭坯进入轧机的温度控制在490～530℃，冷却乳化液温度控制在30～50℃，得到铝合金杆；
1-6)收线：采用双盘绕杆机收线，铝合金杆收线温度控制在10～150℃：
1-7)拉丝：将铝合金杆拉制成铝合金单线，拉丝采用进口多头拉丝机，采用26道模具，拉丝速度为30m/s，拉丝直径为0.20mm～0.60mm。
1-8)时效：对铝合金单线进行时效处理，时效参数为温度160～170℃，时间4～5h；
1-9)绞线：将若干铝合金单线通过束绞机进行绞合，制成五类铝合金导体。
有益效果：
本发明的铝合金导体，与传统的光伏发电系统用电缆所用的镀锡5类铜导体相比，重量轻，成本低，并且，蠕变性能优良。
本发明的铝合金光伏电缆及其制备方，该铝合金光伏电缆与传统的光伏发电系统用电缆相比，重量轻(同规格电缆可达40％～70％)，成本低(同规格电缆可达40％～60％)，蠕变性能优良，同时，通过采用特殊的配方的绝缘层和护套层，可以提高电缆的耐臭氧耐紫外线性能和高抗拉性能，耐紫外线性能优越，强度高，耐高温低温，耐酸碱腐蚀，具有良好的应用前景。
附图说明
图1为本发明实施例中的铝合金光伏电缆的结构示意图。
图中：1-导体；2-绝缘层；3-护套层。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明的保护范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”等指示方位或位置关系是基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于和简化描述，而并不是指示或者暗示所指的装置或者元件必须设有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或者暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“设置”、“安装”、“固定”等应做广义理解，例如可以是固定连接也可以是可拆卸地连接，或者一体地连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
针对传统的光伏发电系统用电缆通常采用的是镀锡5类铜导体、挤包辐照交联聚烯烃绝缘和护套，此类光伏电缆存在重量大、成本较高等问题，本发明提供一种铝合金导体，其包括以下重量比例成分：Mg(镁)0.03％～0.04％，Fe(铁)0.25％～0.40％，Si(硅)0.03～0.1％，Cu(铜)0.10％～0.30％，B(硼)0.002％～0.03％，Re(铼)0.01％～0.30％，其余为铝(Al)。其中：
Re与Al结合形成ReAl4，可以在合金凝固时起异质晶核的作用，降低表面张力，降低临界晶核的形核功，增加形核数量，从而细化晶粒熔炼过程中Re与Fe结合，Re可与Fe形成棒状的Fe-Re化合物，抵消部分Fe的有害作用，净化晶界，从而提高合金的力学性能。
Cu和Al生成CuAl2，构成θ相状结构沿晶界分布，对位错和滑移有阻碍作用，可起到一定的固溶强化效果。
Al与Fe形成面心立方的置换固溶体β(FeAl3)，该置换固溶体的形成可导致铝基体品格发生畸变，增大位错运动的阻力，从而提高铝合金的抗拉强度。
Mg与Si形成Mg2Si化合物，可显著提升铝合金抗拉强度。
Mg元素可有效抑制结晶颗粒间的相互腐蚀作用，提升铝合金光泽度。
B元素与Al形成黑色的颗粒状AlB2相，能够有效地细化和均匀化铝合金晶粒，可显著提升抗拉强度、硬度和伸长率和导电率。
相应地，本发明还提供一种铝合金光伏电缆，其包括导体、绝缘层、以及护套层，所述导体采用以上所述的铝合金导体，所述绝缘层设于所述导体外，所述护套层设于所述绝缘层外。
相应地，本发明还提供一种铝合金光伏电缆的制备方法，其包括：
1)按照以上所述的铝合金导体包括的重量比例成分，将铝锭、铝硅镁合金锭、铝铁合金锭、铝铜合金锭、铝硼合金锭、以及铝铼稀土合金锌锭熔炼制成铝合金液体，再经过精炼、连铸连轧工序后进行拉丝，得到铝合金单线，最后对铝合金单线进行时效处理后绞合得到铝合金导体；
2)按照以上所述的铝合金光伏电缆中的绝缘层的重量份组成将各原料加入到高速搅拌机，混合均匀后加入到密炼机，在温度110～140℃挤出后冷却造粒，得到绝缘层电缆料；
3)按照以上所述的铝合金光伏电缆中的护套层的重量份组成将各原料加入到高速搅拌机，混合均匀后加入到密炼机，在温度110～140℃挤出后冷却造粒，得到护套层电缆料；
4)将绝缘层电缆料和护套层电缆料加入到双层共挤挤塑机，在110～160℃条件下在步骤1)制得的铝合金导体外挤出制得绝缘层和护套层，然后在辐照电子加速器上进行辐照交联，辐照剂量为4～9Mrad，得到铝合金光伏电缆。
实施例1
本实施例公开一种铝合金导体，包括以下重量比例成分：Mg(镁)0.03％～0.04％，Fe(铁)0.25％～0.40％，Si(硅)0.03～0.1％，Cu(铜)0.10％～0.30％，B(硼)0.002％～0.03％，Re(铼)0.01％～0.30％，其余为铝(Al)，其余为铝。本实施例的铝合金导体密度小，仅为铜导体的三分之一，价格低，仅为铜价的五分之一，可有效降低重量和成本。
在一些实施方式中，铝合金导体为五类柔软性铝合金导体，其包括若干绞合在一起铝合金单线。各个铝合金单线的直径可以相同，也可以不相同或部分不相同。铝合金单线的直径范围为0.3～0.5mm。绞合外径优选为2.6～22.0mm。绞合节距优选为31～440mm。
本实施例中，铝合金单线的根数优选为56～1221根，具体可以根据实际情况进行选择，这里不一一赘述。
本实施例的铝合金导体，与传统的光伏发电系统用电缆所用的镀锡5类铜导体相比，重量轻，成本低，并且，通过合金的配合，可以大大提高电缆的耐蠕变性能，蠕变性能优良。
实施例2
本实施例公开一种铝合金导体，与实施例1相比，区别在于其包括以下重量比例成分：Mg 0.03％～0.032％，Fe 0.25％～0.30％，Si 0.03～0.05％，Cu 0.10％～0.15％，B0.002％～0.01％，Re 0.01％～0.05％，其余为铝。
实施例3
本实施例公开一种铝合金导体，与实施例1相比，区别在于其包括以下重量比例成分：Mg 0.032％～0.035％，Fe 0.30％～0.34％，Si 0.05～0.07％，Cu 0.15％～0.20％，B0.01％～0.02％，Re 0.05％～0.10％，其余为铝。
实施例4
本实施例公开一种铝合金导体，与实施例1相比，区别在于其包括以下重量比例成分：Mg 0.035％～0.037％，Fe 0.34％～0.38％，Si 0.07～0.09％，Cu 0.20％～0.25％，B0.02％～0.025％，Re 0.10％～0.20％，其余为铝。
实施例5
本实施例公开一种铝合金导体，与实施例1相比，区别在于其包括以下重量比例成分：Mg 0.037％～0.04％，Fe0.38％～0.40％，Si0.09～0.10％，Cu 0.25％～0.30％，B0.025％～0.03％，Re0.20％～0.30％，其余为铝。
实施例6
如图1所示，本实施例公开一种铝合金光伏电缆，其包括导体1、绝缘层2、以及护套层3，绝缘层2设于导体1外，护套层3设于绝缘层2外，且导体1采用实施例1～5任一项所述的铝合金导体。
在一些实施方式中，绝缘层2和护套层3分别采用聚烯烃树脂、无机阻燃剂、抗氧剂、填充补强剂、敏化剂、炭黑、相容剂、以及润滑剂混合制得。其中：
绝缘层2采用包括以下重量份的原料制成：聚烯烃树脂100份、无机阻燃剂50～80份、抗氧剂1～3份、填充补强剂1～3份、敏化剂1～3份、炭黑1～2.5份、相容剂1～3份、润滑剂4～6份。
护套层3采用包括以下重量份的原料制成：烯烃树脂100份、无机阻燃剂50～80份、抗氧剂1～3份、填充补强剂4～6份、敏化剂1～3份、炭黑1～2.5份、相容剂1～3份、以及润滑剂1～3份。
具体来说，聚烯烃树脂为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-辛烯共聚物、线性低密度聚乙烯中的至少一种。
本实施例中，聚烯烃树脂优选为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物和线性低密度聚乙烯按照质量比优选为3:1的混合物，其中，线性低密度聚乙烯的熔融指数为0.5～2.5g/10min，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物为熔融指数为3～6g/10min的EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)树脂。
具体来说，无机阻燃剂为氢氧化铝、氢氧化镁、碱式碳酸镁、瓷土和硼酸锌中的至少一种。
本实施例中，无机阻燃剂优选为氢氧化铝和氢氧化镁按照质量比3:1制得的混合物。
具体来说，抗氧剂包括主抗氧剂受阻酚类抗氧剂和辅助抗氧剂亚磷酸酯类抗氧剂。受阻酚类抗氧剂为抗氧剂264(即2，6-二叔丁基对甲基苯酚，分子式为C15H24O)、抗氧剂2246(即2，2′-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)，分子式为C23H32O2)、以及抗氧剂1010(即四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，C73H108O12)中的至少一种。辅助抗氧剂亚磷酸酯类抗氧剂为三(2，6-二-叔对丁基苯基)亚磷酸酯和三(壬基苯基)亚磷酸酯复配得到的组合物。
本实施例中，抗氧剂优选为由主抗氧剂1010和辅助抗氧剂三(壬基苯基)亚磷酸酯按照质量比3:1配制的混合物，其中，三(2，6-二-叔对丁基苯基)亚磷酸酯与三(壬基苯基)亚磷酸酯的质量比优选为1：3。
具体来说，填充补强剂为碳酸钙、碳酸镁、滑石粉、黏土、陶土、白炭黑(二氧化硅)、氧化铝、钛白粉(二氧化钛)、氧化铁、氧化锌、氧化镁中的至少一种。
本实施例中，填充补强剂优选采用碳酸钙和陶土按照质量比1:1混合而成的组合物。碳酸钙经硬脂酸处理，其粒径优选为1.0-2.0nm。
更具体来说，敏化剂为异氧尿酸三烯丙酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三烯丙基异鼠月尿酸酯、二甲基丙烯酸四甘醇酯、二丙烯酸四甘醇酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯中的至少一种。
本实施例中，敏化剂优选为异氧尿酸三烯丙酯。敏化剂的粒径优选为3nm～6nm。
更具体来说，相容剂为马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物、马来酸酐接枝乙烯-乙酸乙烯酯共聚物或马来酸酐接枝茂金属线性低密度聚乙烯中的至少一种。
本实施例中，相容剂优选为马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物。
更具体来说，润滑剂为乙撑双硬脂酸酰胺、油酰胺、硅酮母粒、硬脂酸锌或聚乙烯蜡中的至少一种。
本实施例中，润滑剂优选为硅酮母粒。
一些实施方式中，绝缘层2和护套层3还可以包括色母(色母粒)，色母的重量份用量为1～5份，并且，绝缘层和护套层中的优选采用不同颜色的色母粒，以便区分。
本实施例的铝合金光伏电缆，与传统的光伏发电系统用电缆相比，重量轻(同规格电缆可达40％～70％)，成本低(同规格电缆可达40％～60％)，蠕变性能优良，同时，绝缘层和护套层采用特殊的配方，可以提高电缆的耐臭氧耐紫外线性能和高抗拉性能，耐紫外线性能优越，强度高，耐高温低温，耐酸碱腐蚀，具有良好的应用前景。
实施例7
本实施例公开一种铝合金光伏电缆，与实施例6相比，区别在于：
绝缘层2包括以下重量份原料：聚烯烃树脂100份、无机阻燃剂64份、抗氧剂3份、填充补强剂2份、敏化剂2份、相容剂3份、润滑剂3份、色母4份，具体如表1。
护套层3包括以下中量份原料：烯烃树脂100份、无机阻燃剂74份、抗氧剂3份、填充补强剂4份、敏化剂2份、相容剂2份、润滑剂2份、色母4份，具体如表1。
表1
实施例8
本实施例公开一种铝合金光伏电缆，与实施例6相比，区别在于：
绝缘层2包括以下重量份原料：聚烯烃树脂100份、无机阻燃剂56份、抗氧剂3份、填充补强剂2份、敏化剂2份、相容剂3份、润滑剂4份、色母4份，具体如表2。
护套层3包括以下中量份原料：烯烃树脂100份、无机阻燃剂53份、抗氧剂3份、填充补强剂4份、敏化剂2份、相容剂2份、润滑剂2份、色母2份，具体如表2。
表2
实施例9
本实施例公开一种铝合金光伏电缆，与实施例6相比，区别在于：
绝缘层2包括以下重量份原料：聚烯烃树脂100份、无机阻燃剂60份、抗氧剂2份、填充补强剂2.5份、敏化剂3份、相容剂2份、润滑剂2份、色母3份，具体如表3。
护套层3包括以下中量份原料：烯烃树脂100份、无机阻燃剂60份、抗氧剂2份、填充补强剂5份、敏化剂3份、炭黑1份、相容剂3份、润滑剂3份、色母3份，具体如表3。
表3
实施例10
本实施例公开一种铝合金光伏电缆，与实施例6相比，区别在于：
绝缘层2包括以下重量份原料：聚烯烃树脂100份、无机阻燃剂70份、抗氧剂2份、填充补强剂2份、敏化剂3份、炭黑2份、相容剂2份、润滑剂5份、色母2份，具体如表4。
护套层3包括以下中量份原料：烯烃树脂100份、无机阻燃剂80份、抗氧剂1份、填充补强剂2份、敏化剂2份、炭黑2份、相容剂3份、润滑剂2份、色母3份，具体如表4。
表4
实施例11
本实施公开一种铝合金光伏电缆的制备方法，包括步骤1)-步骤4，其中：
1)制铝合金导体：按照实施例1～5任一项所述的铝合金导体包括的重量比例成分，将铝锭、铝硅镁合金锭、铝铁合金锭、铝铜合金锭、铝硼合金锭、以及铝铼稀土合金熔炼制成铝合金液体，再经过精炼、连铸连轧工序后进行拉丝，得到铝合金单线，最后对铝合金单线进行时效处理后绞合得到铝合金导体。
具体来说，将原料铝锭、铝硅镁合金锭、铝铁合金锭、铝铜合金锭铝硼合金锭、铝铼稀土合金锌锭装入铝炉(保温炉)中，其中，铝锭中铝的含量优选为≥99.7，并保证投入的原均匀分布在保温炉中，保温炉内的温度控制在740～760℃，比如，可以是745℃、750℃、755℃等等，投入原料后，静置4～8分钟，给予充分的反应时间，之后方可搅拌，搅拌优选采用电磁搅拌器，搅拌时间优选为50～60min，熔炼制得铝合金液体。
所述再经过精炼、连铸连轧工序后进行拉丝，得到铝合金单线，具体包括步骤：
1-1)精炼：在保温炉中加入精炼剂，并通入氮气(N2)，其中，N2的浓度不小于99.99％，在730～760℃条件下，比如，可以是735℃、740℃、745℃、750℃、755℃等等，精炼30～40min。
本实施例中，优选精炼35min，精炼剂优选采用Al-Ti-B、Al-Ti-C、Al90Y10等等，精炼剂的加入量占铝合金液体的重量百分比优选为0.2％～0.3％。
1-2)过滤：精炼完成后，将精炼后的铝合金液体过滤清除氧化夹渣，并加入晶粒细化剂进行细化处理。细化处理可以起到抑制形核的作用，进而细化晶粒尺寸，有效地提高材料的强度和韧性，同时改善合金的机械加工性能。
本实施例中，过滤优选采用陶瓷化过滤板，陶瓷化过滤板的目数优选为30目。晶粒细化剂优选采用Al5TiB、Al3Ti4B、Al3Ti3B等，晶粒细化剂采用硼化处理，这样可以改善铸锭的力学性能、减少偏析、降低热裂倾向，改善铸件凝固过程中的补缩、消除或更好地分散疏松、提高铸件的气密性和表面质量等。
1-3)浇铸：过滤完毕后，采用水平浇铸设备浇铸，浇铸温度控制在680～710℃，比如，可以是690℃、695℃、700℃、705℃等等，浇铸速度控制在8～10m/s，比如，可以是8.5m/s、9m/s、9.5m/s等等，浇铸时冷却水压力控制在0.02～0.2MPa，比如，可以是0.04MPa、0.06MPa、0.10MPa、0.12MPa、0.15MPa、0.18MPa、0.20MPa等等，得到铝合金锭坯。
1-4)铸坯：采用感应加热装置加热，铝合金锭坯的固溶处理温度控制在490～530℃，比如，可以是495℃、500℃、505℃、510℃、520℃、525℃等等。
1-5)连续轧制：铝合金锭坯进入轧机的温度应控制在490～530℃，比如，可以是495℃、500℃、510℃、520℃等等，冷却乳化液温度控制在30～50℃，比如，可以是35℃、40℃、45℃、48℃等等，得到铝合金杆。
本实施中，铝合金杆的直径优选为9.5±0.4mm，抗拉强度110-130MPa，延伸率≥10％。
1-6)收线：采用双盘绕杆机收线，铝合金杆收线温度控制在10～150℃，更具体来说，可以控制在20℃、30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃、100℃、110℃、120℃、130℃或140℃等等：
1-7)拉丝：将铝合金杆拉制成铝合金单线，拉丝采用进口多头拉丝机将铝合金杆拉制成所需直径的铝合金单线，采用26道模具，拉丝速度优选为30m/s，拉丝直径优选为0.20mm～0.60mm。
1-8)时效：对铝合金单线进行时效处理，时效参数为温度控制在160～170℃，比如，可以是165℃等等，时间控制在4～5h。
1-9)绞线：根据电缆的规格等因素，选用铝合金单线，将若干铝合金单线通过束绞机进行绞合，经退火工艺处理后，制成五类铝合金导体(即导体1)。
本实施例中，铝合金单线的直径优选为0.30～0.50mm，铝合金单线的根数优选为56～1221根，绞合外径优选为2.6～22.0mm，绞合节距范围优选为31～440mm。
本实施例中，退火工艺是将紧压绞合后的铝合金导体整盘置于退火炉中进行退火处理，经退火处理后可以得到绞合紧压、外观圆整的铝合金导体，提高延伸率、导电率、耐蠕变性等性能。本实施例中，退火处理的具体过程包括：
①升温步骤：将绞合后的铝合金导体放入到退火炉中，以一定的升温速度(比如，每9分钟升温2℃)在一定时间(比如，1.5小时)内升温至260℃～280℃；
②保温步骤：将步骤①中完成升温的铝合金导体在270℃～280℃温度下保温一段时间，如3小时。
通过退火处理，本实施例中的铝合金导体的延伸率可提高25～30％，导电率可达到≥61.5％，耐蠕变性能明显增强，可适合铝合金光伏电缆使用。
2)按照实施例7～10任一项所述的铝合金光伏电缆中的绝缘层的重量份组成将各原料加入到高速搅拌机，混合均匀后加入到密炼机，在温度110～140℃挤出后冷却造粒，得到绝缘层电缆料。
具体来说，将各原料经失重式计量称连续计量后，加入到双螺杆单螺杆机组中，挤出造粒后，包装得到绝缘层电缆料。
3)按照实施例7～10任一项所述的铝合金光伏电缆中的护套层的重量份组成将各原料加入到高速搅拌机，混合均匀后加入到密炼机，在温度110～140℃挤出后冷却造粒，得到护套层电缆料。
具体来说，将各原料经失重式计量称连续计量后，加入到双螺杆单螺杆机组中，挤出造粒后，包装得到护套层电缆料。
4)将绝缘层电缆料和护套层电缆料加入到双层共挤挤塑机，在110～160℃条件下在步骤1)制得的铝合金导体外挤出制得绝缘层和护套层，然后在辐照电子加速器上进行辐照交联，辐照剂量为4～9Mrad，得到铝合金光伏电缆。
实施例12
本实施例公开一种铝合金光伏电缆的制备方法，其与实施例11相比，区别在于退火工艺不同：
本实施例中，退火工艺的具体过程是将绞合后的铝合金导体直接放入到已加热至300℃的温度条件下并维持3小时以上，如4小时。
相比于实施例11中3小时的退火时间，由于本实施例中的退火时间更长(3小时以上)，铝合金导体的12处理的伸长率更好。
在同等条件下，按照TUV南德集团起草的PPP11029A标准(光伏发电系统用铝合金导体光伏电缆)对实施例1～5中的铝合金导体及实施例7～10制备得到的铝合金光伏电缆进行性能测试具体如表5、表6所示。
表5铝合金导体的测试结果
表6绝缘套及护套层的性能测试结果
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由表5、表6可知，铝合金导体及绝缘套和护套层的各项性能指标均满足PPP11029A标准的要求，即本实施例制备得到的铝合金光伏电缆满足光伏产业的应用要求，能够在光伏产业中应用，比如，应用在新能源光伏电站领域中的光伏电池组件之间及组串至直流配电箱(汇流箱)之间。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种铝合金导体，其特征在于，包括以下重量比例成分：Mg 0.03％～0.04％，Fe0.25％～0.40％，Si 0.03～0.1％，Cu0.10％～0.30％，B 0.002％～0.03％，Re 0.01％～0.30％，其余为铝。
2.根据权利要求1所述的铝合金导体，其特征在于，所述铝合金导体包括若干绞合在一起铝合金单线，所述铝合金单线的直径为0.3～0.5mm。
3.根据权利要求2所述的铝合金导体，其特征在于，所述铝合金单线的根数为56～1221根。
4.一种铝合金光伏电缆，其特征在于，包括导体、绝缘层、以及护套层，所述导体采用权利要求1～3任一项所述的铝合金导体，所述绝缘层设于所述导体外，所述护套层设于所述绝缘层外。
5.根据权利要求4所述的铝合金光伏电缆，其特征在于，所述绝缘层和所述护套层均采用聚烯烃树脂、无机阻燃剂、抗氧剂、填充补强剂、敏化剂、炭黑、相容剂、以及润滑剂混合制得。
6.根据权利要求5所述的铝合金光伏电缆，其特征在于，所述绝缘层采用包括以下重量份的原料制成：
聚烯烃树脂100份、无机阻燃剂50～80份、抗氧剂1～3份、填充补强剂1～3份、敏化剂1～3份、炭黑1～2.5份、相容剂1～3份、以及润滑剂4～6份。
7.根据权利要求5所述的铝合金光伏电缆，其特征在于，所述护套层采用包括以下重量份的原料制成：
烯烃树脂100份、无机阻燃剂50～80份、抗氧剂1～3份、填充补强剂4～6份、敏化剂1～3份、炭黑1～2.5份、相容剂1～3份、以及润滑剂1～3份。
8.根据权利要求5所述的铝合金光伏电缆，其特征在于，所述聚烯烃树脂为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-辛烯共聚物、线性低密度聚乙烯中的至少一种；
优选地，所述无机阻燃剂为氢氧化铝、氢氧化镁、碱式碳酸镁、瓷土和硼酸锌中的至少一种；
优选地，所述抗氧剂包括受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂，
所述受阻酚类抗氧剂为抗氧剂264、抗氧剂2246、以及抗氧剂1010中的至少一种，
所述亚磷酸酯类抗氧剂为三(2，6-二-叔对丁基苯基)亚磷酸酯和三(壬基苯基)亚磷酸酯的组合物；
优选地，所述填充补强剂为碳酸钙、碳酸镁、滑石粉、黏土、陶土、白炭黑、氧化铝、钛白粉、氧化铁、氧化锌、氧化镁中的至少一种；
优选地，所述敏化剂为三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三烯丙基异鼠月尿酸酯、二甲基丙烯酸四甘醇酯、二丙烯酸四甘醇酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯中的至少一种；
优选地，所述相容剂为马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物、马来酸酐接枝乙烯-乙酸乙烯酯共聚物或马来酸酐接枝茂金属线性低密度聚乙烯中的至少一种；
优选地，所述润滑剂为乙撑双硬脂酸酰胺、油酰胺、硅酮母粒、硬脂酸锌或聚乙烯蜡中的至少一种。
9.一种铝合金光伏电缆的制备方法，包括：
1)按照权利要求1～3任一项所述的铝合金导体包括的重量比例成分，将铝锭、铝硅镁合金锭、铝铁合金锭、铝铜合金锭、铝硼合金锭、以及铝铼稀土合金锭熔炼制成铝合金液体，再经过精炼、连铸连轧工序后进行拉丝，得到铝合金单线，最后对铝合金单线进行时效处理后绞合得到铝合金导体；
2)按照权利要求6或8所述的铝合金光伏电缆中的绝缘层的重量份组成将各原料加入到高速搅拌机，混合均匀后加入到密炼机，在110～140℃条件下挤出后冷却造粒，得到绝缘层电缆料；
3)按照权利要求7或8所述的铝合金光伏电缆中的护套层的重量份组成将各原料加入到高速搅拌机，混合均匀后加入到密炼机，在110～140℃条件下挤出后冷却造粒，得到护套层电缆料；
4)将绝缘层电缆料和护套层电缆料加入到双层共挤挤塑机，在110～160℃条件下在步骤1)制得的铝合金导体外挤出制得绝缘层和护套层，然后在辐照电子加速器上进行辐照交联，辐照剂量为4～9Mrad，得到铝合金光伏电缆。
10.根据权利要求9所述的铝合金导体光伏电缆的制备方法，其特征在于，在步骤1)中，所述再经过精炼、连铸连轧工序后进行拉丝，得到铝合金单线，具体包括：
1-1)精炼：在保温炉中加入精炼剂，并通入氮气，在730～760℃条件下精炼30～40min；
1-2)过滤：将精炼后的铝合金液体过滤清除氧化夹渣，并加入晶粒细化剂进行细化处理；
1-3)浇铸：采用水平浇铸设备浇铸，浇铸温度控制在680～710℃，浇铸速度控制在8～10m/s，浇铸时冷却水压力控制在0.2～0.2MPa，得到铝合金锭坯；
1-4)铸坯：采用感应加热装置加热，铝合金锭坯的固溶处理温度控制在490～530℃；
1-5)连续轧制：铝合金锭坯进入轧机的温度控制在490～530℃，冷却乳化液温度控制在30～50℃，得到铝合金杆；
1-6)收线：采用双盘绕杆机收线，铝合金杆收线温度控制在10～150℃：
1-7)拉丝：将铝合金杆拉制成铝合金单线，拉丝采用进口多头拉丝机，采用26道模具，拉丝速度为30m/s，拉丝直径为0.20mm～0.60mm。
1-8)时效：对铝合金单线进行时效处理，时效参数为温度160～170℃，时间4～5h；
1-9)绞线：将若干铝合金单线通过束绞机进行绞合，制成五类铝合金导体。
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