CN203288340U - 一种太阳能发电用直流汇流线 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种太阳能发电用直流汇流线，由内至外依次包括扁形缆芯、铠装包带垫层、铠装层和护套；所述扁形缆芯包括两根平行的绝缘线芯；所述每根绝缘线芯包括导体和绝缘。本实用新型不采用绞合成缆方式形成整体结构，而采用两芯平行合并，与线芯绞合成缆相比，可以减少绝缘线芯长度1.05%。同时，从散热面积来看，扁形电缆比圆形电缆大一倍，所以能具有良好的散热，提高了电缆传输容量或者说确保电缆使用寿命。

Description

一种太阳能发电用直流汇流线

技术领域

本实用新型涉及一种成本更低、尺寸更小、载流能力更强的一种新型太阳能发电用直流汇流电缆。

背景技术

人口持续增长与能源日益短缺的矛盾一直都是现代社会面临的一大难题，这一问题在人口众多、人均资源严重不足的中国尤为突出。中国是国际上能源消耗的大国，而且，在未来20年，能源的需求也将保持强劲增长，能源问题已经成为关系到整个国民经济、国家安全的重大社会问题。资源的紧缺和能源成本的持续增长使得众多发达国家将注意的目光转向了新能源，其中太阳能的应用备受重视。

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。实际生产中，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80~160 Wp（peak watt，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。现有的光伏发电系统通常根据与电网连接的关系分为独立光伏系统和并网光伏系统以及混合光伏系统。

由于电压等级低，一般为DC1000V，电流比较大，根据太阳能发电站的敷设要求（一般为直埋敷设）需要电缆具有铠装结构，所以目前使用的最多的电缆就是YJV22-1kV交联电缆，规格为50mm2~240mm2不等，规格主要与传输的电流有关。由于传输的是直流电，所以芯数都为两芯结构。另外电缆采用钢带铠装主要是该电缆一般为土壤直埋敷设，为了保护电缆不受外部机械力损伤，采用钢带铠装结构。举例说明目前采用的太阳能发电用直流汇流电缆为YJV22-1kV 2*95，该电缆具体结构为95mm²导体外绝缘，两根绝缘线芯绞合成缆成圆形结构，空隙位置采用PP填充绳填圆整，后续的内垫层、钢带和外护套都设置在绞合圆形绝缘缆芯外围。现有技术虽然也有一些关于直流电缆的公开技术，其主要结构思路为两类，一类是设计成单芯结构，另一类设计成2芯或者2芯的整倍数结构。为了安装敷设方便，一般电压等级不高，截面不是超大的直流电缆都设计成两芯结构，当然规格更小的设计成两芯的整倍数线芯成缆结构。例如公开的专利文献201010511455.1《一种乙丙橡胶绝缘直流电缆》和专利文献201120374966.3都是采用的多芯绞合结构的直流电缆。

此外，现有的铠装一般为圆形电缆外的铠装。而针对于扁电缆的铠装技术很少，专利文献 CN201210511899.4公开的《一种联锁铠装铝合金扁电缆的制造方法》，所述压制联锁铠装层步骤是指在内衬层表面采用厚度为0.5mm~0.6mm的铝合金带，按照6mm~24mm的节距压制成2mm~4mm的弓形高度的“Z”型连锁铠装形式。该带形铠装结构的主要问题是工艺装备要求高，生产速度慢，在铠装之前先将带材压制成指定尺寸、形状的带材，然后按照一个很小的节距铠装在电缆内垫层外，一般速度不超过2m/mim。而且带材是压制成2mm~4mm的弓形高度，也就是说电缆的外径得增加4mm~8mm，外径的增加会影响电缆的弯曲特性和散热性能，当然电缆原材料使用量也会增加。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服上述现有技术的不足，提供成本更低、尺寸更小、载流能力更强的一种新型太阳能发电用直流汇流电缆。

实现本实用新型目的的技术方案是一种太阳能发电用直流汇流线，由内至外依次包括扁形缆芯、铠装包带垫层、铠装层和护套；所述扁形缆芯包括两根平行的绝缘线芯；所述每根绝缘线芯包括导体和绝缘。

所述太阳能发电用直流汇流线的横截面形状呈“8”字扁形结构。

所述铠装层为平钢带铠装层，且铠装后横截面形状仍呈“8”字扁形结构。

所述铠装包带垫层和铠装层均为两层。

采用了上述技术方案，本实用新型具有以下的有益效果：本实用新型不采用绞合成缆方式形成整体结构，而采用两芯平行合并，与线芯绞合成缆相比，可以减少绝缘线芯长度1.05%。原因是绝缘线芯绞合过程中，单根绝缘线芯并不是走的直线，而是相互缠绕的曲线，所以成缆后绝缘线芯的长度一般由于绞入率的影响，比整体电缆长度长1.05%，也就是说电缆导体和绝缘线芯损失了1.05%。长度的损失不仅仅影响电缆材料的损失，还影响导体的电阻。导体电阻与导体截面呈反比，与导体长度成正比，所以绝缘线芯长度增加将导致导体电阻的增加，在太阳能发电直流汇流后的大电流传输下，导体电阻的增加意味着导体发热量增加，不但损耗了太阳能发出的成品电力，还影响电缆的电力传输能力或者说是影响电缆的使用寿命。除了从长度角度分析平行“8”字扁形电缆结构相对于成缆圆形电缆结构具有优势外，从热量传递角度分析，同样具有优势。电缆在电力传输过程中，导体是整根电缆的发热体，从散热角度分析，圆形电缆导体热量传递到外围需要经过绝缘、填充、包带、钢带和外护5层，而平行“8”字扁形电缆只要经过绝缘、包带、铠装和外护套4层。从散热面积来看，“8”字扁形电缆比圆形电缆表面积大，所以能具有良好的散热，提高了电缆传输容量或者说确保电缆使用寿命。另外从电缆的弯曲性能和安装敷设来说，“8”字扁形电缆比圆形电缆的弯曲半径可减小一倍，原因是“8”字扁形电缆可按照电缆的窄边弯曲，窄边的尺寸一般为圆形电缆的一半，所以电缆弯曲半径比圆形电缆小一倍。这样的弯曲半径，无论从装盘交货长度、安装使用空间等考虑，都比圆形电缆具有优势。另外从电缆材料使用量来说，8”字扁形电缆比圆形电缆少了填充，而且扁形电缆比圆形电缆缆芯周长要小，所以扁电缆比原电缆除了绝缘线芯长度可少1.05%外，包带、铠装钢带以及护套材料都能减少4~5%，填充可彻底不用，因此本实用新型的“8”字扁形电缆比圆形电缆可减少材料使用成本3%。

附图说明

为了使本实用新型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，对本实用新型作进一步详细的说明，其中

图1为本实用新型的横截面示意图。

附图中标号为：

扁形缆芯1、绝缘线芯11、导体11-1、绝缘11-2、铠装包带垫层2、铠装层3、护套4。

具体实施方式

（实施例1）

见图1，本实施例的一种太阳能发电用直流汇流线，由内至外依次包括扁形缆芯1、铠装包带垫层2、平钢带的铠装层3和护套4；扁形缆芯1包括两根平行的绝缘线芯11；每根绝缘线芯11包括导体11-1和绝缘11-2。太阳能发电用直流汇流线的横截面形状呈“8”字扁形结构，也就是说铠装后电缆形状仍为“8”字扁形电缆铠装而不是圆形结构，护套4采用挤管式挤出，通过控制拉伸比来控制电缆整体形状仍为“8”字扁形电缆结构。

生产时，采用两个放线架平行放线，两根绝缘线芯11通过并线模后绕包两层PE黑带的铠装包带垫层2，同时起到扎紧2根绝缘线芯11的效果。之后进行平钢带两层间隙铠装绕包，绕包后的铠装呈椭圆结构，与扁形缆芯1接触并不服帖，椭圆短轴背离缆芯向外，形成空隙，然后椭圆铠装经过成型模具，将铠装后横截面形状呈“8”字扁形结构，让椭圆短轴背离缆芯向外量反向形变成“8”字形的中间形状，形成一个服帖的“8”字形。然后经过卧式履带牵引上盘后流转到护套工序即可。

由内至外依次包括扁形缆芯1、铠装包带垫层2、平钢带的铠装层3和护套4；扁形缆芯1包括两根平行的绝缘线芯11；每根绝缘线芯11包括导体11-1和绝缘11-2。太阳能发电用直流汇流线的横截面形状呈“8”字扁形结构，也就是说铠装后电缆形状仍为“8”字扁形电缆铠装而不是圆形结构，护套4采用挤管式挤出，通过控制拉伸比来控制电缆整体形状仍为“8”字扁形电缆结构。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、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，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种太阳能发电用直流汇流线，其特征在于：由内至外依次包括扁形缆芯（1）、铠装包带垫层（2）、铠装层（3）和护套（4）；所述扁形缆芯（1）包括两根平行的绝缘线芯（11）；所述每根绝缘线芯（11）包括导体（11-1）和绝缘（11-2）。

2.根据权利要求1所述的一种太阳能发电用直流汇流线，其特征在于：所述太阳能发电用直流汇流线的横截面形状呈“8”字扁形结构。

3.根据权利要求1或2所述的一种太阳能发电用直流汇流线，其特征在于：所述铠装层（3）为平钢带铠装层，且铠装后横截面形状仍呈“8”字扁形结构。

4.根据权利要求3所述的一种太阳能发电用直流汇流线，其特征在于：所述铠装包带垫层（2）和铠装层（3）均为两层。

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