CN218333165U - 用于水上光伏发电系统的轻型电缆 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电缆技术领域，公开了用于水上光伏发电系统的轻型电缆。该用于水上光伏发电系统的轻型电缆包括铝合金导体、绝缘层、纵包防水层和护套，绝缘层包括内绝缘层和外绝缘层，内绝缘层套设于铝合金导体的外侧，外绝缘层套设于内绝缘层的外侧，内绝缘层为低烟无卤绝缘层，外绝缘层为聚乙烯绝缘层；纵包防水层套设于聚乙烯绝缘层的外侧；护套套设于纵包防水层的外侧。本实用新型提供的用于水上光伏发电系统的轻型电缆，内绝缘层为低烟无卤绝缘层，外绝缘层为聚乙烯绝缘层，聚乙烯绝缘层套设于低烟无卤绝缘层的外侧，聚乙烯绝缘层具有良好的化学稳定性，其可耐侵蚀，且常温下不溶于一般溶剂，吸水性小，能有效防止水汽渗入内绝缘层。

Description

用于水上光伏发电系统的轻型电缆

技术领域

本实用新型涉及电缆技术领域，尤其涉及用于水上光伏发电系统的轻型电缆。

背景技术

光伏建设需要占用较大的空间，但在印度和新加坡等人口密集的亚洲国家，可用于建设太阳能电站的土地非常稀缺。为解决这一难题，可将太阳能电站建造于水面上，使用浮体架台来支撑电板。浮体架台多为中空结构，采用吹塑工艺制成，制造成本较低，可以将其想象为一个由坚固的硬质塑料制成的水床网，这类漂浮式的光伏电站通常的选址地包括天然湖泊、人造水库或废弃的矿井和坑洞等。

漂浮式光伏电站的建设需要使用光伏电缆，现有技术通常将陆地光伏电缆应用于漂浮式电站，而漂浮式电站长期处于潮湿的环境，应用环境恶劣，通常的陆地光伏电缆多为低烟无卤聚烯烃材质，低烟无卤聚烯烃的耐润湿性较差，极易吸湿，致使电缆的电阻率逐渐下降，甚至绝缘失效击穿。

现有技术通常将光伏电缆由绝缘低烟无卤聚烯烃改为含卤的聚烯烃，其并不满足光伏电缆建设低烟无卤的要求，或者，将光伏电缆的护套改为双层结构，其增加了电缆的厚度，增加了材料的消耗，加工工序复杂，增大了加工成本。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供用于水上光伏发电系统的轻型电缆，旨在不增加轻电缆加工工序的条件下，改善轻电缆的防水效果。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

用于水上光伏发电系统的轻型电缆，包括：

铝合金导体；

绝缘层，包括内绝缘层和外绝缘层，所述内绝缘层套设于所述铝合金导体的外侧，所述外绝缘层套设于所述内绝缘层的外侧，所述内绝缘层为低烟无卤绝缘层，所述外绝缘层为聚乙烯绝缘层；

纵包防水层，套设于所述聚乙烯绝缘层的外侧；

护套，套设于所述纵包防水层的外侧。

可选地，所述低烟无卤绝缘层为低烟无卤聚烯烃层。

可选地，所述聚乙烯绝缘层的厚度为0.2mm-0.3mm。

可选地，所述纵包防水层为铝塑复合层。

可选地，所述纵包防水层的厚度为0.05mm-0.08mm。

可选地，所述铝塑复合层的铝层厚度大于0.03mm。

可选地，所述护套为低烟无卤护套。

可选地，所述纵包防水层的厚度为0.065mm。

可选地，所述低烟无卤护套为低烟无卤聚烯烃护套。

可选地，所述聚乙烯绝缘层的厚度为0.25mm。

本实用新型的有益效果：本实用新型提供的用于水上光伏发电系统的轻型电缆，包括铝合金导体，铝合金导体能有效提高软电缆的导电率和耐高温性，保证软电缆在长时间的过载或过热时的稳定性；绝缘层包括内绝缘层和外绝缘层，内绝缘层为低烟无卤绝缘层，外绝缘层为聚乙烯绝缘层，聚乙烯绝缘层套设于低烟无卤绝缘层的外侧，聚乙烯绝缘层具有良好的化学稳定性，其可耐侵蚀，且常温下不溶于一般溶剂，吸水性小，能有效防止水汽渗入内绝缘层；聚乙烯绝缘层的外侧套设有纵包防水层，其可与外绝缘层形成双层防水结构，有效改善了防水效果。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的用于水上光伏发电系统的轻型电缆的结构示意图。

图中：

1、铝合金导体；2、绝缘层；21、内绝缘层；22、外绝缘层；3、纵包防水层；4、护套。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

如图1所示，本实施例提供了用于水上光伏发电系统的轻型电缆，该用于水上光伏发电系统的轻型电缆包括铝合金导体1、绝缘层2、纵包防水层3和护套4，绝缘层2包括内绝缘层21和外绝缘层22，内绝缘层21套设于铝合金导体1的外侧，外绝缘层22套设于内绝缘层21的外侧，内绝缘层21为低烟无卤绝缘层，外绝缘层22为聚乙烯绝缘层；纵包防水层3套设于聚乙烯绝缘层的外侧；护套4套设于纵包防水层3的外侧。

本实用新型提供的用于水上光伏发电系统的轻型电缆，包括铝合金导体1，铝合金导体1能有效提高软电缆的导电率和耐高温性，保证软电缆在长时间的过载或过热时的稳定性；绝缘层2包括内绝缘层21和外绝缘层22，内绝缘层21为低烟无卤绝缘层，外绝缘层22为聚乙烯绝缘层，聚乙烯绝缘层套设于低烟无卤绝缘层的外侧，聚乙烯绝缘层具有良好的化学稳定性，其可耐侵蚀，且常温下不溶于一般溶剂，吸水性小，能有效防止水汽渗入内绝缘层21；聚乙烯绝缘层的外侧套设有纵包防水层3，其可与外绝缘层22形成双层防水结构，有效改善了防水效果。

优选地，铝合金可选用8000系列，8000系铝合金的导电率是最常用基准材料铜IACS(导电率百分值)的61％，在相同体积下，铝合金的实际重量大约是铜的三分之一。按照该种规律计算，在满足相同导电性能的前提下，相同重量的8000系列铝合金电缆的长度是铜电缆的两倍。因此，相同载流量时8000系铝合金导体1电缆的重量大约是铜缆的一半。

可选地，低烟无卤绝缘层为低烟无卤聚烯烃层，低烟无卤聚烯烃层具有优异的阻燃性能，燃烧时产生的烟雾少，且易于挤出制备，提高了制造效率。具体地，低烟无卤聚烯烃层为125℃低烟无卤聚烯烃层。

于本实施例中，对绝缘层2进行制备时，绝缘层2的整体厚度与常规的光伏电缆的单层绝缘层的厚度相同，聚乙烯绝缘层的厚度为0.2mm-0.3mm，防止轻电缆的整体厚度增加，避免增加耗材。优选地，聚乙烯绝缘层的厚度为0.25mm。在其他实施例中，本领域技术人员可根据实际需要设定聚乙烯绝缘层的具体厚度。

可选地，纵包防水层3为铝塑复合层，铝塑复合层能起到金属屏蔽作用，同时兼具防水防潮作用。

进一步地，纵包防水层3的厚度为0.05mm-0.08mm，以保证达到有效的屏蔽效果和防水效果。可选地，铝塑复合层的铝层厚度大于0.03mm，铝层的重量小，能有效降低铝塑复合层的重量，便于运输。具体地，本实施例中铝塑复合层为铝塑复合带。优选地，纵包防水层3的厚度为0.065mm。在其他实施例中，本领域技术人员可根据实际需要设定纵包防水层3的具体厚度。

于本实施例中，护套4为低烟无卤护套。低烟无卤护套具有良好的电性能和物理机械性能，且护套4不含卤素，解决了燃烧时形成的“二次污染”。具体地，低烟无卤护套为低烟无卤聚烯烃护套，其具有优异的阻燃性能，燃烧时烟雾少。另外，在护套4制备时，由于纵包防水层3的存在，线芯无需再经过滑石粉处理，即可保证绝缘层2和护套4的可分离，避免了滑石粉的存在而出现吸潮问题。

本实施例还提供了用于水上光伏发电系统的轻型电缆的制造方法，包括：

S1.提供一铝合金导体1；

S2.在铝合金导体1的外侧挤出制备绝缘层2；

以截面积为4平方毫米的轻电缆为例，绝缘层2采用双层挤出工艺，70挤出机挤出内绝缘层21，90挤出机挤出外绝缘层22，70挤出机挤出内绝缘层21时，机身5段温度分别为：139℃、151℃、160℃、169℃和172℃，法兰温度为170℃，机头温度为170℃，眼膜温度为170℃；90挤出机挤出外绝缘层22时，机身5段温度分别为：140℃、160℃、170℃、180℃和185℃，法兰温度为180℃，机头温度为170℃，眼膜温度为170℃。双层挤出的绝缘层2连接紧密，提高了轻电缆的可靠性。

S3.在绝缘层2的外侧挤出制备护套4。

示例性地，护套4采用80挤出机挤出制备，挤出时，机身5段温度分别为：139℃、151℃、160℃、169℃和172℃，法兰温度为170℃，机头温度为170℃，眼膜温度为170℃。

挤出制备护套4时，在绝缘层2的外侧纵包形成纵包防水层3。现有技术常采用绕包制备防水层，需在绝缘层2挤出后和护套4挤出之间增加一道工序，以截面积为4平方毫米和6平方毫米的轻电缆为例，绕包制备具有较低的效率。采用纵包制备纵包防水层3，减少了轻电缆的制备工序，提高了加工效率，且纵包制备的纵包防水层3不易起皱，不易翘边。

可选地，纵包防水层3的纵包搭盖率≥20％，以保证纵包防水层3的包覆效果。

可选地，绝缘层2挤出制备完成后，对绝缘层2进行辐照处理，若在挤出护套4后再对绝缘层2进行辐照，纵包防水层3中铝层的存在会影响绝缘层2的辐照交联。

以截面积为4平方毫米的轻电缆为例，若导体的材质选为铜，铜重约为35.56g/m，若采用截面积为6平方毫米的铝合金代替，铝重约为16.2g/m，相比之下，导体的重量降低近50％；绝缘层2的整体厚度与常规的光伏电缆的单层绝缘层的厚度相同；聚乙烯绝缘层与纵包防水层3组成双层防水结构，可保证该轻电缆使用30年不出现绝缘击穿或失效的问题。

以截面积为4平方毫米，长度为5m的铜导体轻电缆和截面积为6平方毫米，长度为5m的铝合金导体1轻电缆为例，将两者浸入60℃±1℃的水中，对两者14天内的电容变化率和稳定因子的测试结果如表1：

表1电容变化率和稳定因子对比表

序号	项目	改善前	改善后
				1	第14天与第1天相比的电容变化率	11％	6％
2	第14天与第7天相比的电容变化率	4％	1％
				3	第14天稳定因子	2.2	0.5
4	第1天与第14天的稳定因子之差	0.9	0.3

由表1可知，采用截面积为6平方毫米的铝合金导体1的轻电缆的电性能更加稳定。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.用于水上光伏发电系统的轻型电缆，其特征在于，包括：

铝合金导体(1)；

绝缘层(2)，包括内绝缘层(21)和外绝缘层(22)，所述内绝缘层(21)套设于所述铝合金导体(1)的外侧，所述外绝缘层(22)套设于所述内绝缘层(21)的外侧，所述内绝缘层(21)为低烟无卤绝缘层，所述外绝缘层(22)为聚乙烯绝缘层；

纵包防水层(3)，套设于所述聚乙烯绝缘层的外侧；

护套(4)，套设于所述纵包防水层(3)的外侧。

2.根据权利要求1所述的用于水上光伏发电系统的轻型电缆，其特征在于，所述低烟无卤绝缘层为低烟无卤聚烯烃层。

3.根据权利要求1所述的用于水上光伏发电系统的轻型电缆，其特征在于，所述聚乙烯绝缘层的厚度为0.2mm-0.3mm。

4.根据权利要求1所述的用于水上光伏发电系统的轻型电缆，其特征在于，所述纵包防水层(3)为铝塑复合层。

5.根据权利要求4所述的用于水上光伏发电系统的轻型电缆，其特征在于，所述纵包防水层(3)的厚度为0.05mm-0.08mm。

6.根据权利要求5所述的用于水上光伏发电系统的轻型电缆，其特征在于，所述铝塑复合层的铝层厚度大于0.03mm。

7.根据权利要求5所述的用于水上光伏发电系统的轻型电缆，其特征在于，所述纵包防水层(3)的厚度为0.065mm。

8.根据权利要求1所述的用于水上光伏发电系统的轻型电缆，其特征在于，所述护套(4)为低烟无卤护套。

9.根据权利要求8所述的用于水上光伏发电系统的轻型电缆，其特征在于，所述低烟无卤护套为低烟无卤聚烯烃护套。

10.根据权利要求3所述的用于水上光伏发电系统的轻型电缆，其特征在于，所述聚乙烯绝缘层的厚度为0.25mm。

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