CN218866736U - 一种铝合金导体双芯双钢带铠装光伏电缆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种铝合金导体双芯双钢带铠装光伏电缆，其应用于光伏发电系统组件与组件之间、组串之间以及组串直接至逆变器的连接线路，与传统光伏发电系统线路设计相比，可省去直流配电箱(汇流箱)的设备、安装接线及直流配电箱到逆变器之间的大截面直流电缆；可有效节约电缆采购成本和安装、敷设成本,便于安装维护；可有效提高光伏系统直流侧线路的整体性能水平和安全水平，降低故障率；确保线路的安全性和可靠性，提高使用寿命。

Description

一种铝合金导体双芯双钢带铠装光伏电缆

技术领域

本实用新型涉及光伏发电技术领域，尤其是一种铝合金导体双芯双钢带铠装光伏电缆。

背景技术

近年来，我国光伏发电产业发展迅速，光伏电站建设成本不断下降，大型光伏电站占地面积大，集电线路长，电缆造价所占比重较大，而实际应用中以铜导体为主。但由于我国铜矿资源日益紧张、铜价居高不下，而铝矿资源丰富，市场一直尝试“以铝代铜”。

经过国内外多年的实践验证，铝合金电缆以较好的高温下的电阻稳定性、抗压蠕变性及较高的抗拉强度和相比铜芯电缆更轻的自重、更低廉的价格，已逐步获得市场和用户的认可，得到推广应用。

目前光伏系统中直流侧线路设计一般是光伏组件与组件之间的串联电缆、组串之间及组串至直流配电箱(汇流箱)之间的并联电缆，一般采用单芯4mm2铜导体125℃辐照交联聚烯烃绝缘护套的光伏专用电缆，该光伏电缆采用双层绝缘结构，具有优越的防紫外线、耐臭氧、耐酸碱、耐盐雾的侵蚀能力，以及优越的耐高低温性能，适应野外恶劣环境长期敷设；而汇流箱至逆变器之间一般采用具有相应承载能力的大截面两芯直流电缆，通常是按普通交流1.8/3kV电力电缆设计，对耐环境性能要求不高，存在一定的安全隐患。

因此，如何提供一种铝合金电缆用于光伏电站低压直流等领域替代铜芯电缆，来降低电缆采购成本，在光伏电站中实现“以铝节铜”的应用，成为了行业痛点。

实用新型内容

本申请针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种铝合金导体双芯双钢带铠装光伏电缆，除可用于光伏组件与组件之间的串联电缆、组串之间及组串至直流配电箱(汇流箱)之间的并联电缆，代替单芯4mm2铜导体光伏电缆外，还可用于直流配电箱(汇流箱)到逆变器之间的直流线路，代替普通交流1.8/3kV电力电缆。这种线路设计和应用与传统光伏发电系统线路设计相比，可省去直流配电箱(汇流箱)设备、相关安装接线及直流配电箱到逆变器之间的大截面直流电缆，光伏组串直接与逆变器相连接，可确保直流侧全部电缆线路具有优越的防紫外线、耐臭氧、耐酸碱、耐盐雾的侵蚀能力，以及优越的耐高低温性能，适应野外恶劣环境长期敷设；使直流侧所有电缆性能及安全水平保持一致；有效节约电缆采购成本和安装敷设成本；便于安装维护；降低故障率，确保线路的安全性和可靠性，提高传输效率，提高使用寿命。

本实用新型所采用的技术方案如下：

一种铝合金导体双芯双钢带铠装光伏电缆，其具有两个并列设置的电缆单元，每个所述电缆单元均由多根铝合金导体组成，每个电缆单元外周通过包覆绝缘层构成绝缘纤芯，两个绝缘纤芯的外周通过填充铰对成缆构成缆芯，还具有：

无纺布，其包覆于缆芯的外周；

内衬层，其包覆于无纺布的外周；

铠装层，其包覆于无纺布的外周；

外护套，其包覆于铠装层的外周。

进一步的，所述绝缘层的材质为125℃辐照交联无卤低烟阻燃聚烯烃绝缘料。

进一步的，所述绝缘层按DC2000V设计，绝缘层的标称厚度为1.8mm，绝缘层的击穿电压最大为7.5kV。

进一步的，所述内衬层和所述外护套的材质为125℃辐照交联无卤低烟阻燃聚烯烃绝缘料。

进一步的，所述铠装层为间隙绕包的双层钢带，间隙绕包的间隙率优选为45-49％。

进一步的，所述填充为无卤低烟阻燃纤维绳填充。

进一步的，所述无纺布为纵向绕包而成，无纺布的厚度为0.06mm，纵包重叠率优选为20-25％。

进一步的，所述电缆的电压等级为DC2000V。

本实用新型的有益效果如下：

1、本实用新型的提供的铝合金电缆的直接采购成本仅相当于铜芯电缆的60％～70％，铝合金电缆自重比相同载流能力的铜芯电缆轻30％，使其安装敷设更为方便、费用更为低廉。

2、本实用新型的绝缘、内衬层和护套均采用125℃辐照交联无卤低烟阻燃聚烯烃材料，这一类高品质的电缆材料，综合性能突出；其优良的电气性能和机械物理性能及绝缘结构设计满足光伏发电DC2000V系统的运行要求；而其优越的耐紫外线、耐臭氧、耐酸碱、耐盐雾的侵蚀能力，以及优越的耐高低温性能，则适应野外恶劣环境长期敷设，满足光伏电缆25年的使用寿命要求。

3、本实用新型的铠装层采用双钢带间隙绕包，使电缆能够承受安装敷设和使用过程中受到的径向压力，具有增强抗拉强度、抗压强度等的机械保护作用，可延长电缆使用寿命；另外还可以通过屏蔽保护提高电缆的抗干扰性能，铠装层采用的钢带具有高导磁率，有很好的磁屏蔽效果，可以用于抗低频干扰；野外敷设时还可防止老鼠或其它虫类撕咬电缆，保护电缆不被损坏，减少故障率。

4、本实用新型用于光伏系统直流侧线路中光伏组件与组件之间的串联电缆、组串之间及组串至逆变器之间的并联电缆，与传统光伏发电系统线路设计相比，可省去直流配电箱(汇流箱)设备、相关安装接线及直流配电箱到逆变器之间的大截面直流电缆，光伏组串直接与逆变器相连接，可确保直流侧全部电缆线路具有优越的防紫外线、耐臭氧、耐酸碱、耐盐雾的侵蚀能力，以及优越的耐高低温性能，适应野外恶劣环境长期敷设；直流侧所有电缆性能及安全水平保持一致；有效节约电缆采购成本和安装敷设成本；便于安装维护；降低故障率，确保线路的安全性和可靠性，提高使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

其中：1、铝合金导体；2、绝缘层；3、填充；4、无纺布；5、内衬层；6、铠装层；7、外护套。

具体实施方式

下面结合附图，说明本实用新型的具体实施方式。

请参阅图1：

实施例1：

本实用新型提供一种铝合金导体双芯双钢带铠装光伏电缆的实施方式，

其具有两个并列设置的电缆单元，每个所述电缆单元均由多根铝合金导体1组成，每个电缆单元外周通过包覆绝缘层2构成绝缘纤芯，两个绝缘纤芯的外周通过填充3铰对成缆构成缆芯，还具有：无纺布4，其包覆于缆芯的外周；内衬层5，其包覆于无纺布4的外周；铠装层6，其包覆于无纺布4的外周；外护套7，其包覆于铠装层6的外周。

其中，本实用新型的铝合金导体1采用传统的的AA8030铝合金软导体来实施；

本实施例中，绝缘层2的材质为125℃辐照交联无卤低烟阻燃聚烯烃绝缘料，内衬层5和外护套7同样均采用125℃辐照交联无卤低烟阻燃聚烯烃绝缘料，这一类高品质的电缆材料，综合性能突出；其优良的电气性能和机械物理性能及绝缘结构设计满足光伏发电DC2000V系统的运行要求；而其优越的耐紫外线、耐臭氧、耐酸碱、耐盐雾的侵蚀能力，以及优越的耐高低温性能，则适应野外恶劣环境长期敷设，满足光伏电缆25年的使用寿命要求。

其中，绝缘层2按DC2000V设计，绝缘层2的标称厚度为1.8mm，绝缘层2的击穿电压最大为7.5kV。

还需说明的是铠装层6为间隙绕包的双层钢带，间隙绕包的间隙率在本实施例中优选为49％；填充3为无卤低烟阻燃纤维绳填充3，无纺布4为纵向绕包而成，无纺布4的厚度为0.06mm，纵包重叠率优选为20-25％。

与现有技术相比，本实用新型达到的有益效果是：

1、本实用新型的导体采用改良后的AA8030铝合金软导体，其配方体系里添加了铜、铁、镁等元素，铜的添加提高了铝合金在高温时的电阻稳定性；铁的添加提高铝合金的抗蠕变性与压紧性，避免了因蠕变引起的松弛问题；镁的添加使铝合金增加了在同样界面压力下的接触点，具有更高的抗拉强度。同时，铝合金电缆的直接采购成本仅相当于铜芯电缆的60％～70％，铝合金电缆自重比相同载流能力的铜芯电缆轻30％，使其安装敷设更为方便、费用更为低廉。

2、本实用新型的绝缘、内衬层5和护套均采用125℃辐照交联无卤低烟阻燃聚烯烃材料，这一类高品质的电缆材料，综合性能突出；其优良的电气性能和机械物理性能及绝缘结构设计满足光伏发电DC2000V系统的运行要求；而其优越的耐紫外线、耐臭氧、耐酸碱、耐盐雾的侵蚀能力，以及优越的耐高低温性能，则适应野外恶劣环境长期敷设，满足光伏电缆25年的使用寿命要求。

3、本实用新型的铠装层6采用双钢带间隙绕包，使电缆能够承受安装敷设和使用过程中受到的径向压力，具有增强抗拉强度、抗压强度等的机械保护作用，可延长电缆使用寿命；另外还可以通过屏蔽保护提高电缆的抗干扰性能，铠装层6采用的钢带具有高导磁率，有很好的磁屏蔽效果，可以用于抗低频干扰；野外敷设时还可防止老鼠或其它虫类撕咬电缆，保护电缆不被损坏，减少故障率。

4、本实用新型用于光伏系统直流侧线路中光伏组件与组件之间的串联电缆、组串之间及组串至逆变器之间的并联电缆，与传统光伏发电系统线路设计相比，可省去直流配电箱(汇流箱)设备、相关安装接线及直流配电箱到逆变器之间的大截面直流电缆，光伏组串直接与逆变器相连接，可确保直流侧全部电缆线路具有优越的防紫外线、耐臭氧、耐酸碱、耐盐雾的侵蚀能力，以及优越的耐高低温性能，适应野外恶劣环境长期敷设；直流侧所有电缆性能及安全水平均保持一致；有效节约电缆采购成本和安装、敷设成本；便于安装维护；降低故障率，确保线路的安全性和可靠性，提高使用寿命。

需要说明的是，绝缘层2：采用125℃辐照交联无卤低烟阻燃聚烯烃绝缘料，其代表阻燃性能的氧指数应不小于26，绝缘结构按DC2000V设计，绝缘标称厚度为1.8mm，绝缘应能经受工频试验电压7.5kV 5min不击穿。绝缘层2采用Ф70高速挤塑机挤出；挤出模具设计为挤压式；挤出机的加热温度为：加料口130℃，机身加热1区138℃、2区148℃、3区155℃，法兰158℃，机颈区156℃，机头区155℃；挤出线速度为180m/min。

需要说明的是，填充3绞对成缆：采用1250悬臂单绞机绞对成缆，并在两根绝缘线芯绞对的缝隙处填充3无卤低烟阻燃纤维绳填充3圆整，纤维绳捻后直径为2.2mm，成缆节距为220mm，成缆线速度为62m/min。

需要说明的是，纵包无纺布4+内衬层5挤出：采用纵包无纺布4+内衬层5挤出一次完成工艺，两项工序一次完成，纵包后立即进入挤塑机挤出内衬层5，即可保证绞对线芯结构稳定、缆芯圆整，又提高生产效率，确保产品质量。

以及纵包用的无纺布4厚度为0.07mm，纵包重叠率不小于20％，其带材宽度可以按实际需要调整。

以及内衬层5采用125℃辐照交联无卤低烟阻燃聚烯烃护套料。采用长径比为25、压缩比3的的单螺杆Ф90挤塑机挤出；挤出模具设计为半挤管方式；挤出机的加热温度为：加料口128℃，机身加热1区130℃、2区138℃、3区145℃，机颈区148℃，机头区150℃；螺杆转速为25rpm，螺杆电流为130A；挤出线速度为50m/min。

需要说明的是，铠装层6：采用双层镀锌钢带间隙绕包作为铠装层6，采用小绕包钢带铠装机，钢带厚度为0.2mm，宽度为20mm，钢带钢带应螺旋间隙绕包两层，其间隙应不超过带宽的50％，且内层间隙应被外层钢带完整覆盖，钢带表面应妥贴、无卷边、凸起或毛刺等。

需要说明的是，外护套7：采用125℃辐照交联无卤低烟阻燃聚烯烃护套，其阻燃性能按UL94可达到V-0级，氧指数按GB/T 2406可达到28，烟密度按GB/T 8323有焰可达到85、无焰可达到130，氯化氢含量按GB/T 17650.1可达到0mg/g；在具备上述性能前提下，其抗拉强度大于11MPa、断裂伸长率大于200％；长期耐高温超过70℃；长期耐低温-40℃，可在-40℃条件下承受拉伸、卷绕和冲击而不开裂；另外还具有良好的抗紫外线辐射及抗老化性能，其综合性能优异。

采用长径比为25、压缩比2.5的单螺杆Ф120挤塑机挤出；挤出模具设计为挤管式；挤出机的加热温度为：加料口130℃，机身加热1区135℃、2区140℃、3区145℃，机颈区150℃，机头区152℃；螺杆转速为27rpm，螺杆电流为136A；挤出线速度为60m/min。护套表面应光滑圆整，色泽均匀，无裂缝、气泡、夹杂或其他机械损伤等.

特别的是：辐照交联：为保证电缆整体耐温等级匹配，绝缘、内衬层5和护套均采用125℃辐照交联无卤低烟阻燃聚烯烃材料，因此为确保辐照交联的均匀性和稳定性，要分开辐照，绝缘辐照时可略浅一点，在内衬层5辐照时仍可进一步辐照交联，护套辐照交联工艺可按常规设定。辐照剂量为：绝缘12～15Mrad，内衬层5为15～18Mrad，护套为15～18Mrad。辐照后应进行热延伸试验检验辐照交联结果。

与现有技术对比：

以上描述是对本实用新型的解释，不是对实用新型的限定，本实用新型所限定的范围参见权利要求，在本实用新型的保护范围之内，可以作任何形式的修改。

Claims (8)

1.一种铝合金导体双芯双钢带铠装光伏电缆，其特征在于：具有两个并列设置的电缆单元，每个所述电缆单元均由多根铝合金导体(1)组成，每个电缆单元外周通过包覆绝缘层(2)构成绝缘纤芯，两个绝缘纤芯的外周通过填充(3)铰对成缆构成缆芯，还具有：

无纺布(4)，其包覆于缆芯的外周；

内衬层(5)，其包覆于无纺布(4)的外周；

铠装层(6)，其包覆于无纺布(4)的外周；

外护套(7)，其包覆于铠装层(6)的外周。

2.根据权利要求1所述的一种铝合金导体双芯双钢带铠装光伏电缆，其特征在于：所述绝缘层(2)的材质为125℃辐照交联无卤低烟阻燃聚烯烃绝缘料。

3.根据权利要求1所述的一种铝合金导体双芯双钢带铠装光伏电缆，其特征在于：所述绝缘层(2)按DC2000V设计，绝缘层(2)的标称厚度为1.8mm，绝缘层(2)的击穿电压最大为7.5kV。

4.根据权利要求1所述的一种铝合金导体双芯双钢带铠装光伏电缆，其特征在于：所述内衬层(5)和所述外护套(7)的材质为125℃辐照交联无卤低烟阻燃聚烯烃绝缘料。

5.根据权利要求1所述的一种铝合金导体双芯双钢带铠装光伏电缆，其特征在于：所述铠装层(6)为间隙绕包的双层钢带，间隙绕包的间隙率不大于50％。

6.根据权利要求1所述的一种铝合金导体双芯双钢带铠装光伏电缆，其特征在于：所述填充(3)为无卤低烟阻燃纤维绳填充。

7.根据权利要求1所述的一种铝合金导体双芯双钢带铠装光伏电缆，其特征在于：所述无纺布(4)为纵向绕包而成，无纺布(4)的厚度为0.06mm，纵包重叠率不小于20％。

8.根据权利要求1所述的一种铝合金导体双芯双钢带铠装光伏电缆，其特征在于：所述电缆的电压等级为DC2000V。

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