CN220474362U - 一种节能低碳耐抗性及压接性能高的铜铝连接器连接线缆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种节能低碳耐抗性及压接性能高的铜铝连接器连接线缆，包括：工字形芯架、放置在所述工字形芯架两侧内部的两个绝缘芯线、外护套、绕包层、半圆形铠装和内护套，内护套包裹两个所述绝缘芯线和工字形芯架，且内护套的外侧依次为半圆形铠装、绕包层和外护套；其中，绝缘芯线包括导体，导体为单根实心铝合金导体本方案生产工艺简单，生产过程中碳排放量少，达到节能低碳的效果。设计有铠装和工字形芯架，能双重实现耐抗性的效果，更好的使线缆可以直接进行地埋，节省光伏系统成本。单根实心铝导体线缆与太阳能光伏组件铜铝端子压接的截面积内部没有任何空隙，两者之间的压接电阻更小，线缆在长时间通电使用时安全性能更高。

Description

一种节能低碳耐抗性及压接性能高的铜铝连接器连接线缆

技术领域

本实用新型涉及连接线缆技术领域，尤其涉及一种节能低碳耐抗性及压接性能高的铜铝连接器连接线缆。

背景技术

当前，全球气候变化问题已成为全人类共同面临的严峻挑战，应对气候变化、降低碳排放、实现绿色环保，是全球可持续发展的重中之重。大力发展水、风、光等清洁能源，以实际行动把“发展清洁能源，造福人类社会”的企业愿景变为美好现实。其中，太阳能光伏发电是一种非常有前途的清洁能源，在“碳达峰/碳中和”因素影响下，2022年全年，光伏累计装机容量39261万千瓦，同比增加28.1％。新增装机8741万千瓦，同比增加60.3％，未来发展前景巨大。每家企业在不断促进光伏发电效率的提高，降低光伏发电的成本，使光伏发电成为具有成本竞争力、可靠的和可持续性的电力来源。其中，光伏系统上所使用的线缆成本高、数量多，将直接导致整个光伏发电系统的成本增加。

目前，常用的直流侧光伏线缆，由于耐抗性不强，线缆敷设时需要穿在硬质PVC水管中再深埋在地下，成本较高且安装复杂。通常采用第5种软导体、铜材质、截面积为4mm²的光伏线缆，此线缆导体采用多根铜丝绞合，原材料成本高、加工工艺复杂。近两年各家光伏线缆企业通过研发创新、降低光伏线缆的成本，开发采用第5种软导体、铝合金材质、截面积为6mm²来代替常用的4mm²铜材质，以铝接铜的方式来实现降本目的，虽然成本有所下降，但此线缆在加工和使用中也会存在一些弊端，比如：铝在空气中会快速形成氧化膜，由于氧化膜的电阻很高，会直接影响线缆的导电性能；多根铝合金单丝需要通过拉丝、退火、绞合等工艺，在加工过程中会变硬及变脆，由于工序繁多，增加碳的排放量；单根铝丝由于拉丝后直径细容易折断，导体的直流电阻增加；在光伏系统中，线缆敷设时需要穿在硬质PVC水管中再深埋在地下，成本较高且安装复杂；绞合后的铝丝虽然节省了线缆的成本，但在后工序与太阳能光伏组件的铜铝连接器端子压接需要施加足够的压力，容易把铝丝压断。绞合后的铝丝压紧后中间会存在一定比例的缝隙，会直接影响线缆与铜铝端子之间的接触电阻，对光伏系统的长时间通电安全带来一定的隐患。

因此，设计一款能实现节能低碳、有较强的耐抗挤压和防水性能、与太阳能光伏组件铜铝端子压接后性能优良、原材料成本低、安全性能高、加工工序简单的线缆成为亟需解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种节能低碳耐抗性及压接性能高的铜铝连接器连接线缆，用以解决上述技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提供一种节能低碳耐抗性及压接性能高的铜铝连接器连接线缆，包括：工字形芯架、放置在所述工字形芯架两侧内部的两个绝缘芯线、外护套、绕包层、半圆形铠装和内护套，

所述内护套(4)包裹两个所述绝缘芯线和所述工字形芯架，且所述内护套(4)的外侧依次为所述半圆形铠装、所述绕包层和所述外护套；

其中，所述绝缘芯线包括导体，所述导体为单根实心铝合金导体。

可选的，所述绝缘芯线还包括：内绝缘、防水层和外绝缘，其中，所述内绝缘、所述防水层和所述外绝缘依次位于所述导体外侧。

可选的，所述防水层为铝塑复合层，厚度为0.05-0.08mm。

可选的，所述连接线缆还包括：位于两个所述绝缘芯线和所述工字形芯架之间的填充层，所述填充层采用无卤低烟阻燃纤维绳填充。

可选的，所述连接线缆还包括：位于所述内护套内侧的屏蔽层，所述屏蔽层为纳米级半导电类金刚石膜屏蔽铝合金带。

可选的，所述半圆形铠装的材质为镀锌钢材质。

可选的，所述绕包层为高阻燃包带。

可选的，所述外护套、所述内护套、所述内绝缘和所述外绝缘均由辐照交联低烟无卤阻燃聚烯烃绝缘料制成。

可选的，所述工字形芯架的材质为硅橡胶材质。

可选的，所述导体与铜铝端子的铝端通过六边形压接区压接。

本实用新型的技术效果和优点：

与原有技术相比较，本方案生产工艺简单，生产过程中碳排放量少，达到节能低碳的效果。设计有铠装和工字形芯架，能双重实现耐抗性的效果，更好的使线缆可以直接进行地埋，节省光伏系统成本。单根实心铝导体线缆与太阳能光伏组件铜铝端子压接的截面积内部没有任何空隙，两者之间的压接电阻更小，线缆在长时间通电使用时安全性能更高。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在说明书以及附图中所指出的结构来实现和获得。

附图说明

图1为本实用新型的线缆横截面结构示意图；

图2为本实用新型的线缆结构示意图；

图3为本实用新型的铠装结构示意图；

图4为现有的多根绞合导体线缆与铜铝端子压接结构示意图；

图5为现有的多根绞合导体线缆与铜铝端子压接截面示意图；

图6为本实用新型的单根实心导体线缆与铜铝端子压接结构示意图；

图7为本实用新型的单根实心导体线缆与铜铝端子压接截面示意图；

附图标记：外护套(1)，绕包层(2)，半圆形铠装(3)，内护套(4)，屏蔽层(5)，填充层(6)，导体(7)，内绝缘(8)，防水层(9)，外绝缘(10)，工字形芯架(11)，铜铝端子(12)，铜铝端子铝端(12A)，铜铝端子铜端(12B)，打点式压接区(13)，六边形压接区(14)，铜铝端子铝壁截面区(15)，多根绞合导体截面区(16)，单根实心导体截面区(17)。

具体实施方式

下面将结合本实用新型提供的附图，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，而且，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

为解决现有技术的不足，本实用新型公开了一种节能低碳耐抗性及压接性能高的铜铝连接器连接线缆，所述连接线缆包括：工字形芯架(11)、放置在所述工字形芯架(11)两侧的两个绝缘芯线、外护套(1)、绕包层(2)、半圆形铠装(3)和内护套(4)，如图1和2所示。

需要说明的是，绕包层(2)的内侧为半圆形铠装(3)，外侧为外护套(1)，半圆形铠装(3)的内侧为内护套(4)，内护套(4)的内侧为屏蔽层(5)；屏蔽层(5)将整个线缆的两根绝缘芯线、工字形芯架(11)和填充层(6)包裹在一起。

其中，所述半圆形铠装(3)为镀锌钢材质，具有高耐抗性、耐腐蚀性及抗拉性好、使用寿命长的优点，做为线缆的一种零部件可以有效提升线缆的耐抗性强度，如图3所示。由于外护套(1)和内护套(4)之间预留有足够的间隙，当线缆在受到外部大力挤压时，铠装结构通过半圆形挤压的弹性变成平面，起到了很好的缓冲效果，避免线缆内部的绝缘芯线受到损伤，更好的提高了线缆的耐抗性。

其中，绕包层(2)为高阻燃包带，具有更高的耐火性能。

其中，所述屏蔽层(5)为纳米级半导电类金刚石膜屏蔽铝合金带。

其中，所述填充层(6)采用无卤低烟阻燃纤维绳填充。

还需要说明的是，所述绝缘芯线包括：导体(7)，内绝缘(8)，防水层(9)，外绝缘(10)。所述防水层(9)的内侧为内绝缘(8)，外侧为外绝缘(10)，所述导体(7)在内绝缘(8)的内侧。

其中，所述导体(7)为第1类单根实心铝合金导体，圆形截面积符合标准线规要求。所述防水层(9)为铝塑复合层，厚度为0.05-0.08mm。

导体(7)采用第1类单根实心铝合金导体的有益效果为：1.原材料进厂后导体无需再加工，可以直接进行绝缘的挤押，在生产工艺中，相比于常规的第5类多根绞合导体，减少了拉丝、退火、绞合等工艺，每个工序在生产过程中可以减少碳的排放，工序的减少也能直接降低生产成本，从根本上实现节能低碳和降低成本的效果。

2.在相同截面积同等导体电阻情况下，第1类单根实心铝合金导体比第5类多根绞合导体直径减少20％，在满足同等绝缘厚度情况下，所设计的绝缘芯线直径，外被直径也相应的减小，线缆可以实现小直径的设计，减少化石材料的用量，从而降低线缆的成本。

3.在光伏系统中当线缆与太阳能光伏组件连接，与铜铝端子压接时，现有技术如图4和图5所示。根据图4可看出铜铝端子12铝端(12A)与常规多根绞合导体采用打点式的压接方式，只有端子的顶部进行受力，其它区域端子壁未产生形变，存在压接性能不稳定现象。根据图5的截面图看出，铜铝端子铝壁截面区(15)，多根绞合导体截面区(16)，铜铝端子铝端(12A)与常规多根绞合导体紧密压接后还是有一定比例的缝隙，两者之间的压接电阻会变大，线缆在长时间通电使用时安全性能低。

而本实用新型安装工人用压接工具可以快速轻松实现连接，如图6和图7所示。根据图6看出铜铝端子铝端(12A)与本实用新型的单根实心导体采用六面同时受力的压接方式，压接区端子壁六面厚度均匀，压接时受力一致，压接效果更加优良，根据图7可以看出铜铝端子铝端(12A)与单根实心导体紧密压接后没有任何空隙产生，两者之间的压接电阻更小，线缆在长时间通电使用时安全性能更高，使用寿命更长。

还需要说明的是，所述工字形芯架(11)为硅橡胶材质，线缆的绝缘芯线之间通过芯架进行隔开，避免芯线与芯线之间交叉接触，更好的起到了绝缘效果。同时芯架设计成工字形，两根绝缘芯线包裹在芯架的两侧内部，芯架的四个端点分别起到支撑的效果，通过填充绕包后，即使线缆受到外部大力挤压时，设计有多点支撑结构的工字形芯架能很好的起到支撑的效果，保护芯线不受挤压和变形，增加线缆的耐抗压性和安全性能。

还需要说明的是，所述线缆为内绝缘(8)和外绝缘(10)的双层绝缘设计，外护套(1)和内护套(4)双层护套设计，双层绝缘和护套设计的线缆具有更优的电气性能、机械性能和物理性能。其中，所述外护套(1)、内护套(4)、内绝缘(8)和外绝缘(10)为辐照交联低烟无卤阻燃聚烯烃，可以满足125℃温度等级(常规只能满足90℃温度等级)。

本实用新型还提供一种节能低碳耐抗性及压接性能高的铜铝连接器连接线缆的制作方法，该方法包括：采用第1类单根实心铝合金导体，通过高温挤压出内绝缘，完成后在内绝缘表面缠绕标准在0.05-0.08mm厚度的铝塑复合层材料，作为防水层，最后再通过高温挤压出外绝缘，制成绝缘芯线；挤压出两根不同颜色的绝缘芯线后，将两根绝缘芯线放置在工字形芯架的两侧，中间空隙区域用无卤低烟阻燃纤维绳填充，作为用于增加线缆整体的耐抗性填充层，再用纳米级半导电类金刚石膜屏蔽铝合金带将整体进行缠绕，作为屏蔽层；在屏蔽层的外侧通过高温挤压出内护套，内护套的外侧设计有镀锌钢材质的半圆形铠装；在半圆形铠装外侧缠绕一层绕包层，并在绕包层外侧设计外护套，通过高温挤压方式形成线缆。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种节能低碳耐抗性及压接性能高的铜铝连接器连接线缆，其特征在于，包括：工字形芯架(11)、放置在所述工字形芯架(11)两侧内部的两个绝缘芯线、外护套(1)、绕包层(2)、半圆形铠装(3)和内护套(4)，

所述内护套(4)包裹两个所述绝缘芯线和所述工字形芯架(11)，且所述内护套(4)的外侧依次为所述半圆形铠装(3)、所述绕包层(2)和所述外护套(1)；

其中，所述绝缘芯线包括导体(7)，所述导体(7)为单根实心铝合金导体。

2.根据权利要求1所述的节能低碳耐抗性及压接性能高的铜铝连接器连接线缆，其特征在于，所述绝缘芯线还包括：内绝缘(8)、防水层(9)和外绝缘(10)，其中，所述内绝缘(8)、所述防水层(9)和所述外绝缘(10)依次位于所述导体(7)外侧。

3.根据权利要求2所述的节能低碳耐抗性及压接性能高的铜铝连接器连接线缆，其特征在于，所述防水层(9)为铝塑复合层，厚度为0.05-0.08mm。

4.根据权利要求1所述的节能低碳耐抗性及压接性能高的铜铝连接器连接线缆，其特征在于，所述连接线缆还包括：位于两个所述绝缘芯线和所述工字形芯架(11)之间的填充层(6)，所述填充层(6)采用无卤低烟阻燃纤维绳填充。

5.根据权利要求1所述的节能低碳耐抗性及压接性能高的铜铝连接器连接线缆，其特征在于，所述连接线缆还包括：位于所述内护套(4)内侧的屏蔽层(5)，所述屏蔽层(5)为纳米级半导电类金刚石膜屏蔽铝合金带。

6.根据权利要求1所述的节能低碳耐抗性及压接性能高的铜铝连接器连接线缆，其特征在于，所述半圆形铠装(3)的材质为镀锌钢材质。

7.根据权利要求1所述的节能低碳耐抗性及压接性能高的铜铝连接器连接线缆，其特征在于，所述绕包层(2)为高阻燃包带。

8.根据权利要求2所述的节能低碳耐抗性及压接性能高的铜铝连接器连接线缆，其特征在于，所述外护套(1)、所述内护套(4)、所述内绝缘(8)和所述外绝缘(10)均由辐照交联低烟无卤阻燃聚烯烃绝缘料制成。

9.根据权利要求1所述的节能低碳耐抗性及压接性能高的铜铝连接器连接线缆，其特征在于，所述工字形芯架(11)的材质为硅橡胶材质。

10.根据权利要求1所述的节能低碳耐抗性及压接性能高的铜铝连接器连接线缆，其特征在于，所述导体(7)与铜铝端子的铝端(12A)通过六边形压接区(14)压接。