一种高性能长寿命光伏电缆及其制备方法与流程

1.本发明涉及光伏电缆技术领域，具体为一种高性能长寿命光伏电缆及其制备方法。


背景技术：

2.太阳能技术将成为未来的绿色能源技术之一，太阳能或光伏(pv)在国际应用日渐广泛，而光伏电缆是应用在太阳能光伏发电系统中极其重要并不可或缺的一环。通常光伏发电产生的低压直流电转换为交流电再输出，而连接光伏组件与交直流逆变器间的电缆即为光伏电缆。所以光伏电缆作为光伏发电设置电能传输的主干，直接关系到太阳能光伏发电系统的安全性、可靠性和先进性。
3.由于光伏电缆与太阳能采集设备一起常年设于户外，所以要求光伏电缆必须有良好的阻燃、防老化和防鼠蚁噬咬等特性。现有的光伏电缆中的导体内芯的位置较难进行固定，容易导致导体内芯的位置发生偏移，进而使得导体的性能受到影响。


技术实现要素：

4.(一)解决的技术问题
5.针对现有技术的不足，本发明提供了一种高性能长寿命光伏电缆及其制备方法，解决了现有的光伏电缆中的导体内芯的位置较难进行固定，容易导致导体内芯的位置发生偏移的问题。
6.(二)技术方案
7.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：包括耐磨外层，所述耐磨外层的内侧壁固定连接有阻燃层，所述阻燃层的内侧壁固定连接有铠装层，所述铠装层的内侧壁连接有内保护层，所述内保护层的内部设置有填充层，所述填充层的内部设置有三个电缆内芯；
8.所述电缆内芯的横截面设置为正六边形，每个所述电缆内芯的内部均设置有六个绝缘层，每个所述绝缘层的内部均设置有导体内芯，三个所述电缆内芯紧密分布，每个所述电缆内芯靠近内保护层的一侧均固定连接有支撑侧肋。
9.优选的，所述耐磨外层采用聚乙烯材料以及聚四氟乙烯材料制成，所述耐磨外层的外侧壁涂覆有防紫外线涂料。
10.优选的，所述阻燃层采用无卤低烟阻燃材料制成。
11.优选的，所述铠装层采用镀锌钢丝材料制成，所述镀锌钢丝的外侧壁设置有红铜层。
12.优选的，所述内保护层采用热塑性聚氨酯弹性体橡胶制成。
13.优选的，所述填充层采用玻璃纤维材料制成。
14.优选的，所述绝缘层采用绝缘橡胶或者绝缘塑料制成，所述绝缘层设置为正三棱柱状，所述正三棱柱的外侧壁经过圆角处理。
15.优选的，所述支撑侧肋设置为240
°
的扇形柱体，所述支撑侧肋与内保护层的内侧壁相切。
16.一种高性能长寿命光伏电缆的制备方法，包括下列步骤：
17.s1：首先将铜导体进行拉伸退火处理，将处理后的铜导体进行同心复绞得到导体内芯；
18.s2：当导体内芯通过挤塑机在外侧壁包裹三角状的绝缘层，并且对绝缘层的外侧壁经过圆角处理；
19.s3：将六个包裹绝缘层的导体内芯围成正六棱柱状，并且通过挤塑机在正六棱柱的外侧壁包裹导热层；
20.s4：通过挤塑机成型内保护层，将三个包裹导热层的绝缘层组固定并且穿过内保护层，并且导热层的外侧壁与内保护层的内侧壁之间加入三个支撑侧肋，然后在导热层与内保护层之间填充填充层；
21.s5：在内保护层的外侧壁面包裹铠装层；
22.s6：在铠装层的外表面包裹阻燃层；
23.s7：在阻燃层的外表面包裹耐磨外层；
24.s8：通过辐照加速器给电缆进行辐照处理；
25.s9：对电缆进行性能测试。
26.(三)有益效果
27.本发明提供了一种高性能长寿命光伏电缆及其制备方法。具备以下有益效果：本电缆的保护皮采用了多层结构，耐磨外层使得该电缆具有优良的耐磨性能、耐腐蚀性能以及抗紫外线性能，阻燃层能够对电缆内部进行保护，提高较好的阻燃效果，电缆内芯设置为独特的正六棱柱状，并且通过支撑侧肋可以在内保护层中进行固定，有效防止电缆内芯产生偏移，能够有效提高电缆的使用性能。
附图说明
28.图1为本发明的结构示意图；
29.图2为本发明的侧面示意图。
30.其中，1、电缆内芯；101、导体内芯；102、绝缘层；2、支撑侧肋；3、填充层；4、内保护层；5、铠装层；6、阻燃层；7、耐磨外层。
具体实施方式
31.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
32.如图1-2所示，本发明实施例提供耐磨外层1，耐磨外层1采用聚乙烯材料以及聚四氟乙烯材料制成，聚乙烯材料具有良好的耐磨性能，聚四氟乙烯材料能够提高耐磨外层1的耐腐蚀性能，耐磨外层1的外侧壁涂覆有防紫外线涂料，能够有效吸收太阳光中的紫外线，进而有效减缓电缆的老化，耐磨外层1的内侧壁固定连接有阻燃层6，阻燃层6采用无卤低烟
阻燃材料制成，阻燃效果好，阻燃层6的内侧壁固定连接有铠装层5，铠装层5采用镀锌钢丝材料制成，提高电缆的机械强度，提高防腐蚀能力，镀锌钢丝的外侧壁设置有红铜层，起到信号屏蔽效果，铠装层5的内侧壁连接有内保护层4，内保护层4采用热塑性聚氨酯弹性体橡胶、乙烯基树脂材料以及聚乙烯中的一种或者几种制成，提高电缆的弹性性能，内保护层4的内部设置有填充层3，填充层3采用玻璃纤维材料制成，提高散热效果，填充层3的内部设置有三个电缆内芯1；
33.电缆内芯1的横截面设置为正六边形，电缆内芯1的外皮设置为导热层，每个电缆内芯1的内部均设置有六个绝缘层102，绝缘层102采用绝缘橡胶或者绝缘塑料制成，绝缘层102设置为正三棱柱状，正三棱柱的外侧壁经过圆角处理，每个绝缘层102的内部均设置有导体内芯101，三个电缆内芯1紧密分布，每个电缆内芯1靠近内保护层4的一侧均固定连接有支撑侧肋2，支撑侧肋2设置为240
°
的扇形柱体，支撑侧肋2与内保护层4的内侧壁相切。
34.一种高性能长寿命光伏电缆制备方法，其特征在于，包括下列步骤：
35.s1：首先将铜导体进行拉伸退火处理，再结晶温度为200℃
±
20℃，再结晶退火温度为550℃
±
10℃，将处理后的铜导体进行同心复绞得到导体内芯101；
36.s2：当导体内芯101通过挤塑机在外侧壁包裹三角状的绝缘层102，并且对绝缘层102的外侧壁经过圆角处理，对绝缘层102的外侧壁进行去飞边处理，便于绝缘层102之间的配合；
37.s3：将六个包裹绝缘层102的导体内芯101围成正六棱柱状，并且通过挤塑机在正六棱柱的外侧壁包裹导热层，对导热层的外侧壁进行去飞边处理；
38.s4：通过挤塑机成型内保护层4，将三个包裹导热层的绝缘层102组固定并且穿过内保护层4，并且导热层的外侧壁与内保护层4的内侧壁之间加入三个支撑侧肋2，然后在导热层与内保护层4之间填充填充层3，填充层3采用玻璃纤维材料制成，可以有效提高导热效果，并且对导热层进行支撑，防止导热层发生偏移；
39.s5：在内保护层4的外侧壁面包裹铠装层5，铠装层5采用镀锌钢丝材料制成，提高电缆的机械强度，提高防腐蚀能力，镀锌钢丝的外侧壁设置有红铜层，起到信号屏蔽效果；
40.s6：在铠装层5的外表面包裹阻燃层6，阻燃层6采用无卤低烟阻燃材料制成，阻燃效果好；
41.s7：在阻燃层6的外表面包裹耐磨外层7，耐磨外层1采用聚乙烯材料以及聚四氟乙烯材料制成，聚乙烯材料具有良好的耐磨性能，聚四氟乙烯材料能够提高耐磨外层1的耐腐蚀性能，耐磨外层1的外侧壁涂覆有防紫外线涂料，能够有效吸收太阳光中的紫外线，进而有效减缓电缆的老化；
42.s8：通过辐照加速器给电缆进行辐照处理，经过辐照加速器辐照以后，电缆料的分子结构会发生改变，从而提供其个方面的性能；
43.s9：对电缆进行性能测试。
44.湿热测试：使电缆在不同温度以及不同相对湿度下放置1000小时：
[0045][0046]
由上表可知电缆在90℃、相对湿度85％，电缆的抗拉强度变化率以及断裂伸长率均远小于规定标准30％。
[0047]
老化测试：使电缆在150℃下经过七天的老化：
[0048][0049]
由上表可知电缆在(150
±
2)℃、7
×
24h老化后，电缆的抗拉强度变化率以及断裂伸长率均远小于规定标准30％。
[0050]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种高性能长寿命光伏电缆，包括耐磨外层(1)，其特征在于：所述耐磨外层(1)的内侧壁固定连接有阻燃层(6)，所述阻燃层(6)的内侧壁固定连接有铠装层(5)，所述铠装层(5)的内侧壁连接有内保护层(4)，所述内保护层(4)的内部设置有填充层(3)，所述填充层(3)的内部设置有三个电缆内芯(1)；所述电缆内芯(1)的横截面设置为正六边形，每个所述电缆内芯(1)的内部均设置有六个绝缘层(102)，每个所述绝缘层(102)的内部均设置有导体内芯(101)，三个所述电缆内芯(1)紧密分布，每个所述电缆内芯(1)靠近内保护层(4)的一侧均固定连接有支撑侧肋(2)。2.根据权利要求1所述的一种高性能长寿命光伏电缆，其特征在于：所述耐磨外层(1)采用聚乙烯材料以及聚四氟乙烯材料制成，所述耐磨外层(1)的外侧壁涂覆有防紫外线涂料。3.根据权利要求1所述的一种高性能长寿命光伏电缆，其特征在于：所述阻燃层(6)采用无卤低烟阻燃材料制成。4.根据权利要求1所述的一种高性能长寿命光伏电缆，其特征在于：所述铠装层(5)采用镀锌钢丝材料制成，所述镀锌钢丝的外侧壁设置有红铜层。5.根据权利要求1所述的一种高性能长寿命光伏电缆，其特征在于：所述内保护层(4)采用热塑性聚氨酯弹性体橡胶制成。6.根据权利要求1所述的一种高性能长寿命光伏电缆，其特征在于：所述填充层(3)采用玻璃纤维材料制成。7.根据权利要求1所述的一种高性能长寿命光伏电缆，其特征在于：所述绝缘层(102)采用绝缘橡胶或者绝缘塑料制成，所述绝缘层(102)设置为正三棱柱状，所述正三棱柱的外侧壁经过圆角处理。8.根据权利要求1所述的一种高性能长寿命光伏电缆，其特征在于：所述支撑侧肋(2)设置为240
°
的扇形柱体，所述支撑侧肋(2)与内保护层(4)的内侧壁相切。9.一种高性能长寿命光伏电缆的制备方法，其特征在于，包括下列步骤：s1：首先将铜导体进行拉伸退火处理，将处理后的铜导体进行同心复绞得到导体内芯(101)；s2：当导体内芯(101)通过挤塑机在外侧壁包裹三角状的绝缘层(102)，并且对绝缘层(102)的外侧壁经过圆角处理；s3：将六个包裹绝缘层(102)的导体内芯(101)围成正六棱柱状，并且通过挤塑机在正六棱柱的外侧壁包裹导热层；s4：通过挤塑机成型内保护层(4)，将三个包裹导热层的绝缘层(102)组固定并且穿过内保护层(4)，并且导热层的外侧壁与内保护层(4)的内侧壁之间加入三个支撑侧肋(2)，然后在导热层与内保护层(4)之间填充填充层(3)；s5：在内保护层(4)的外侧壁面包裹铠装层(5)；s6：在铠装层(5)的外表面包裹阻燃层(6)；s7：在阻燃层(6)的外表面包裹耐磨外层(7)；s8：通过辐照加速器给电缆进行辐照处理；s9：对电缆进行性能测试。

技术总结
本发明提供一种高性能长寿命光伏电缆及其制备方法，涉及光伏电缆技术领域。一种高性能长寿命光伏电缆，包括耐磨外层，所述耐磨外层的内侧壁固定连接有阻燃层，所述阻燃层的内侧壁固定连接有铠装层，所述铠装层的内侧壁连接有内保护层，所述内保护层的内部设置有填充层，所述填充层的内部设置有三个电缆内芯，每个所述电缆内芯的内部均设置有六个绝缘层，每个所述绝缘层的内部均设置有导体内芯，三个所述电缆内芯紧密分布，每个所述电缆内芯靠近内保护层的一侧均固定连接有支撑侧肋。电缆内芯设置为独特的正六棱柱状，并且通过支撑侧肋可以在内保护层中进行固定，有效防止电缆内芯产生偏移，能够有效提高电缆的使用性能。能够有效提高电缆的使用性能。能够有效提高电缆的使用性能。


技术研发人员：张衡 刘虎 沈东岳 常亮 王茂华
受保护的技术使用者：山东中电通电缆科技有限公司
技术研发日：2021.12.03
技术公布日：2022/3/8