太陽能光伏發電設備用電力電纜製造方法
2023-10-05 12:07:39
專利名稱：太陽能光伏發電設備用電力電纜製造方法
技術領域：
本發明涉及電纜技術領域，確切地說涉及一種適用於太陽能光伏發電 設備用電力電纜的製造方法。
背景技術：
隨著光伏發'電的日漸廣泛，從而帶動了與太陽能發電相關產品的發展， 由於太陽能發電系統常常是在惡劣環境條件下使用，如高溫和輻射。而現 有的普通電線電纜通常採用的是聚氯乙烯絕緣和聚氯乙烯外護套，採用這 種材質的普通電纜在大氣中經過長期的太陽光照射、風雨和臭氧侵蝕後電 纜表面就會出現龜裂現象，產品的物理機械性能大大降低，所以普通電線 電纜在使用的過程中有較多的潛在危險，不耐風雨，不耐紫外線和臭氧侵 蝕，造成光伏發電專用設備的組成部件損壞並直接影響到整個系統的使用 壽命。基於種種因素，在太陽能光伏發電設備中使用能耐風雨、耐紫外線 照射和臭氧侵蝕的專用太陽能電纜就顯得尤為迫切，但現有的太陽能光伏 發電設備專用電力電纜的製造方法比較落後，所加工出來的電力電纜不能 滿足太陽能光伏發電設備的需要。
公開號為CN101083155，
公開日為2007年12月5日的中國專利申請 公開文本公開了一種環保型複合阻燃交聯電纜及製作方法，其工藝方法依 次是導體拉制和絞線、雙層實芯皮無偏心絕緣擠出、填充和多層繞包、內 襯擠出、鎧裝和外護層擠出。該方法製造出來的電纜仍然不能符合太陽能 光伏發電設備的要求。
發明內容
為解決上述技術問題，本發明提出了一種適用於太陽能光伏發電設備 用電力電纜的製造方法，採用本方法製造出來的電纜耐氣候性、耐紫外線 照射性和耐臭氧侵蝕性高，此外，其耐高溫度可達到120°C，能抵禦惡劣 氣候環境和經受機械衝擊，能顯著提高太陽能光伏發電設備的安全性能和 使用壽命。
本發明是通過如下技術方案實現的-.
一種太陽能光伏發電設備用電力電纜製造方法，其特徵在於製造步驟
如下選料一拉絲一導體絞合一隔離層繞包一絕緣層擠出一絕緣層輻照交
聯處理一外護套擠出一外護套輻照交聯處理一成品；
絕緣層擠出採用擠壓式模具，1.25: 1 2.0: 1壓縮比的螺杆在隔離層上擠包低煙無滷熱固性聚合物形成絕緣層，加工溫度控制在100—155 °C，絕緣層擠出模套比傳統選取模套的實際尺寸要小2 3%mm;
絕緣層輻照交聯處理在絕緣層上輻照交聯處理，其熱延伸為負荷下 伸長率控制在60 70%;
外護套擠出採用半擠壓式模具，1.25: 1 2.0: 1壓縮比的螺杆在
經過輻照交聯處理的絕緣層上再擠包低煙無滷熱固性聚合物形成外護套，
加工溫度控制在100—155。C;
外護套輻照交聯處S:在經過G步驟形成的外護套上輻照交聯處理，
其熱延伸為負荷下伸長率控制在60 70%。
所述的導體絞合步驟可以採用現有技術的通用絞合工序，但更優的技
術方案是指經拉絲工序後形成的多股銅單絲按照絞合導體直徑的18 20 倍的絞合節距進行絞製成導體。
所述的隔離層繞包可以採用現有技術的通用繞包工序，但更優的技術 方案是指在銅單絲絞合步驟後製成的導體上均勻地繞包非吸溼性帶形成隔 離層，繞包重疊率為20%，並形成纜芯。
所述的選料可以選用現有技術中的通用材料，但更優的技術方案是指 選取電工圓銅杆作為電纜的原材料。
所述的拉絲可以採用現有技術的通用工序，但更優的技術方案是指電 工圓銅杆經過拉制設備的多個拉絲模具拉製成銅單絲。
所述成品步驟後還要經過性能檢驗步驟2CTC時導體直流電阻測試， 工頻耐壓試驗及絕緣電阻檢驗，外護套分別經耐氣候周期性檢驗、耐氣候 低溫彎曲檢驗和耐臭氧檢驗，絕緣層也同時進行耐臭氧檢驗。
在經過檢驗步驟後經檢驗合格的成品包裝入庫。
所述的外，戶套耐氣候周期性檢驗是指灑水18 min， 氙燈乾燥 102min，測試溫度45。C， 500小時以上，做彎曲試驗，査看結果有無裂縫。
所述的外護套耐氣候低溫彎曲檢驗是指溫度-40°C， 16小時，試驗 後査看有無裂縫。
所述的外護套和絕緣層耐臭氧檢驗是指臭氧濃度250 300ppra， 24 小時，視檢180度彎曲部分有無開裂。
所述的低煙無滷熱固性聚合物為低煙無滷阻燃輻照交聯聚烯烴。
在導體絞合過程中，.採用較小尺寸的併線模，使絞制的導體線芯外觀 圓整、緊密、光潔，並有利於絕緣的擠出效果。
採用低壓縮比的螺杆，其目的是為了滿足低煙無滷熱固性聚合物電纜 料剪切力大的特殊性，因低煙無滷熱固性聚合物電纜料中含有高填充氫氧 化鎂和氫氧化鋁，摩擦力大，在擠制過程中，因磨擦而產生大量的熱量， 所以對於螺杆的選用一般不能選用壓縮比過大，並且需要擠出設備具有良 好的冷卻裝置。
本發明的優點在於1、由於本發明採用選料一拉絲一導體絞合一隔離層繞包一絕緣層擠 出一絕緣層輻照交聯處理一外護套擠出一外護套輻照交聯處理一成品這樣 的工序製造電纜，且重點改進處在於絕緣層擠出、絕緣層輻照交聯處理、 外護套擠出、外護套輻照交聯處理這四個特定的工藝步驟，絕緣層和外護 套擠制後分別進行了輻照交聯，輻照交聯後的絕緣層和外護套材料的機械 強度增加，冷流的抗蠕變性能提高，彈性模量增大，最重要的是絕緣耐熱 性、耐溶劑性和耐開裂性的變化和提高。由上述方法加工出來的電纜其耐 高溫度可達到120°C，能抵禦惡劣氣候環境和經受機械衝擊，在戶外環境 下，這類電纜不僅具用最佳的耐風雨性、耐紫外線和臭氧侵蝕性，而且能 承受更大範圍的溫度變化，提高了太陽能光伏發電設備的安全性能和使用 壽命。
2、對於低煙無滷熱固性聚合物電纜料的擠出，絕緣層擠出模具選用擠 壓式模具，外護套擠出模具選用半擠壓式模具。由於低煙無滷熱固性聚合 物電纜料的填充材料高，這就導致它在融熔狀態下熔體的強度和拉伸比的 粘度與其它電纜料存在著較大的差異，所以對模具的選配也有所不同，採 用這兩種形式的擠出模具，充分保證材料的抗拉強度和伸長率以及表面光 潔度。其次是模套的選擇，使用擠壓式模具時，由於材料的粘度較大，使 得機頭的壓力很大，當電纜料擠出離開模具時會有所膨脹，再一點低煙無 滷熱固性聚合物電纜料的機械性能不如普通型電纜料好，其拉伸比小，只 有2.5 3. 2左右，如果模套選配過大，導致電纜的擠包效果不緻密、較松， 所以模套尺寸選用比傳統選取模套的實際尺寸小一些，電纜的擠包效果更 好。
3、由於本發明釆用1.25: 1 2.0: l壓縮比的螺杆，滿足了低煙無
滷熱固性聚合物電纜料剪切力大的特殊性的要求。
下面將結合說明書附圖和具體實施方式
對本發明作進一步的補充說 明，其中-
圖1為本發明的工藝流程圖
具體實施例方式
實施例'l
參照說明書附圖，本發明公開了一種太陽能光伏發電設備用電力電纜
製造方法，其製造步驟如下選料一拉絲一導體絞合一隔離層繞包一絕緣
層擠出一絕緣層輻照交聯處理一外護套擠出一外護套輻照交聯處理一成
口
叩5
絕緣層擠出釆用擠壓式模具，1.25: 1 2. 0: 1壓縮比的螺杆在隔 離層上擠包低煙無滷熱固性聚合物形成絕緣層，加工溫度控制在100—155 °C，絕緣層擠出模套比傳統選取模套的實際尺寸要小2 3%mm;絕緣層輻照交聯處理在絕緣層上輻照交聯處理，其熱延伸為負荷下 伸長率控制在60 70%;
外護套擠出釆用半擠壓式模具，1.25: 1 2.0: 1壓縮比的螺杆在 經過輻照交聯處理的絕緣層上再擠包低煙無滷熱固性聚合物形成外護套， 加工溫度控制在100—155。C;
外護套輻照交聯處理在經過G步驟形成的外護套上輻照交聯處理，
其熱延伸為負荷下伸長率控制在60 70%。
所述的導體絞合步驟可以採用現有技術的通用絞合工序。 所述的隔離層繞包可以採用現有技術的通用繞包工序。 所述的選料可以選用現有技術中的通用材料。 所述的拉絲可以採用現有技米的通用工序。
實施例2
一種太陽能光伏發電設備用電力電纜製造方法，其製造步驟如下選
料一拉絲一導體絞合一隔離層繞包一絕緣層擠出一絕緣層輻照交聯處理一
外護套擠出一外護套輻照交聯處理一成品；
所述的導體絞合步驟是指經拉絲工序後形成的多股銅單絲按照絞合
導體直徑的18 20倍的絞合節距進行絞製成導體。
絕緣層擠出採用擠壓式模具，1.25: 1 2.0: 1壓縮比的螺杆在隔
離層上擠包低煙無滷熱固性聚合物形成絕緣層，加工溫度控制在100—155 °C，絕緣層擠出模套比傳統選取模套的實際尺寸要小2 3%mm;
絕緣層輻照交聯處理在絕緣層上輻照交聯處理，其熱延伸為負荷下 伸長率控制在60 70%;
外護套擠出採用半擠壓式模具，1.25: 1 2.0: 1壓縮比的螺杆在 經過輻照交聯處理的絕緣層上再擠包低煙無滷熱固性聚合物形成外護套，
加工溫度控制在100—155。C;
外護套輻照交聯處理在經過G步驟形成的外護套上輻照交聯處理，
其熱延伸為負荷下伸長率控制在60 70%。 實施例3
在實施例1或/和2的基礎上，所述的隔離層繞包是指在導體絞合步 驟後製成的導體上均勻地繞包非吸溼性帶形成隔離層，繞包重疊率為20%， 並形成纜芯'。
實施例4
在實施例1、 2和/或3的基礎上，所述的選料是指選取電工圓銅杆作 為電纜的原材料。所述的拉絲可以採用現有技術的通用工序，但更優的技 術方案是指電工圓銅杆經過拉制設備的多個拉絲模具拉製成銅單絲。
實施例5
在實施例4的基礎上，所述成品步驟後還要經過性能檢驗步驟2(TC 時導體直流電阻測試，工頻耐壓試驗及電纜絕緣電阻檢驗，外護套分別經耐氣候周期性檢驗、耐氣候低溫彎曲檢驗和耐臭氧檢驗，絕緣層也同時進 行耐臭氧檢驗。
在經過檢驗步驟後經檢驗合格的成品包裝入庫。
所述的外護套耐氣候周期性檢驗是指灑水18 min， 氤燈乾燥 102min，測試溫度45。C， 500小時以上，做彎曲試驗，結果無裂縫。
所述的外護套耐氣候低溫彎曲檢驗是指溫度-4CTC， 16小時，試驗 後無裂縫。
所述的外護套和絕緣層耐臭氧檢驗是指臭氧濃度250 300ppm， 24 小時，視檢180度彎曲部分無開裂。
所述的低煙無滷熱固性聚合物為低煙無滷阻燃輻照交聯聚烯烴。在導 體絞合過程中，採用較小尺寸的併線模，使絞制的導體線芯外觀圓整、緊 密、光潔，並有利於絕緣的擠出效果。
採用低壓縮比的螺杆，其目的是為了滿足低煙無滷熱固性聚合物電纜 料剪切力大的特殊性，因低煙無滷熱固性聚合物電纜料中含有高填充氫氧 化鎂和氫氧化鋁，摩擦力大，在擠制過程中，因磨擦而產生大量的熱量， 所以對於螺杆的選用一般不能選用壓縮比過大，並且需要擠出設備具有良 好的冷卻裝置。
8
權利要求
1、一種太陽能光伏發電設備用電力電纜製造方法，其特徵在於製造步驟如下選料-拉絲-導體絞合-隔離層繞包-絕緣層擠出-絕緣層輻照交聯處理-外護套擠出-外護套輻照交聯處理-成品；絕緣層擠出採用擠壓式模具，1.25∶1～2.0∶1壓縮比的螺杆在隔離層上擠包低煙無滷熱固性聚合物形成絕緣層，加工溫度控制在100-155℃，絕緣層擠出模套比傳統選取模套的實際尺寸要小2～3％mm；絕緣層輻照交聯處理在絕緣層上輻照交聯處理，其熱延伸為負荷下伸長率控制在60～70％；外護套擠出採用半擠壓式模具，1.25∶1～2.0∶1壓縮比的螺杆在經過輻照交聯處理的絕緣層上再擠包低煙無滷熱固性聚合物形成外護套，加工溫度控制在100-155℃；外護套輻照交聯處理在經過G步驟形成的外護套上輻照交聯處理，其熱延伸為負荷下伸長率控制在60～70％。
2、 根據權利要求1所述的太陽能光伏發電設備用電力電纜製造方法，其特徵在於所述的導體絞合步驟是指經拉絲工序後形成的多股銅單絲按照絞合導體直徑的18 20倍的絞合節距進行絞製成導體。
3、 根據權利要求r所述的太陽能光伏發電設備用電力電纜製造方法，其特徵在於所述的隔離層繞包是指在導體絞合步驟後製成的導體上均勻地繞包非吸溼性帶形成隔離層，繞包重疊率為20%，並形成纜芯。
4、 根據權利要求1或2或3所述的太陽能光伏發電設備用電力電纜製造方法，其特徵在於所述的選料是指選取電工圓銅杆作為電纜導體的原材料。
5、 根據權利要求1或2或3所述的太陽能光伏發電設備用電力電纜 製造方法，其特徵在於所述的拉絲是指電工圓銅杆經過拉制設備的多個拉絲模具拉製成銅單絲。
6、 根據權利要求1所述的太陽能光伏發電設備用電力電纜製造方法， 其特徵在於所述成品步驟後還要經過性能檢驗步驟20'C時導體直流電阻測試，工頻耐壓試驗及電纜絕緣電阻檢驗，外護套分別經耐氣候周期性 檢驗、耐氣候低溫彎曲檢驗和耐臭氧檢驗，絕緣層也同時進行耐臭氧檢驗。
7、 根據權利要求6所述的太陽能光伏發電設備用電力電纜製造方法， 其特徵在於在經過檢驗步驟後經檢驗合格的成品包裝入庫。
8、 根據權利要求6所述的太陽能光伏發電設備用電力電纜製造方法， 其特徵在於所述的外護套耐氣候周期性檢驗是指灑水18 min，氙燈 乾燥102min，測試溫度45。C， 500小時以上，做彎曲試驗，查看結果有無 裂縫。
9、 根據權利要求6所述的太陽能光伏發電設備用電力電纜製造方法，其特徵在於所述的外護套耐氣候低溫彎曲檢驗是指溫度-4(TC， 16小 時，試驗後査看有無裂縫。
10、根據權利要求6所述的太陽能光伏發電設備用電力電纜製造方法， 其特徵在於所述的外護套和絕緣層耐臭氧檢驗是指臭氧濃度250 300卯m， 24小時，視檢180度彎曲部分有無開裂。
全文摘要
本發明公開了一種太陽能光伏發電設備用電力電纜製造方法，其特徵在於製造步驟如下選料—拉絲—導體絞合—隔離層繞包—絕緣層擠出—絕緣層輻照交聯處理—外護套擠出—外護套輻照交聯處理—成品；採用本方法製造出來的電纜耐氣候性、耐紫外線照射性和耐臭氧侵蝕性高，此外，其耐高溫度可達到120℃，能抵禦惡劣氣候環境和經受機械衝擊，能顯著提高太陽能光伏發電設備的安全性能和使用壽命。
文檔編號H01B13/24GK101295562SQ20081004540
公開日2008年10月29日 申請日期2008年6月26日 優先權日2008年6月26日
發明者孫愛敏, 沈智飛, 盛業武, 陳貴德, 傑 黃 申請人:四川明星電纜有限公司