低烟无卤阻燃光伏电缆生产工艺探讨

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1、低烟无卤阻燃光伏电缆生产工艺探讨 周俊民，佘银萍  （安徽太平详电缆集团有限公司，安徽无为238331）  摘要：光伏电缆适用于直流端线一线最高电压DC1.8kV的光伏系统，具有最佳的耐风雨性、耐紫外线和臭氧侵蚀性，而且能承受更大范围的温度变化，生产光伏电缆必须严格控制好生产工艺，在质量上确保万无一失。关键词：低烟无卤、光伏电缆、生产工艺、辐照、恶劣环境  0引言   在金融危机的影响下，我国政府把发展新能源作为振兴经济的重要手段。2009年7月16日国家三部委财政部、科技部、国家能源局联合印发了《关于实施金太阳示范工程的通知》，随后

2、又公布了具体的《金太阳示范工程财政补助资金管理暂行办法》，决定综合采取财政补助、科技支持和市场拉动方式，加快国内光伏发电的产业化和规模化发展。无疑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）在中国应用日渐广泛，除政府支持的光伏发电厂发展迅速之外，私人投资者也正积极建厂，计划投产在全球销售的太阳能组件。建造经济高效的盈利性的光伏发电厂，代表了所有太阳能制造商最重要的目标和核心竞争力。事实上，盈利能力不仅仅取决于太阳能组件自身的效率或高性能，也离不开一系列表面看来与组件无直接关系的部件——光伏电缆。实际上，太阳能系统常常会

3、在恶劣环境条件下使用，如高温、紫外线辐射、臭氧、剧烈温度变化和化学侵蚀等。这就要求光伏电缆具有最佳的耐风雨性、耐紫外线和臭氧侵蚀性，而且能承受更大范围的的温度变化，在所属设备中可抵御恶劣气候环境和经受机械冲击。1使用性能 额定电压为：U0/U:600/1000VAC              1800V DC; 使用温度范围：－40℃一＋90℃，电缆表面能耐最高温度为120℃；            允许5S内短路时温度达200℃；   敷设时的环境温度在－40℃及以上；  敷设时的最小弯曲半径：不小于4D（为电缆外径）；   具有无

4、卤低烟低毒特性，为环保型产品；  使用寿命为30年。 2导体设计  由于太阳能系统常常会在恶劣环境条件下使用，如高温、紫外线辐射、臭氧、剧烈温度变化和化学侵蚀等，所以在设计导体时，这些因素是不容忽视的。2．1导体的结构  光伏系统所用电线电缆，均以单根线芯为主。导体应符合2Pfg1169／08.2007及EN60228的规定，采用多根镀锡铜单丝精绞而成，而不采用股线复绞结构。为避免恶劣的天气因素（风吹、雨雪冲击等）而影响到使用寿命，我们研究了多种单丝排列结构的稳定性，最终决议多根单丝束绞时结构采用正规排列结构。导体束绞结构参数见表1。

5、2．2导体节距设计   在单丝束绞时，每层的节径比参数选取很关键，直接影响到导体结构的稳定性，依据束丝设备参数，结合多次束绞导体得出的经验数据，我们采用了节径比“加2规律”，即：从最外层向内，每层节径比依次为9、11、13、15、17、19、21、23、25……。这样的导体外观光滑。结构稳定、有弹性。2．3模具的选配   束绞单丝模具的选配很关键，直接关系到导体的外观质量，从而影响到电缆的性能。模具孔径偏大，会造成单丝跳丝，节距不均匀，导体不圆整，导体外径波动比较大；而模具孔径偏小，会导致单丝拥堵，丝径变细，拉断，穿丝难，甚至出现导体

6、呈竹节状，锡层脱落，直流电阻不合格。经过多次计算、试制，我们选配模具时，选择模具孔径尺寸为理论计算导体外径的1．05——1．l倍。这样绞合出的导体，表面光亮、节距均匀，导体外径圆整、均匀，无跳丝、毛刺、断丝、拉细现象。2．4张力的控制  导体束绞时，必须给单丝和芯线施加张力，且每根施加张力要均匀，张力过大容易出现单丝拉细、拉断；张力过小，单丝容易跳丝，节距不均匀，结构不紧凑。张力不均匀会导致束绞导体上单丝呈蛇形。张力的调节，需要根据绞线设备及放线架的情况现场而定。2．5导体隔离层  根据生产、客户需求，导体外可以绕包隔离层，隔离层必须

7、是低烟无卤材料，适用环境条件与绝缘、护套材料相匹配，我公司规定10mm2及以上导体绕包隔离层。3绝缘和护套设计  太阳能系统常常会在恶劣环境条件下使用，户外使用的材料应根据紫外线、臭氧、剧烈温度变化和化学侵蚀情况而定。在该种环境应力下使用低档材料，将导致电缆护套易碎，甚至会分解电缆绝缘层。所有这些情况都会直接增加电缆系统损失，同时发生电缆短路的风险也会增大，从中长期看，发生火灾或人员伤害的可能性也更高。所以应选择高档、高性能好的低烟无卤阻燃绝缘和护套材料。3．1绝缘层  绝缘层采用挤制的低烟无卤阻燃聚烯烃材料，由于低烟无卤绝缘料生产工

8、艺性能差，挤出困难，生产过程中容易造成设备事故，所以生产低烟无卤绝缘料时应注意一下几点： 3.1.1使用压缩比较小的低烟无卤专用螺杆；检查绝缘料生产日期，若生产日期超过一个月应先烘干处理；3.1.2设备加热冷却系统工作正