8字型光伏板引接電纜的研制

馬俊香

（安徽華能電纜集團(tuán)有限公司，安徽無(wú)為238371）

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8字型光伏板引接電纜的研制

馬俊香

（安徽華能電纜集團(tuán)有限公司，安徽無(wú)為238371）

摘要：根據(jù)8字型光伏板引接電纜的性能和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，講述了生產(chǎn)中所需注意的模具設(shè)計(jì)、張力控制、絕緣護(hù)套輻照以及試驗(yàn)等。

關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；模具設(shè)計(jì)；張力控制

0 引 言

太陽(yáng)能因潔凈、資源無(wú)限、地域差異小等特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用，發(fā)電是其在世界各國(guó)最為普遍的應(yīng)用。光伏發(fā)電系統(tǒng)中連接光伏發(fā)電組串與匯流箱的電纜，由于要在酸堿鹽腐蝕、高低溫等惡劣環(huán)境下工作，因而必須是光伏專用電纜。本文將從設(shè)計(jì)方案、模具設(shè)計(jì)、張力控制等方面對(duì)8字型光伏板引接電纜研制過(guò)程作一淺述。

1 設(shè)計(jì)方案

1.1 性能要求

根據(jù)電纜實(shí)際使用場(chǎng)合，結(jié)合CEEIA B218—2012和2 Pfg 1990/05.12標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)8字型光伏板引接電纜的電性能、機(jī)械性能、化學(xué)穩(wěn)定性能等方面作出規(guī)定，在CEEIA B218—2012基礎(chǔ)上增加了護(hù)套撕裂性能和動(dòng)態(tài)穿透性能要求。

1.2 材料選型

導(dǎo)體選用鍍錫銅絲，避免在長(zhǎng)期惡劣環(huán)境下，銅自身氧化以及銅與絕緣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而導(dǎo)致產(chǎn)品電性能下降。

絕緣和護(hù)套料選用符合2 Pfg 1990/05.12規(guī)范的光伏電纜專用絕緣和護(hù)套料，同時(shí)對(duì)護(hù)套料增加人工氣候老化和耐臭氧性能要求。

1.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

目前國(guó)內(nèi)主要有兩種結(jié)構(gòu)，單芯電纜和雙芯圓電纜。光伏電站發(fā)電組串多，每個(gè)光伏板下均對(duì)應(yīng)正負(fù)極二根線，若用單芯電纜，必致匯流器連接光伏發(fā)電組串上電纜根數(shù)增加，組間區(qū)分難度大；若用雙芯圓電纜，則外徑大、占空間，且接線端絕緣部分無(wú)外護(hù)層保護(hù)。

按CEEIA B218—2012標(biāo)準(zhǔn)采用8字型結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)有3個(gè)優(yōu)點(diǎn)：易組間區(qū)分；負(fù)極線間薄筋連接，安裝時(shí)易分離；由連接筋分開可拆成兩個(gè)獨(dú)立的帶護(hù)套電纜，耐環(huán)境性能優(yōu)異。具體結(jié)構(gòu)見圖1。

圖1　8字型光伏板引接電纜結(jié)構(gòu)示意圖

1.4 工藝路線

8字型光伏板引接電纜工藝流程：拉絲退火→束絞→絕緣→輻照→護(hù)套→輻照。

拉絲退火、束絞、絕緣、輻照均為行業(yè)中成熟工藝，容易實(shí)現(xiàn)，8字型護(hù)套擠出則是針對(duì)該產(chǎn)品設(shè)計(jì)的新工藝方案，需進(jìn)行模具設(shè)計(jì)。

8字型護(hù)套擠出工藝，需著重解決下列關(guān)鍵技術(shù)：8字型模具的設(shè)計(jì)；兩根絕緣單線張力和進(jìn)線位置的控制；擠出過(guò)程中偏心的調(diào)節(jié)。

2 研制過(guò)程

2.1 模具設(shè)計(jì)

模芯采用適配原則，設(shè)計(jì)時(shí)孔徑比實(shí)測(cè)絕緣外徑大0.2～0.5mm，太大易造成模具對(duì)正困難引起護(hù)套偏心，太小則過(guò)線太緊易傷絕緣。模套孔徑選擇比實(shí)際護(hù)套厚度大1 mm，確保材料得到一定的拉伸，使塑料分子排列緊密，也不致因拉伸比太大而影響機(jī)械物理性能。8字型模具配合俯視剖面圖見圖2。

圖2　模芯模套裝配俯視圖

連接筋的作用是讓8字型護(hù)套既有效連接又容易分離。因而在設(shè)計(jì)過(guò)程中既不能使模套兩承徑孔相切，也不能相距太遠(yuǎn)。經(jīng)過(guò)反復(fù)試制比較，最終確定連接筋槽寬厚均為1.0 mm。

對(duì)于可調(diào)偏普通擠塑機(jī)機(jī)頭，由于8字型模套與模芯需同時(shí)進(jìn)行對(duì)中和對(duì)稱性調(diào)整，故還需在模套上設(shè)計(jì)對(duì)正工藝孔，工藝孔一般設(shè)置在8字型水平位置的正上方（或正下方）。

2.2 放線張力控制

由于8字型光伏板引接電纜結(jié)構(gòu)的特殊性，在生產(chǎn)時(shí)需兩根絕緣單線同時(shí)穿過(guò)模芯，且同時(shí)包覆護(hù)套和連接筋，故擠出時(shí)必須保持兩根絕緣單線放線同步，且張力均衡。普通擠塑設(shè)備只有一個(gè)張力輪，兩根絕緣單線在同一個(gè)張力輪上經(jīng)過(guò)后不可避免地存在張力偏差。實(shí)際生產(chǎn)中可在張力輪后增加幾道雙跳舞輪，這樣雙進(jìn)線基本同步且張力穩(wěn)定。同時(shí)在模座后增配校線裝置，確保絕緣單線進(jìn)入模芯的位置相對(duì)準(zhǔn)確。

2.3 輻照工序

8字型光伏板引接電纜輻照工藝與普通電纜輻照略有不同，普通圓形電纜在加速器的滾輪之間繞成8字型就可以順利轉(zhuǎn)動(dòng)并均勻照到各個(gè)方向，8字型光伏板引接電纜同種情況下繞8字時(shí)易因電纜局部急轉(zhuǎn)而造成扭傷。在實(shí)際生產(chǎn)中，可增加一轉(zhuǎn)向裝置，以減小電纜在輻照過(guò)程中的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力；同時(shí)在輻照時(shí)還要掌握好絕緣和護(hù)套的輻照劑量，確保絕緣和護(hù)套的各個(gè)部位都能得到合理的輻照，從而達(dá)到產(chǎn)品性能要求。

表1　8字型光伏板引接電纜的部分試驗(yàn)內(nèi)容及結(jié)果

3 試驗(yàn)項(xiàng)目

我公司根據(jù)國(guó)內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合光伏電站用戶要求制定了企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，在8字型光伏板引接電纜成品試驗(yàn)項(xiàng)目中，在CEEIA B218.2標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上增加了2 Pfg 1990/05.12中的動(dòng)態(tài)穿透試驗(yàn)以及連接筋撕裂強(qiáng)度試驗(yàn)等要求，主要試驗(yàn)內(nèi)容及結(jié)果見表1。

4 結(jié)束語(yǔ)

在實(shí)際生產(chǎn)中，通過(guò)合理的模具設(shè)計(jì)及對(duì)工藝工裝的改進(jìn)，可使得GF-WDZXEESR型光伏板引接電纜的生產(chǎn)在普通擠塑和輻照設(shè)備上實(shí)現(xiàn)。我公司生產(chǎn)的8字型光伏板引接電纜不僅組間識(shí)別容易，且安裝維護(hù)方便，目前已在西部光伏電站中得到廣泛應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1] CEEIA B218—2012 光伏發(fā)電系統(tǒng)用電纜[S］.

[2] TüV Rheinland 2 PfG 1990/05.12 Requirements for cables for use in photovoltaic-systems with rated voltage 1500 V DC[S］.

作者地址：安徽蕪湖市無(wú)為縣壩灣工業(yè)區(qū)[238371］.

中圖分類號(hào)：TM246.9

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1672-6901（2016）04-0030-03

收稿日期：2016-01-25

作者簡(jiǎn)介：馬俊香（1970-），女，工程師.

The Development of Figure 8 Structure Cable Used in Photovoltaic Panels System

MA Jun-xiang
（AnhuiHuaneng Cable Group Co.，Ltd.，Wuwei238371，China）

Abstract：According to the performance and structural features of figure 8 structure cable using in photovoltaic panels system，this paper presents the production of the notice ofmold design，tension control，insulating sheath irradiation and test，etc.

Key words：structure design；mold design；tension control