8字型光伏板引接電纜的研制

馬俊香

（安徽華能電纜集團有限公司，安徽無為238371）

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8字型光伏板引接電纜的研制

馬俊香

（安徽華能電纜集團有限公司，安徽無為238371）

摘要：根據8字型光伏板引接電纜的性能和結構特點，講述了生產中所需注意的模具設計、張力控制、絕緣護套輻照以及試驗等。

關鍵詞：結構設計；模具設計；張力控制

0 引 言

太陽能因潔凈、資源無限、地域差異小等特點被廣泛應用，發電是其在世界各國最為普遍的應用。光伏發電系統中連接光伏發電組串與匯流箱的電纜，由于要在酸堿鹽腐蝕、高低溫等惡劣環境下工作，因而必須是光伏專用電纜。本文將從設計方案、模具設計、張力控制等方面對8字型光伏板引接電纜研制過程作一淺述。

1 設計方案

1.1 性能要求

根據電纜實際使用場合，結合CEEIA B218—2012和2 Pfg 1990/05.12標準，對8字型光伏板引接電纜的電性能、機械性能、化學穩定性能等方面作出規定，在CEEIA B218—2012基礎上增加了護套撕裂性能和動態穿透性能要求。

1.2 材料選型

導體選用鍍錫銅絲，避免在長期惡劣環境下，銅自身氧化以及銅與絕緣發生化學反應而導致產品電性能下降。

絕緣和護套料選用符合2 Pfg 1990/05.12規范的光伏電纜專用絕緣和護套料，同時對護套料增加人工氣候老化和耐臭氧性能要求。

1.3 結構設計

目前國內主要有兩種結構，單芯電纜和雙芯圓電纜。光伏電站發電組串多，每個光伏板下均對應正負極二根線，若用單芯電纜，必致匯流器連接光伏發電組串上電纜根數增加，組間區分難度大；若用雙芯圓電纜，則外徑大、占空間，且接線端絕緣部分無外護層保護。

按CEEIA B218—2012標準采用8字型結構。該結構有3個優點：易組間區分；負極線間薄筋連接，安裝時易分離；由連接筋分開可拆成兩個獨立的帶護套電纜，耐環境性能優異。具體結構見圖1。

圖1　8字型光伏板引接電纜結構示意圖

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→護套→輻照。

拉絲退火、束絞、絕緣、輻照均為行業中成熟工藝，容易實現，8字型護套擠出則是針對該產品設計的新工藝方案，需進行模具設計。

8字型護套擠出工藝，需著重解決下列關鍵技術：8字型模具的設計；兩根絕緣單線張力和進線位置的控制；擠出過程中偏心的調節。

2 研制過程

2.1 模具設計

模芯采用適配原則，設計時孔徑比實測絕緣外徑大0.2～0.5mm，太大易造成模具對正困難引起護套偏心，太小則過線太緊易傷絕緣。模套孔徑選擇比實際護套厚度大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字型護套既有效連接又容易分離。因而在設計過程中既不能使模套兩承徑孔相切，也不能相距太遠。經過反復試制比較，最終確定連接筋槽寬厚均為1.0 mm。

對于可調偏普通擠塑機機頭，由于8字型模套與模芯需同時進行對中和對稱性調整，故還需在模套上設計對正工藝孔，工藝孔一般設置在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構的特殊性，在生產時需兩根絕緣單線同時穿過模芯，且同時包覆護套和連接筋，故擠出時必須保持兩根絕緣單線放線同步，且張力均衡。普通擠塑設備只有一個張力輪，兩根絕緣單線在同一個張力輪上經過后不可避免地存在張力偏差。實際生產中可在張力輪后增加幾道雙跳舞輪，這樣雙進線基本同步且張力穩定。同時在模座后增配校線裝置，確保絕緣單線進入模芯的位置相對準確。

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字型就可以順利轉動并均勻照到各個方向，8字型光伏板引接電纜同種情況下繞8字時易因電纜局部急轉而造成扭傷。在實際生產中，可增加一轉向裝置，以減小電纜在輻照過程中的扭轉應力；同時在輻照時還要掌握好絕緣和護套的輻照劑量，確保絕緣和護套的各個部位都能得到合理的輻照，從而達到產品性能要求。

表1　8字型光伏板引接電纜的部分試驗內容及結果

3 試驗項目

我公司根據國內外相關標準，結合光伏電站用戶要求制定了企業標準，在8字型光伏板引接電纜成品試驗項目中，在CEEIA B218.2標準基礎上增加了2 Pfg 1990/05.12中的動態穿透試驗以及連接筋撕裂強度試驗等要求，主要試驗內容及結果見表1。

4 結束語

在實際生產中，通過合理的模具設計及對工藝工裝的改進，可使得GF-WDZXEESR型光伏板引接電纜的生產在普通擠塑和輻照設備上實現。我公司生產的8字型光伏板引接電纜不僅組間識別容易，且安裝維護方便，目前已在西部光伏電站中得到廣泛應用。

參考文獻：

[1] CEEIA B218—2012 光伏發電系統用電纜[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：安徽蕪湖市無為縣壩灣工業區[238371］.

中圖分類號：TM246.9

文獻標識碼：A

文章編號：1672-6901（2016）04-0030-03

收稿日期：2016-01-25

作者簡介：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