8字型光伏板引接电缆的研制

马俊香

（安徽华能电缆集团有限公司，安徽无为238371）



8字型光伏板引接电缆的研制

马俊香

（安徽华能电缆集团有限公司，安徽无为238371）

摘要：根据8字型光伏板引接电缆的性能和结构特点，讲述了生产中所需注意的模具设计、张力控制、绝缘护套辐照以及试验等。

关键词：结构设计；模具设计；张力控制

0 引 言

太阳能因洁净、资源无限、地域差异小等特点被广泛应用，发电是其在世界各国最为普遍的应用。光伏发电系统中连接光伏发电组串与汇流箱的电缆，由于要在酸碱盐腐蚀、高低温等恶劣环境下工作，因而必须是光伏专用电缆。本文将从设计方案、模具设计、张力控制等方面对8字型光伏板引接电缆研制过程作一浅述。

1 设计方案

1.1 性能要求

根据电缆实际使用场合，结合CEEIA B218—2012和2 Pfg 1990/05.12标准，对8字型光伏板引接电缆的电性能、机械性能、化学稳定性能等方面作出规定，在CEEIA B218—2012基础上增加了护套撕裂性能和动态穿透性能要求。

1.2 材料选型

导体选用镀锡铜丝，避免在长期恶劣环境下，铜自身氧化以及铜与绝缘发生化学反应而导致产品电性能下降。

绝缘和护套料选用符合2 Pfg 1990/05.12规范的光伏电缆专用绝缘和护套料，同时对护套料增加人工气候老化和耐臭氧性能要求。

1.3 结构设计

目前国内主要有两种结构，单芯电缆和双芯圆电缆。光伏电站发电组串多，每个光伏板下均对应正负极二根线，若用单芯电缆，必致汇流器连接光伏发电组串上电缆根数增加，组间区分难度大；若用双芯圆电缆，则外径大、占空间，且接线端绝缘部分无外护层保护。

按CEEIA B218—2012标准采用8字型结构。该结构有3个优点：易组间区分；负极线间薄筋连接，安装时易分离；由连接筋分开可拆成两个独立的带护套电缆，耐环境性能优异。具体结构见图1。

图1　8字型光伏板引接电缆结构示意图

1.4 工艺路线

8字型光伏板引接电缆工艺流程：拉丝退火→束绞→绝缘→辐照→护套→辐照。

拉丝退火、束绞、绝缘、辐照均为行业中成熟工艺，容易实现，8字型护套挤出则是针对该产品设计的新工艺方案，需进行模具设计。

8字型护套挤出工艺，需着重解决下列关键技术：8字型模具的设计；两根绝缘单线张力和进线位置的控制；挤出过程中偏心的调节。

2 研制过程

2.1 模具设计

模芯采用适配原则，设计时孔径比实测绝缘外径大0.2～0.5mm，太大易造成模具对正困难引起护套偏心，太小则过线太紧易伤绝缘。模套孔径选择比实际护套厚度大1 mm，确保材料得到一定的拉伸，使塑料分子排列紧密，也不致因拉伸比太大而影响机械物理性能。8字型模具配合俯视剖面图见图2。

图2　模芯模套装配俯视图

连接筋的作用是让8字型护套既有效连接又容易分离。因而在设计过程中既不能使模套两承径孔相切，也不能相距太远。经过反复试制比较，最终确定连接筋槽宽厚均为1.0 mm。

对于可调偏普通挤塑机机头，由于8字型模套与模芯需同时进行对中和对称性调整，故还需在模套上设计对正工艺孔，工艺孔一般设置在8字型水平位置的正上方（或正下方）。

2.2 放线张力控制

由于8字型光伏板引接电缆结构的特殊性，在生产时需两根绝缘单线同时穿过模芯，且同时包覆护套和连接筋，故挤出时必须保持两根绝缘单线放线同步，且张力均衡。普通挤塑设备只有一个张力轮，两根绝缘单线在同一个张力轮上经过后不可避免地存在张力偏差。实际生产中可在张力轮后增加几道双跳舞轮，这样双进线基本同步且张力稳定。同时在模座后增配校线装置，确保绝缘单线进入模芯的位置相对准确。

2.3 辐照工序

8字型光伏板引接电缆辐照工艺与普通电缆辐照略有不同，普通圆形电缆在加速器的滚轮之间绕成8字型就可以顺利转动并均匀照到各个方向，8字型光伏板引接电缆同种情况下绕8字时易因电缆局部急转而造成扭伤。在实际生产中，可增加一转向装置，以减小电缆在辐照过程中的扭转应力；同时在辐照时还要掌握好绝缘和护套的辐照剂量，确保绝缘和护套的各个部位都能得到合理的辐照，从而达到产品性能要求。

表1　8字型光伏板引接电缆的部分试验内容及结果

3 试验项目

我公司根据国内外相关标准，结合光伏电站用户要求制定了企业标准，在8字型光伏板引接电缆成品试验项目中，在CEEIA B218.2标准基础上增加了2 Pfg 1990/05.12中的动态穿透试验以及连接筋撕裂强度试验等要求，主要试验内容及结果见表1。

4 结束语

在实际生产中，通过合理的模具设计及对工艺工装的改进，可使得GF-WDZXEESR型光伏板引接电缆的生产在普通挤塑和辐照设备上实现。我公司生产的8字型光伏板引接电缆不仅组间识别容易，且安装维护方便，目前已在西部光伏电站中得到广泛应用。

参考文献：

[1] CEEIA B218—2012 光伏发电系统用电缆[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：安徽芜湖市无为县坝湾工业区[238371］.

中图分类号：TM246.9

文献标识码：A

文章编号：1672-6901（2016）04-0030-03

收稿日期：2016-01-25

作者简介：马俊香（1970-），女，工程师.

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