一种防潮抗震光伏电缆的制作方法

本实用新型涉及一种防潮抗震光伏电缆，特别是提供一种水上光伏项目用防水防潮防波浪冲击光伏直流电缆。

背景技术：

随着人们环保意识的增强，作为清洁能源的光伏发电项目这些年来得到飞速发展，国内大大小小的光伏电站项目遍地开花。随着建设项目的日益增多，以及有限陆地资源的不断开发，陆地资源越来越少，光伏项目不得不从陆地转向水面。水上光伏项目主要有鱼光互补发电、湖面光伏，以及海上光伏项目等等。然而水上光伏建设难度要远高于陆地光伏，问题主要来自水上光伏的防水防潮和波浪造成的机械冲击。针对光伏电站传输电力的电缆来说，同样承受着来自水汽潮湿和波浪冲击的损害。目前水上光伏项目用的电缆还是延用了陆上光伏产品，其产品结构主要为导体加绝缘结构，考核指标除了普通的电气、机械性能外，还只是增加了耐温和光照老化项目。目前公开的光伏电缆创新技术主要还是围绕耐温和机械加强等方面，针对防水、抗冲击方面技术创新还不够。具备这些特性功能的陆上光伏电缆已经无法满足水上光伏项目的环境使用要求。从现有技术光伏电缆在水上光伏项目实际工程应用了解到，目前光伏电缆遇到比较常见的问题是绝缘鼓包和冲击疲劳损伤两方面。针对绝缘鼓包统计分析样品发现，主要为负极线芯绝缘发生鼓包，原因主要为水分子渗透到负极线芯绝缘中，受负极高电压电离成气体后鼓包绝缘，损伤绝缘最终造成击穿事故；而电缆疲劳损伤主要为水上光伏长期处于波浪动荡状态下工作，特别是水上漂浮光伏项目尤为显著，这就要求电缆具备缓冲减震功能。基于上述分析，水上光伏项目，除了具备陆上光伏电气、机械、以及耐光照老化特性之外，还必须具备负极线芯防水防潮，以及抗疲劳冲击的特性。

技术实现要素：

针对上述问题和缺陷，本实用新型提供了一种负极多层结构防水防潮、电缆整体结构缓冲抗震光伏电缆，以弥补陆上光伏电缆在水上光伏项目中无法使用的缺陷。

本实用新型的技术方案是：一种防潮抗震光伏电缆，包括：

负极线芯，设置于电缆的中心位置，用于光伏发电项目的负极直流电力传输；

正极线芯，设置于电缆负极线芯的外围，用于光伏发电项目的正极直流电力传输；

防震缓冲层，设置于负极线芯与正极线芯之间，以空间间隙型式存在，用于光伏电缆在波浪冲击震动时缓冲减震作用；

防水层，设置于电缆正极线芯的外围，同时起到防水防潮、防光照老化、防机械损伤的作用；另外还可接地，确保该层电压处于零电位；

其中，所述负极线芯和正极线芯为同轴结构排列，负极线芯整体置于正极线芯内部；由于防震缓冲层间隙存在，在重力作用下负极线芯偏心置于正极线芯的内部的下方；

进一步地，所述负极线芯由内到外为负极导体和负极绝缘，导体为多根镀锡导体绞合而成，具有柔软易弯曲和防腐功能；

进一步地，所述正极线芯由内到外为正极导体和正极绝缘，正极导体为挤出无缝金属管结构，经连续轧纹成环形密闭金属波纹管状结构，正极导体的环形内径与负极线芯外径之间有1mm～3mm间隙组成的防震缓冲层；

进一步地，所述防水层为纵包金属层和非金属护层相互紧密结合的复合层结构，纵包金属层主要起到防水防潮功能，水汽分子很难通过金属的晶格渗入到电缆内部；除此之外还有接地功能，确保该层结构电压为零电位；而外围的非金属层采用耐高、低温，耐紫外光老化聚烯烃材料制成，材料配方中添加邻羟基二苯甲酮酚类紫外光吸收剂，增塑剂采用了耐高温120℃和耐低温-40℃材料，以满足光伏电缆耐高低温和耐日照紫外光老化功能；

采用了上述技术方案后，本实用新型具有以下积极的效果：

(1)本实用新型根据光伏发电项目采用直流电力传输，分别是正极电力传输和负极电力传输的特性，电缆采用2芯结构；同时根据水上光伏电缆负极线芯绝缘鼓包问题的原因分析，将电缆的2芯设置成同轴结构，把负极线芯设置在正极线芯内部，起到与外部水汽彻底隔绝的效果；同时还在正极线芯外围增设防水层结构，且采用纵包金属和非金属护层相互紧密结合的复合层防水层结构，进一步增强防水措施；以及纵包金属层的接地零电位处理措施，有效的防止外部水汽因正、负电极电离渗入非金属护层内部而起鼓问题。

(2)因为考虑到水上光伏，特别是水上漂浮光伏项目，由于波浪长期作用下，电缆处于长期疲劳震动环境；本实用新型在负极线芯与正极线芯之间设置了防震缓冲层，在电缆因波浪发生长期震动时，由于防震缓冲层间隙存在引起负极线芯相对正极线芯发生晃动方向有滞后性，从而抵消和减弱了光伏电缆随着波浪频率和振幅晃动，也就大大提高了光伏电缆的抗冲击震动能力。

(3)本实用新型导体采用镀锡丝多根绞合结构，具有良好的弯曲性能和防腐特性；电缆绝缘采用交联型材料、非金属护套采用耐高、低温，耐紫外光老化聚烯烃材料，配方中添加邻羟基二苯甲酮酚类紫外光吸收剂，增塑剂采用了耐高温120℃和耐低温-40℃材料，具有良好的耐高低温和耐日照紫外光老化功能。

(4)本实用新型的一种光伏电缆解决了现有技术中光伏电缆只具备耐高低温和耐日照紫外光老化功能，只能满足陆上光伏项目的使用，而无法满足水上光伏潮湿、波浪震动疲劳损伤的环境使用要求问题，所以是一种既能满足陆上光伏项目，又能满足水上光伏项目的一款新型光伏电缆。

附图说明

为了使本实用新型的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体的实例并结合附图对本实用新型作进一步详细的说明，其中：

图1为本实用新型的结构示意图。

附图中标号为：

负极线芯1、负极导体11、负极绝缘12、正极线芯2、正极导体21、正极绝缘22、防水层3、纵包金属层31、非金属护层32、防震缓冲层4。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“同轴”、“偏心”、“波纹”应做广义理解，例如，负极线芯与正极线芯为同轴偏心结构排列是一种动态的同轴和偏心位置关系，即电缆随着波浪晃动过程中，负极线芯与正极线芯位置有同轴时，也有偏心时；在静止的时候因重力作用，负极线芯位于正极线芯内部下方的偏心位置。

本实用新型提供了一种防潮抗震光伏电缆，用于解决水上光伏项目用直流电力的传输，使得电缆具备防水防潮、缓冲防震、耐高低温、耐日照紫外光老化于一体功能，总体思路如下：

一种防潮抗震光伏电缆包括负极线芯、正极线芯、防水层和防震缓冲层组成，将容易因负极电压电离水分子形成水汽渗入绝缘的负极线芯置于正极线芯内部；正极线芯为密闭波纹管状结构，隔离负极线芯与外界水汽的接触；再加上防水层采用纵包金属层与非金属护层形成的复合防水层，起到多层防水的效果。

所述防震缓冲层为负极线芯与正极线芯之间留有的间隙层，有1mm-3mm距离，在电缆因波浪发生长期震动时，由于防震缓冲层间隙存在引起负极线芯相对正极线芯发生晃动有滞后性，从而抵消和减弱了了光伏电缆随着波浪频率和振幅晃动，也就大大提高了光伏电缆的抗冲击震动能力。

下面，通过一个具体的实施例对本实用新型的技术方案进行详细介绍和说明：

如图1所示，本一种防潮抗震光伏电缆包括包括负极线芯1、正极线芯2、防水层3、防震缓冲层4四个部分组成；其中负极线芯1从内到外由负极导体11和负极绝缘12组成。

负极线芯1和正极线芯2为同轴结构排列，内为负极线芯1，外为正极线芯2；负极线芯1和正极线芯2之间有1mm～3mm间隙组成的防震缓冲层4，在电缆处于静止状态，由于重力作用，负极线芯1位于正极线芯2的内下方，形成偏心的结构；当光伏电缆在波浪作用下发生震动，负极线芯1在正极线芯2中的位置将发生变动；由于防震缓冲层间隙存在引起负极线芯1相对正极线芯2发生晃动有滞后性，从而抵消和减弱了光伏电缆随着波浪频率和振幅晃动，也就大大提高了光伏电缆的抗冲击震动能力。

正极线芯2从内到外由正极导体21和正极绝缘22组成；正极导体21为挤出成环形密闭金属管状结构，后经轧纹成波纹管状结构，主要为了提高其弯曲柔韧性；正极导体21的环形内径与负极线芯1外径之间有1mm～3mm间隙组成的防震缓冲层4。

防水层3由内到外为纵包金属层31和非金属护层32组成；防水层3包覆在正极线芯2外围；非金属护层32采用耐高、低温，耐紫外光老化聚烯烃材料，配方中添加邻羟基二苯甲酮酚类紫外光吸收剂，增塑剂采用了耐高温120℃和耐低温-40℃材料，具有良好的耐高低温和耐日照紫外光老化功能。

工作原理：

如图1所示，本实用新型提出的一种防潮抗震光伏电缆主要用于水上光伏项目，用于连接水上光伏组件与汇流箱之间的直流电缆传输；电缆根据工程安装要求，有可能长期浸泡在水中，且随着波浪承受疲劳震动冲击外力；电缆的负极线芯1连接光伏组件和汇流箱的负极，传输负极性直流电力；电缆的正极线芯2连接光伏组件和汇流箱的正极，传输正极性直流电力；电缆的防水层3的纵包金属层31与光伏组件外壳和汇流箱外壳连接，同时与大地连接，使得防水层3、光伏组件外壳、汇流箱外壳三者均处于零电位；这样的结构设计及电力传输接线模式，目的在于通过正极线芯2和防水层3给负极线芯形成两道防水结构，同时防水层3的纵包金属层31的接地零电位，再次防止水汽因直流电力电离而使得非金属护层发生鼓包问题；起到结构和电气的多重防护目的。

因为考虑到水上光伏，特别是水上漂浮光伏项目，由于波浪长期作用下，电缆处于长期疲劳震动环境；本实用新型在负极线芯1与正极线芯2之间设置了防震缓冲层4，在电缆因波浪发生长期震动时，由于防震缓冲层间隙存在引起负极线芯1相对正极线芯2发生晃动有滞后性，从而抵消和减弱了光伏电缆随着波浪频率和振幅晃动，也就大大提高了光伏电缆的抗冲击震动能力。

以上所述的具体实例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等均应包含在本实用新型保护范围之内。