光伏电站中常见的电缆及材料的用途和使用环境
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电缆按照光伏电站的系统可分为直流电缆及交流电缆，根据用途及使用环境的不同分类如下： 1．直流电缆 （1）组件与组件之间的串联电缆。 （2）组串之间及其组串至直流配电箱（汇流箱）之间的并联电缆。 （3）直流配电箱至逆变器之间电缆。 以上电缆均为直流电缆，户外敷设较多，需防潮、防暴晒、耐寒、耐热、抗紫外线，某些特殊的环境下还需防酸碱等化学物质。 2．交流电缆 （1）逆变器至升压变压器的连接电缆。 （2）升压变压器至配电装置的连接电缆。 （3）配电装置至电网或用户的连接电缆。 此部分电缆为交流负荷电缆，户内环境敷设较多，可按照一般电力电缆选型要求选择。 3.光伏专用电缆 光伏电站中大量的直流电缆需户外敷设，环境条件恶劣，其电缆材料应根据抗紫外线、臭氧、剧烈温度变化和化学侵蚀情况而定。普通材质电缆在该种环境下长期使用，将导致电缆护套易碎，甚至会分解电缆绝缘层。这些情况会直接损坏电缆系统，同时也会增大电缆短路的风险，从中长期看，发生火灾或人员伤害的可能性也更高，大大影响系统的使用寿命。 因此，在光伏电站中使用光伏专用电缆和部件是非常有必要的。随着光伏产业的不断发展，光伏配套部件市场逐步形成，就电缆而言，已开发出了多种规格的光伏专业电缆产品。近期研制开发的电子束交叉链接电缆，额定温度为120℃，可抵御恶劣气候环境和经受机械冲击。又如RADOX电缆是根据国际标准IEC216研制的一种太阳能专用电缆，在户外环境下，使用寿命是橡胶电缆的8倍，是PVC电缆的32倍。光伏专用电缆和部件不仅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（例如：从-40～125℃）。在欧洲，技术人员通过测试，屋顶上可测得出的温度值高达100～110℃。 4.电缆导体材料 光伏电站使用的直流电缆多数情况下为户外长期工作，受施工条件的限制，电缆连接多采用接插件。电缆导体材料可分为铜芯和铝芯。铜芯电缆具有的抗氧化能力比铝要好，寿命长，稳定性能要好，压降小和电量损耗小的特点；在施工上由于铜芯柔性好，允许的弯度半径小，所以拐弯方便，穿管容易；而且铜芯抗疲劳、反复折弯不易断裂，所以接线方便；同时铜芯的机械强度高，能承受较大的机械拉力，给施工敷设带来很大便利，也为机械化施工创造了条件。相反铝芯电缆，由于铝材的化学特性，安装接头易出现氧化现象（电化学反应），特别是容易发生蠕变现象，易导致故障的发生。 因此，铜电缆在光伏电站使用中，特别是直埋敷设电缆供电领域，具有突出的优势。可减低事故率低、提高供电可靠性、施工运行维护方便等特点。这正是国内目前在地下电缆供电中主要采用铜电缆的原因所在。 5.电缆绝缘护套材料 光伏电站安装和运行维护期间，电缆可能在地面以下土壤内、杂草丛生乱石中、屋顶结构的锐边上布线、裸露在空气中，电缆有可能承受各种外力的冲击。如果电缆护套强度不够，电缆绝缘层将会受到损坏，从而影响整个电缆的使用寿命，或者导致短路、火灾和人员伤害危险等问题的出现。电缆科研技术人员发现，经辐射交叉链接的材料，较辐射处理前有较高的机械强度。交叉链接工艺改变了电缆绝缘护套材料聚合物的化学结构，可熔性热塑材料转换为非可熔性弹性体材料，交叉链接辐射则显著改善了电缆绝缘材料的热学特性、机械特性和化学特性。 直流回路在运行中常常受到多种不利因素的影响而造成接地，使得系统不能正常运行。如挤压、电缆制造不良、绝缘材料不合格、绝缘性能低、直流系统绝缘老化、或存在某些损伤缺陷均可引起接地或成为一种接地隐患。另外户外环境小动物侵入或撕咬也会造成直流接地故障。因此在这种情况下一般使用铠装、带防鼠剂功能护套的电缆。 |
