近年來,太陽能(PV)發電的應用越來越廣泛,發展迅速。除光伏組件、逆變器、升壓變壓器等主要設備外,配套連接的光伏電纜材料對光伏電站的整體盈利能力、運行安全性和效率也起著至關重要的作用。下面普科科技PRBTEK詳細介紹光伏電站常見電纜材料的用途和使用環境。
根據光伏電站系統,電纜可分為DC電纜和交流電纜。根據用途和使用環境的不同,分類如下:
1.直流電纜
(1)組件之間的串聯電纜。
(2)串之間及其串與直流配電箱(匯流箱)之間的并聯電纜。
(3)直流配電箱與逆變器之間的電纜。以上電纜均為直流電纜,室外敷設較多,需要防潮、防曬、耐寒、耐熱、抗紫外線,在一些特殊環境下需要防酸堿等化學物質。
2.交流電纜
(1)逆變器至升壓變壓器的連接電纜。
(2)從升壓變壓器到配電裝置的連接電纜。
(3)將配電裝置連接到電網或用戶。這部分電纜為交流負荷電纜,室內環境敷設較多,可根據一般電力電纜的選擇要求進行選擇。
3.光伏專用電纜
光伏電站大量直流電纜需要室外敷設,環境條件惡劣,電纜材料應根據抗紫外線、臭氧、劇烈溫度變化和化學侵蝕情況確定。在這種環境下長期使用普通材料電纜會導致電纜護套易碎,甚至分解電纜絕緣層。這些情況會直接損壞電纜系統,增加電纜短路的風險。從中長期來看,火災或人員傷害的可能性也更高,極大地影響了系統的使用壽命。
因此,在光伏電站中使用光伏專用電纜和部件是非常必要的。隨著光伏產業的不斷發展,光伏配套部件市場逐漸形成。就電纜而言,開發了各種規格的光伏專業電纜產品。最近開發的電子束交叉鏈接電纜額定溫度為120℃,可抵御惡劣的氣候環境,承受機械沖擊。另一個例子是RADOX電纜是根據國際標準IEC216開發的太陽能專用電纜。在室外環境中,其使用壽命是橡膠電纜的8倍,是PVC電纜的32倍。光伏專用電纜和部件不僅具有最佳的耐風雨性、耐紫外線和臭氧侵蝕性,而且能承受更大范圍的溫度變化(例如-40~125℃)。在歐洲,技術人員通過了測試,屋頂上的溫度值高達100℃~110℃。
4.電纜導體材料
光伏電站使用的DC電纜大多在室外長期工作。由于施工條件的限制,電纜連接主要采用插件。電纜導體材料可分為銅芯和鋁芯。銅芯電纜具有抗氧化性能優于鋁、壽命長、穩定性好、壓降小、功耗小的特點;施工中,由于銅芯靈活性好,允許彎曲半徑小,彎曲方便,管道容易;銅芯抗疲勞,反復彎曲不易斷裂,接線方便;同時,銅芯機械強度高,能承受較大的機械拉力,給施工敷設帶來極大的便利,也為機械化施工創造了條件。相反,鋁芯電纜由于鋁的化學特性,安裝接頭容易氧化(電化學反應),特別是容易發生蠕變,容易導致故障。
因此,銅電纜在光伏電站的使用中具有突出的優勢,特別是在直埋敷設電纜供電領域。可降低事故率低,提高供電可靠性,施工運行維護方便。這就是為什么銅電纜主要用于中國的地下電纜供電。
5.電纜絕緣護套材料
在光伏電站的安裝、運行和維護過程中,電纜可能會在地面以下的土壤、雜草、屋頂結構的尖銳邊緣接線,暴露在空氣中,電纜可能會受到各種外力的影響。如果電纜護套強度不夠,電纜絕緣層將損壞,影響整個電纜的使用壽命,或導致短路、火災和人員傷害風險。電纜研究技術人員發現,輻射交叉連接的材料比輻射處理前具有更高的機械強度。交叉鏈接過程改變了電纜絕緣護套材料聚合物的化學結構,可熔熱塑料材料轉化為非熔彈性材料,交叉鏈接輻射顯著提高了電纜絕緣材料的熱特性、機械特性和化學特性。
DC電路在運行中經常受到各種不利因素的影響,導致接地,使系統無法正常運行。如擠壓、電纜制造不良、絕緣材料不合格、絕緣性能低、DC系統絕緣老化或某些損壞缺陷可引起接地或成為接地風險。此外,小型戶外環境動物的入侵或咬傷也會導致DC接地故障。因此,在這種情況下,一般使用裝甲和帶防鼠功能護套的電纜。
審核編輯:湯梓紅
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