光伏發電（diàn）係統中怎麽選擇電纜

太陽能（néng）技術將成為未來（lái）的綠色能（néng）源技術之一，太陽能（néng）或光伏（PV）應（yīng）用日漸廣泛，光伏發電廠發展（zhǎn）迅速。建造經濟高效的盈利性的光伏發（fā）電廠，代表了所有太陽能（néng）製造（zào）商（shāng）最重要的目標和核心競爭力。事實上，盈利能力（lì）不僅僅（jǐn）取決於太陽能組件自身的效率或高性能，同時也與配套的係統部件密切相關，高質量的配（pèi）套（tào）部件可以保證太陽能光伏發電係統高效、穩定、長期的運行。

　　太陽能光伏發電係統中，電纜（lǎn）的用量及費用是配套（tào）電氣設備的基礎，其用（yòng）量之大超過一般發電係統，同時也是影響整個（gè）係統效率的較大因素（sù）之一。

　　光伏發電工程中電纜工程建設費用一（yī）般比較大，電（diàn）纜（lǎn）的合理選型（xíng）和敷設方式選擇直接影響著建設費用，所以（yǐ）合理規劃、正確選擇電纜的型號和敷設方式，是電纜設計工作的首要環（huán）節。光伏發電係（xì）統中，正取的電纜選型是降低發電成本的重要環節。

　　1電纜選（xuǎn）擇的基本原則

　　光伏發電的電纜選擇遵（zūn）循電纜選擇的一般要求，即按照電壓等級、滿足持續工作允許的電流、短路熱穩定性、允許電壓降、經濟電（diàn）流密度及敷設環境條件因素等進行（háng）選型。

同時光伏發電又具有自身的特點，太陽能係統常常會在惡劣環境條件（jiàn）下使（shǐ）用，如高（gāo）溫、嚴寒和（hé）紫外線輻射（shè）。

　　所以（yǐ）光伏係統中電纜的（de）選擇需考慮如下因素：

　　（1）電纜的絕緣性能；

　　（2）電纜的耐熱阻燃性能；

　　（3）電纜（lǎn）的防潮，防光(抗輻射）;

　　（4）電（diàn）纜的敷設方式；

　　（5）電纜（lǎn）導體的材料（銅芯，鋁合金芯）；

　　（6）電纜截（jié）麵的規格。

　　2電纜的選型

　　2.1 光伏發電電纜類型

　　光伏發電係統電（diàn）纜，按照光伏發電的係統可分為直流電纜及交流電纜，其中組件間串聯電纜，及組串間（jiān）並聯的直流電纜占據了（le）一半以上的電纜量，經逆變器後的使用（yòng）的為交流電纜。

根（gēn）據應用（yòng）環境不同，光伏發電係統的電纜可（kě）分為：

　　1.直流（liú）電纜

　　（1）組件與組件之間的串（chuàn）聯（lián）電纜，這（zhè）部分應（yīng）該（gāi）使用（yòng）有光伏認證的專用電纜（lǎn）。

　　(2）組串之間及其組串至（zhì）直流配電箱（匯流箱）之間的並聯電纜，可（kě）選擇使用稀（xī）土鋁合金導體電纜。

　　（3）直流配電箱至逆變器之間電纜，這部分也可以選擇用稀土鋁合金導體電纜（lǎn）。

　　上述電（diàn）纜均為直流電纜，戶外敷設較多，需防潮、防暴曬、耐寒、耐熱、抗紫外線，某些特殊的環境下還（hái）需防酸堿等化（huà）學物質。其中組（zǔ）件與組件之間的（de）連接電纜通常與組件成套供應。

　　2.交流電（diàn）纜

　　（1）逆變器至升壓變壓器的（de）連接電纜。

　　（2）升壓變壓器至配電裝（zhuāng）置的連接電纜。

　　（3）配電裝置至電網或用戶的連接電纜。

　　這（zhè）裏重點闡述光伏並網發（fā）電中直流（liú）電纜的選型及敷設，其原則同樣適應於（yú）一些其他類型的光伏發電項目。

　　2.2光（guāng）伏專用電纜

　　光伏發電係統中大量的直流電（diàn）纜需戶外敷設，環境條（tiáo）件惡劣，其電纜材料應根據（jù）抗紫外線、臭氧、劇烈溫度變化和化學侵蝕情（qíng）況而定。普通材質電纜（lǎn）在該種環境下長期使（shǐ）用，將導（dǎo）致電纜護套易碎（suì），甚至會分解電纜絕緣層。這些情況會直接損壞電纜係（xì）統，同時也會增大電（diàn）纜短路的風險，從中長期看，發生火（huǒ）災或（huò）人員（yuán）傷害的可（kě）能性也更高，大大影響係統的使（shǐ）用壽命。

　　基於上述原因，在太陽能係統中使用光伏專用（yòng）電纜和部件是非常有必要的。隨著光（guāng）伏產業的不斷（duàn）發展，光伏配套部件市（shì）場逐步形成，就電纜而言，已開發出了多種規格的光伏專業電纜產品。

　　如近（jìn）期研製開發的電子束交叉鏈接（jiē）電纜，額定溫度為120℃，可抵禦惡劣氣候環境和經受機械衝擊，是太陽能電纜選擇的一種。如RADOX電纜是根（gēn）據國際標準（zhǔn）IEC216研製的一種太陽能專用電纜，在戶外環境下，使用（yòng）壽命是橡膠電纜的8倍，是PVC電纜的（de）32倍。太陽能光伏（fú）專用電纜和部件不僅具有最佳（jiā）的耐風雨（yǔ）性、耐紫外線和（hé）臭氧侵蝕性（xìng），而且能承受（shòu）更大範圍（wéi）的溫度變化（列如（rú）：從-40℃-125℃）。在歐洲，技術人員通過測試，屋頂上可（kě）測得（dé）出的（de）溫度值高達100-110℃。

　　光伏發電係統安（ān）裝和運行維護期間，電纜可能在（zài）地麵以下土壤（rǎng）內、也可能在雜（zá）草（cǎo）叢生亂石中、也有可能屋頂結構的銳邊上布（bù）線、也（yě）有可能裸露在（zài）空氣中，電纜須承受壓力（lì）、彎折、張力、交叉拉伸載荷及強力衝擊。如果（guǒ）電纜護套強度不夠，則電纜絕緣層將（jiāng）會受到損壞，從而影響整個（gè）電纜（lǎn）的使用（yòng）壽命，或者導致短路、火災和（hé）人員傷害危險等問題的出現。

　　2.3 光伏發電電纜導體材料的選（xuǎn）擇

　　光伏發電使用的直流電纜多數（shù）情況（kuàng）下為戶（hù）外長期工作，受施工條件的限製，電纜連接有兩（liǎng）種，一種是采用（yòng）接插（chā）件；另一種是采用螺栓緊固。電纜導體材料可分為銅芯和稀（xī）土鋁合金芯。傳統上多（duō）使用銅芯電纜，而隨著這幾年（nián）稀土鋁合金電纜的推廣（guǎng）使用，我們發現稀土鋁合金電（diàn）纜具（jù）有的抗氧化能（néng）力比銅電纜要好，抗蠕變性能強，壽命長（zhǎng），穩定性能更好，壓降小（xiǎo）和電量（liàng）損耗小的（de）特點；在施工（gōng）上由於稀土鋁合金電纜柔性好，允許的彎度（dù）半（bàn）徑小，重量輕，所（suǒ）以拐彎方（fāng）便，穿管容易；而且稀土鋁合（hé）金電纜抗疲勞、反複折彎不易斷裂，無記憶效應（yīng）所以接線方便；同時（shí）稀土鋁合金電（diàn）纜的機（jī）械強度（dù）高，能承受較大的機械拉（lā）力，給施工敷設帶來很大（dà）便利，也為機械化（huà）施（shī）工創造了條件。

　　反之銅芯電纜，由於銅材的化學特性，安裝接頭（tóu）時間久（jiǔ）了會出現氧化現象（化學反應），易導致故障（zhàng）的發生。另外根（gēn）據IEC287進行計算，在同樣的載流量，鋁的截麵雖然要大二檔，但在生產過程中，通過特（tè）殊的緊壓技術（shù）。使電纜的外徑隻比銅芯電纜大15%，在銅芯電纜設（shè）計的敷設（shè）管（guǎn）道內敷設完全沒（méi）有問題。

　　另稀土鋁合金電纜的連鎖鎧裝護套，又可以直接埋地（dì）敷設。這在電纜供電領域具有突出的優勢。具有可減低事故率、提高供電可靠性、施工運行維護方便等特點（diǎn）。

　　國內目前已有多個光（guāng）伏電站建設項目使用稀土鋁合金電纜。如：西藏10MW光伏電站發電項目、龍源明光風（fēng）電項目、徐州（zhōu）6兆瓦光伏發電項目、羊八井10MW光伏發電項目、江蘇三旗線（xiàn）纜廠房屋（wū）頂1兆瓦光伏（fú）電（diàn）站項目等。

　　2.4電纜絕緣護套材（cái）料（liào） 

　　直流（liú）回路在運行中常常受到多種不利因素的影響而造成接地，使得係統不能正常運行。如擠壓、電纜製造不良、絕緣材料不合格、絕緣性能低、直（zhí）流係統絕（jué）緣老化、或存在某些損失缺陷（xiàn）均可引起接地或成為一種（zhǒng）接地隱患。

　　另外戶外環境小動物（wù）侵入或撕咬也會造成直流接地故障。

　　因此在有條件的前提下可選用鎧裝、帶防鼠劑功能護套的電纜（lǎn）。

　　2.5電纜（lǎn）截麵的選擇

　　電纜（lǎn）截麵的選擇應滿足允許溫（wēn）升、電壓損失、機械強度等要（yào）求直流係統（tǒng）電纜按（àn）電纜長（zhǎng）期允許載流量選擇，並按電纜（lǎn）允許壓降校驗。

　　2.6電壓損失

　　通常情況下，線損=電流*電路總線長*電纜（lǎn）電壓因子。根據要求，光伏陣列到光伏發電（diàn）控製器的輸電線路壓（yā）降不允許（xǔ）超過5%，輸出支路壓降不超過2%。各部（bù）分連接電纜大小（xiǎo）規格（gé）設計（jì），還需（xū）遵循（xún）以下原則：

　　(1)交流（liú）負載的連接：選取（qǔ）電（diàn）纜的額定（dìng）電流為計算所得電纜（lǎn）中最大連續電流（liú）的1.25倍（bèi）；

　　(2)逆變器的連接：選取（qǔ）電纜的額定電流為計算所得電纜中最大連續電流的1.25倍；

　　(3)方陣內部和方（fāng）陣之（zhī）間的（de）連接：選取電纜的額定電流為計算所得電纜中最大連續電流的1.56倍；

　　(4)考慮溫度對電纜性能的影（yǐng）響；

　　(5)考（kǎo）慮電壓降不要超過2%。

　　3電纜敷設（shè）

　　3.1電纜敷設分類 

　　電（diàn）纜敷設方式應視工程條件、環境特點和電纜類型、數量等因素，且按滿足運行可靠、便於維護的要求和技術經濟合理的原則來選擇。光伏發電項目直流電纜的敷設主要有直埋敷設、穿（chuān）管敷設、槽架內敷設、電纜溝敷設、隧道敷（fū）設等（děng），交流電纜（lǎn）的敷設與一般電力（lì）係統相仿。

　　光伏組件之（zhī）間、組串至直流匯流箱之間、匯流箱（xiāng）至逆變器之間的直流電纜，其截（jié）麵規格小、數（shù）量多，多為沿（yán）組件支架綁紮（zhā）敷設或穿管直埋敷設進行光伏陣列的導線布設時，在敷設時一般要考慮：

　　（1）組件之間連接電纜及組串（chuàn）與匯流箱之間連（lián）接電纜，盡可能利用組件支架作為電纜敷設的通道支撐與固（gù）定，從一（yī）定意義上可起（qǐ）到降低環境因素的影響；

　　（2）電纜敷設的鬆（sōng）緊要（yào）適當，光伏場所一般晝夜（yè）溫差較大（dà），應避免熱脹（zhàng）冷（lěng）縮造成線纜斷裂；

　　（3）在建築物表麵的光伏材料（liào）電纜引線，要考慮（lǜ）建（jiàn）築整體美（měi）觀，敷設位置應避開在牆和支架的銳角邊緣布設電纜，以免切、磨損傷絕緣層引起短路，或切斷導線引起斷路。同時要考慮雷電沿電纜傳輸的（de）問題。

　　3.2電纜的連接 

　　光伏發電係統中的直流線（xiàn）纜多為室外敷設，組件與組件之（zhī）間的連接方式以接頭插接為主。其他的電纜連接與一般電（diàn）力係統電力（lì）連接方式相仿（fǎng）。