光（guāng）伏（fú）發電（diàn）係統中怎麽選擇（zé）電纜

太陽能技術將成為未來的綠（lǜ）色能源技術之一，太陽能或光伏（PV）應用日漸廣泛，光伏發電廠發展迅速。建造經（jīng）濟高效的盈利性（xìng）的光伏發電廠（chǎng），代表了所有太陽能製造商最重要的目標和（hé）核心競爭力。事實上，盈利能力不僅僅取決於（yú）太陽能組件自身的效率或高性能，同時也與配（pèi）套的係統部件密切相關，高質量的配（pèi）套部件可以保證太陽能光伏發電係統（tǒng）高效（xiào）、穩定、長期的運行。

　　太陽能（néng）光伏發電係統中，電纜的用量及費用（yòng）是配套（tào）電氣設備的基礎，其用量（liàng）之大（dà）超過一般發電係統，同時也是影（yǐng）響整個係統效率的較大因素之一。

　　光（guāng）伏發電工程中電纜工程建設費用一般比較大，電纜的合理選型和敷設方式選擇直接影響著建設費用，所以合理規劃、正確選擇電（diàn）纜的型號和（hé）敷設方式，是電纜設計工作（zuò）的首要環節。光伏發電係統中，正取的電纜選型（xíng）是降低發電成本的重要環（huán）節。

　　1電纜（lǎn）選擇的基本原則

　　光伏發電的（de）電纜選擇遵循電纜選擇的一般要求，即按照電壓（yā）等級、滿足持續工（gōng）作允（yǔn）許的電流、短路熱穩定性、允許電壓降、經（jīng）濟電流密度及敷（fū）設環境條（tiáo）件因（yīn）素等進（jìn）行選型。

同時光伏發電又具有自身（shēn）的特點，太陽能係統常常會在惡劣環境條件下使用，如高溫、嚴寒和（hé）紫外線（xiàn）輻（fú）射。

　　所以光伏係統中電纜的選擇需考（kǎo）慮如下因素：

　　（1）電纜的絕（jué）緣性（xìng）能（néng）；

　　（2）電（diàn）纜（lǎn）的耐熱阻燃性能；

　　（3）電（diàn）纜的防潮（cháo），防光(抗輻射）;

　　（4）電纜的敷設方式；

　　（5）電纜導體（tǐ）的材料（銅芯，鋁合金（jīn）芯）；

　　（6）電纜截麵的規格。

　　2電纜的選型

　　2.1 光伏發電電纜類型

　　光伏發（fā）電係統電纜，按照光伏發電的係統可分為直流電纜及交流電（diàn）纜，其中組件間串聯電纜，及組串間並聯的直流（liú）電纜占據了（le）一半以上的（de）電纜量（liàng），經（jīng）逆變器（qì）後的使用的為交流電纜。

根據應用環（huán）境不同，光伏發電係（xì）統的電纜（lǎn）可分為：

　　1.直流電纜

　　（1）組件（jiàn）與組件（jiàn）之間的串聯（lián）電纜，這部分應該使用有光伏認證的專用電纜。

　　(2）組串之間及其組串至直流配電箱（匯流箱（xiāng））之間的並聯電纜，可選擇使用（yòng）稀土鋁（lǚ）合（hé）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（tǐ）電纜。

　　上述電纜（lǎn）均為直流（liú）電纜，戶外敷設較多，需防潮、防（fáng）暴曬、耐寒、耐熱（rè）、抗紫外線，某些特殊（shū）的環境下還需防酸堿等化學物質。其中組件與組件之（zhī）間的連接電（diàn）纜通常與組件成套（tào）供應。

　　2.交（jiāo）流電纜

　　（1）逆變器至升壓變（biàn）壓器的連接電纜。

　　（2）升壓變壓器至（zhì）配電裝置（zhì）的連接電纜。

　　（3）配（pèi）電裝置至電網或用戶的連接電纜。

　　這裏重點闡述光伏並網發電中直流電纜的選型及敷設，其原則同樣適應（yīng）於一些其他類型（xíng）的（de）光伏（fú）發電項目（mù）。

　　2.2光伏專用電（diàn）纜

　　光伏發電係統中大（dà）量的直流電纜需戶外敷設，環境條件惡劣，其電纜（lǎn）材料（liào）應根據抗（kàng）紫外線（xiàn）、臭氧、劇烈溫度變化和化學侵蝕情況而定。普通材質電纜在該（gāi）種環（huán）境下長期使用（yòng），將導致電纜護（hù）套易碎（suì），甚至會分（fèn）解電纜絕（jué）緣（yuán）層。這些情況會直（zhí）接損壞（huài）電纜（lǎn）係統，同（tóng）時也會增大電纜短路的風險，從中長期看，發生火（huǒ）災或（huò）人（rén）員傷（shāng）害的可能性也更高，大大影響係統的使用壽命。

　　基於上述原因，在太陽能係統中（zhōng）使用光伏專用電纜和部件是非常有必要的。隨著（zhe）光伏（fú）產業的不斷（duàn）發展，光（guāng）伏配套部件市場（chǎng）逐（zhú）步形成，就電纜而言，已開發出了多（duō）種規格（gé）的光伏專（zhuān）業電纜產（chǎn）品。

　　如近期研製（zhì）開發的電子（zǐ）束交叉鏈接電纜，額定（dìng）溫度為120℃，可抵禦惡劣氣候環境和經受（shòu）機械衝擊，是太陽能電（diàn）纜選擇的一種。如（rú）RADOX電纜是根據國際標準IEC216研製（zhì）的一種太陽（yáng）能專用電纜，在戶外（wài）環境（jìng）下，使用壽命是橡膠電纜的8倍，是PVC電纜的32倍。太陽能（néng）光伏專用電纜和部件不僅具有（yǒu）最佳的耐風雨性、耐（nài）紫外線和臭氧侵蝕性，而且能承（chéng）受更（gèng）大範（fàn）圍的溫度變化（列如：從-40℃-125℃）。在歐洲，技術人員通過測試，屋頂上可測得出的溫（wēn）度值高（gāo）達（dá）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（tǔ）壤（rǎng）內、也可能（néng）在雜草（cǎo）叢生亂石中、也有可能屋頂（dǐng）結（jié）構的銳邊上布線（xiàn）、也有可能裸露在（zài）空氣（qì）中，電纜須承受壓力、彎折、張力、交叉拉伸載（zǎi）荷及強力衝擊。如果電（diàn）纜護套強度（dù）不夠，則電纜絕緣（yuán）層將會受到損壞，從而影響整個電纜的使用壽命，或者導致短路（lù）、火災和人員傷害危（wēi）險等問（wèn）題的出（chū）現。

　　2.3 光伏發電電纜導體材料的選擇

　　光伏發電使用（yòng）的（de）直流電纜多數情況（kuàng）下為戶外長期工作，受（shòu）施工條件的限製，電纜連接有（yǒu）兩種，一種是采用接插件；另一種是采用螺栓緊固。電纜導體材料可分為銅芯和稀土鋁合金芯。傳統上多使用銅芯電纜，而隨著（zhe）這幾年稀土鋁合金電纜的推廣使（shǐ）用，柠檬APP网站發（fā）現（xiàn）稀土鋁合金電纜具有的抗氧化能力比銅電纜要好，抗蠕變性能強，壽命長，穩（wěn）定性能更（gèng）好，壓降小和電量損耗小的特（tè）點；在施工上由於稀土鋁（lǚ）合金電纜柔性好，允許的彎度半徑（jìng）小，重量輕，所以拐彎方便，穿管容易；而且稀土鋁合金電纜抗疲勞（láo）、反複折彎不（bú）易斷裂，無記憶效應所以接線方便；同時稀土鋁合金電纜（lǎn）的機械強度高，能承受較大的機械（xiè）拉（lā）力，給施（shī）工敷設帶（dài）來（lái）很大便利，也為機械化施工創造了條件。

　　反之銅芯電纜，由於銅材的化學特性，安裝接頭時（shí）間（jiān）久了（le）會出現氧化現象（化學反應），易導致故障的發（fā）生。另外根據IEC287進行（háng）計（jì）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，通過特殊的緊壓技術。使電纜的（de）外（wài）徑隻比銅芯電纜（lǎn）大15%，在（zài）銅芯電纜設計的敷設管道內敷（fū）設完全（quán）沒有問題。

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

　　國內目前已有多個光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（guāng）風電項目、徐州6兆（zhào）瓦光伏發電項目、羊八井10MW光伏發電項目、江蘇三旗線纜廠房屋頂1兆瓦光伏電（diàn）站項目等（děng）。

　　2.4電纜絕（jué）緣護套材料 

　　直流回路在運行中常（cháng）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（cái）料不合格、絕緣性能低、直流係統絕緣老化、或存在某些損失缺陷均（jun1）可引起接地或（huò）成為一種接地隱患。

　　另外戶外環（huán）境（jìng）小動物侵入或撕咬也會造成直流接地故（gù）障。

　　因此在有條件（jiàn）的前提下可選用鎧裝、帶防鼠劑功能（néng）護套的電纜。

　　2.5電纜截麵（miàn）的選擇

　　電纜截麵的選擇應滿（mǎn）足允（yǔn）許溫升（shēng）、電壓損失、機械強度等要求直流係統電纜（lǎn）按電纜長（zhǎng）期允許載流量選（xuǎn）擇，並按（àn）電纜允許壓降校驗（yàn）。

　　2.6電（diàn）壓損失

　　通常情況下，線損=電流*電路（lù）總線長*電纜電（diàn）壓因子。根據要求，光伏（fú）陣列到光伏發電控製器的輸電線路壓降不允（yǔn）許超過5%，輸出支路壓降不（bú）超過2%。各部（bù）分連接（jiē）電纜大小規格設計（jì），還需遵循以下原則：

　　(1)交流負載的連接：選取電纜的額定電流（liú）為計算所得電纜（lǎn）中最大連續電流的1.25倍；

　　(2)逆變器的連接：選（xuǎn）取電纜的額定電（diàn）流為計算所得（dé）電纜中最大連續電流的1.25倍；

　　(3)方陣（zhèn）內部和方陣之間的連（lián）接：選取電纜（lǎn）的額定電流為計算所得電纜中最（zuì）大連續電流的1.56倍；

　　(4)考慮溫度對電纜性能的影（yǐng）響；

　　(5)考慮電壓降不要超過2%。

　　3電纜敷設

　　3.1電纜（lǎn）敷設分類 

　　電纜敷設（shè）方式應視工程條件、環（huán）境特點和（hé）電纜類型、數量等因（yīn）素，且按（àn）滿足運行（háng）可靠、便於維護的要求和技術經濟合理（lǐ）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、穿管敷設、槽架內敷設、電纜溝敷設、隧道敷設等，交流電纜（lǎn）的敷設（shè）與一般電力係統相仿。

　　光伏組件之間、組串至直流（liú）匯流箱之間、匯流箱至逆變器之間（jiān）的直流電纜，其截麵規格（gé）小、數量多，多為沿組件支架綁紮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與匯流箱之間連接電纜，盡可能利用組件（jiàn）支架作為電纜敷設的通道支撐與固定，從一（yī）定意義上可起到降低（dī）環（huán）境因素的影響；

　　（2）電纜（lǎn）敷設的鬆緊要適當，光伏場所一般晝夜溫差較大，應避免熱脹冷縮造（zào）成線（xiàn）纜斷裂；

　　（3）在建築物表麵的光伏材料電纜引線，要考慮建築整體美（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（lù），或切斷導線（xiàn）引起斷路（lù）。同（tóng）時要（yào）考慮雷（léi）電沿電纜（lǎn）傳輸的（de）問題（tí）。

　　3.2電纜的連接 

　　光伏發電（diàn）係統（tǒng）中（zhōng）的直流線（xiàn）纜多為（wéi）室外（wài）敷設，組件與組件之（zhī）間的連接（jiē）方式以（yǐ）接頭插接為主（zhǔ）。其他的電纜（lǎn）連接（jiē）與一般電力係統電力連接方式相仿。