近年來,太(tài)陽能(PV)發電的應用日趨廣(guǎng)泛,發(fā)展迅速,在光伏電站建設過程中除(chú)主(zhǔ)要設備,如光伏組件、逆變器(qì)、升壓變壓器以外,配套連接的光(guāng)伏電纜材料對光伏電站的整體盈(yíng)利的能力(lì)、運行的安全性、是否高效,同樣起著至(zhì)關重要的作用(yòng),下麵(miàn)就對光伏電站(zhàn)中常見(jiàn)的電纜及(jí)材料的用途和使用環境做詳細的介紹。
電(diàn)纜按照光伏電站的係(xì)統可分為直流電纜及交流電纜,根據用途及使用環境的不同分類如下:
1.直流電纜(lǎn)
(1)組(zǔ)件與組件之間的(de)串聯電纜。
(2)組串之間及其組串至直流配電箱(匯流箱(xiāng))之間的並(bìng)聯電(diàn)纜。
(3)直流配電箱至(zhì)逆變(biàn)器(qì)之間電纜。
以上電(diàn)纜均(jun1)為直流電纜,戶外敷設較多,需防潮、防(fáng)暴曬、耐寒、耐熱、抗紫外線,某些特殊的環(huán)境下(xià)還需(xū)防酸堿等化學(xué)物質。
2.交流電纜
(1)逆變器(qì)至升壓(yā)變壓器的連接電纜。
(2)升壓變壓器至配電裝置的(de)連接電纜。
(3)配(pèi)電裝置至電網或用戶的連(lián)接電纜(lǎn)。
此部分電纜為交流負荷電纜,戶內環境敷設較多,可(kě)按照一般電力電纜選型要求(qiú)選擇。
3.光伏專用電纜
光(guāng)伏(fú)電站中大量的直流電纜需戶(hù)外敷設(shè),環境條件惡劣,其(qí)電纜材(cái)料應根據抗紫外線、臭氧、劇烈溫度變化和化學(xué)侵蝕情況而(ér)定。普通材質電(diàn)纜在該種環(huán)境(jìng)下長(zhǎng)期使用(yòng),將導致(zhì)電纜護套易碎,甚至(zhì)會分解電纜絕緣層。這些情況會直接損壞電纜係統(tǒng),同時也會增(zēng)大電纜短路的風險,從中長期看,發生火(huǒ)災或人員傷害的可能性也更高,大大影響係統的使(shǐ)用壽命。
因(yīn)此,在光伏電(diàn)站中使用光伏專用(yòng)電纜和部件(jiàn)是非常有必要的。隨著光伏產業的不斷發展,光伏配套部件市場逐步形成,就電纜而言,已開發出了多種規格的光伏專業電纜產品。近(jìn)期研製開發的電子(zǐ)束交叉鏈接電纜,額定溫度為(wéi)120℃,可抵禦惡劣氣候環境和經(jīng)受機械(xiè)衝擊。又如RADOX電纜是根據國際標準IEC216研(yán)製的一種太陽能專用電纜,在戶外環境下,使用壽命是橡膠電纜的8倍,是PVC電纜的(de)32倍。光伏專(zhuān)用電纜和部件不僅具有最佳的耐風雨(yǔ)性、耐紫外線和臭氧侵蝕性(xìng),而且能承受更大範圍(wéi)的溫(wēn)度變化(例如:從-40~125℃)。在歐洲,技術(shù)人員通過測試,屋頂上可測得出的溫度值高達100~110℃。
4.電纜導體材料
光伏電站使用的直流電纜多數情況下為戶外長期(qī)工作,受施工條件的限(xiàn)製,電(diàn)纜連接多采用接插件。電纜導體材料可分為銅芯(xīn)和鋁芯。銅芯電纜具有的抗氧化能力比鋁要好,壽命長(zhǎng),穩(wěn)定性能(néng)要好,壓降小和電量損耗小的特(tè)點;在施工上(shàng)由於銅芯柔性(xìng)好,允許(xǔ)的彎度半徑小,所以(yǐ)拐彎方便,穿管容易;而且銅芯抗疲勞、反複折彎不(bú)易斷裂,所以接線方(fāng)便;同時銅芯的機械強度高,能(néng)承受較大的機械拉力,給施工敷設帶來很(hěn)大便利,也為機械化施工創造了條件。相(xiàng)反(fǎn)鋁芯電纜(lǎn),由於鋁材的化學特性,安裝接頭易出現氧化現象(電化學反應),特別是容易發生蠕變現(xiàn)象(xiàng),易(yì)導致故障的發生。
因此,銅電纜在光伏電站使用中,特別是(shì)直埋(mái)敷設電纜供電領域(yù),具有突出的優勢。可減(jiǎn)低(dī)事故率低、提高供電可靠(kào)性、施工運行維護(hù)方便等特點。這正是國內目前在地下電纜(lǎn)供(gòng)電(diàn)中(zhōng)主要采用(yòng)銅電纜的原因所在。
5.電(diàn)纜絕緣護(hù)套材料
光伏(fú)電站(zhàn)安裝(zhuāng)和運行(háng)維護(hù)期間,電纜可能(néng)在地麵以下土(tǔ)壤內、雜草叢生亂石中、屋頂結構的銳邊上布線、裸露在空(kōng)氣中,電纜有可能承受各種外力的衝擊。如果電纜護套強度不夠,電纜絕緣層將(jiāng)會受到損壞,從而影(yǐng)響整個電纜的使用壽命,或(huò)者導致短路、火災和人員傷害危險(xiǎn)等問(wèn)題的出現。電纜科研技術人員發現,經輻射交叉鏈接的材料,較(jiào)輻射處理前(qián)有較高的機械強度。交叉(chā)鏈接工藝改變了電纜絕緣護套材料聚合物的化學結構,可熔性熱塑材料轉換(huàn)為非可熔性(xìng)彈性體材料,交叉鏈接輻射則顯著改善了電纜絕緣材料的熱學特性、機械特性和化學特性。
直流回路在運行中常常受到多種不利(lì)因素的影響而造成接地,使得(dé)係統不能正常運行。如擠壓(yā)、電纜製造不良、絕(jué)緣材料(liào)不合格、絕緣性能低、直流係統絕緣老(lǎo)化、或存在某些(xiē)損傷缺陷均可引起接地或成(chéng)為一種接地隱患。另外戶外環境小動物侵入或撕咬(yǎo)也會造成(chéng)直流接地故障。因此在(zài)這種情況下一般(bān)使用鎧裝、帶(dài)防鼠(shǔ)劑功能護套的電纜。
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