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光伏电缆的全面解析:特性、优势与应用范围

作者:本站  发布时间:2025-04-17 08:53:40

1、光伏电缆线概览:
光伏电缆线,专为太阳能光伏电站系统设计,用于直流侧电路的电能传输。它具备多项卓越物理特性,如耐高低温、抗紫外线辐射、防水防盐雾、防弱酸碱、耐老化以及优良的阻燃性。这种电缆常在恶劣气候条件下使用,如高温和紫外线辐射,因此需要具备出色的耐候性。在欧洲,晴天时太阳能系统的现场温度甚至可能高达100°C,而光伏电缆正是在这样的环境中发挥着关键作用。它是一种复合材料电缆,由绝缘材料包裹的镀锌钢丝制成,可有效运送电能,为电力系统提供稳定支持。
2、产品材质详解:
1)导体部分采用镀锡铜丝,确保了电缆的导电性能。
2)外被材质则选用XLPE,即交联聚乙烯,作为绝缘材料,进一步增强了电缆的安全性。
3、产品结构概述:
1)电缆的导体部分,通常选用纯铜或镀锡铜芯,以确保其出色的导电性。
2)在绝缘方面,产品采用了内层绝缘和外层绝缘护套的双重设计,进一步保障了电缆的使用安全。
4、特点:
1)体积紧凑,重量轻盈,节能且环保;
2)出色的机械性能与化学稳定性,以及大载流量;
3)相较于其他同类电缆,其体积更小、重量更轻、成本更为经济;
4)卓越的耐腐蚀性、耐高温性、耐酸碱性和耐磨性,能有效抵御潮湿和水的侵蚀,屏蔽腐蚀性环境,且抗老化性能优异,使用寿命更长;
5)成本低廉,适用于污水、雨水、紫外线或其他强腐蚀性媒介等恶劣环境。
此外,光伏电缆的结构设计也颇为简单,其采用的辐照聚烯烃绝缘材料不仅耐热、耐寒、耐油、耐紫外线,还具备一定的抗拉扯强度,从而满足新时代光伏发电的严苛需求。
5、优势
1)耐腐蚀性:电缆的导体部分选用了镀锡软铜线,这种材料展现出卓越的耐腐蚀性;
2)耐寒性:绝缘材料采用了耐寒低烟无卤设计,使其能够抵御-40℃的低温,确保良好的耐寒性能;
3)耐高温性:护套部分则选用了耐高温低烟无卤材料,耐温等级高达120℃,从而赋予了电缆出色的耐高温性能;
4)其他性能:经过辐照处理的光伏电缆绝缘护套,不仅具备防紫外线辐射的能力,还耐油且寿命长。
6、特性
光伏电缆的独特性质,源自其专为电缆制造的绝缘材料和护套材料——交联PE。这种材料经过辐照加速器的特殊处理后,其分子结构会发生变化,进而提升电缆在各方面的性能。特别是在机械载荷方面,该电缆在设计上能够在星顶结构的锐边上布线,并能够承受压力、弯折、张力、交叉拉伸载荷以及强力冲击。若电缆护套强度不足,那么电缆的绝缘层可能会遭受严重损害,进而影响电缆的整体使用寿命,甚至可能引发短路、火灾以及人员伤害等风险。
7、特性
光伏电缆不仅在安全性、经济性、易安装性方面表现出色,还具备环保性。其良好的电磁兼容性、高电强度和耐压强度,以及稳定的绝缘性能,确保了不同装置间交流电平的平衡,从而满足了运行安全的要求。此外,其特殊结构使得在传输电能方面具有显著的性价比优势,不仅节省能源,还能及时准确诊断系统损坏,进而提高系统运行的安全性和稳定性,降低维护成本。同时,光伏电缆的易分离、易插拔特点以及灵活的应用方式,使得安装过程更为便捷高效。此外,其原材料完全符合环保标准,使用和安装过程中释放的任何毒素和废气均满足环保要求。
8、电性能
光伏电缆在电性能方面也有着出色的表现。其直流电阻在成品电缆20℃时,导电线芯的直流电阻控制在5.09Ω/km以内,确保了电缆的导电性能。同时,经过严格的浸水电压试验,成品电缆(20m)在(20±5)℃的水中浸入1小时后,能够承受5分钟的电压试验,无论是交流6.5kV还是直流15kV的电压,都不会发生击穿现象,充分展现了其优异的耐水性能。此外,长期耐直流电压测试中,样品电缆在(85±2)℃的含3%氯化钠的蒸馏水中浸泡(240±2)小时,两端露出水面30cm,加上直流0.9kV的电压(导电线芯接正极,水接负极),取出后再次进行浸水电压试验,交流1kV的电压下依然保持不击穿,进一步验证了其稳定的电性能。另外,成品电缆在20℃时的绝缘电阻不低于1014Ω·cm,而在90℃时也不小于1011Ω·cm,护套表面电阻则应不小于109Ω,这些数据均证明了光伏电缆在电性能方面的卓越表现。
9、应用
光伏电缆在多个领域都有着广泛的应用。首先,在风能领域,它常被用于风力发电场,为光伏系统和风力发电系统装置提供必要的电能和电力接口。其次,在太阳能领域,光伏电缆同样发挥着重要作用,它被广泛应用于太阳能发电系统,连接太阳能电池组件,高效收集太阳能能量,并确保安全的电能运送至电力系统,从而提升电力供应效率。此外,发电站也是光伏电缆的另一大应用场景,它能连接电力装置,有效收集发电电能,保障电力系统质量的稳定,降低发电成本,进一步提高电力供应效率。除此之外,光伏电缆还可用于连接太阳能跟踪器、太阳能逆变器、太阳能电池板和太阳能灯等设备,其极简化的电缆技术在垂直设计中展现出显著优势,能够节省时间、提高工作效率。
10、使用范围
光伏电缆在多个应用场景中都发挥着关键作用。首先,它常被用于太阳能电站或太阳能设施、设备的布线和连接,其出色的综合性能和耐候性使其能够适应全球各种电站环境。此外,该电缆还可作为太阳能装置的连接电缆,在干燥、潮湿的室内以及不同的气候条件下户外安装使用,表现出极高的适应性。
光伏电缆还特别依据2PfG 1169/08.2007标准制造,适用于最高允许1.8kV(线芯对线芯,非接地系统)的直流电压。在光伏系统中,它常被用作CD侧的单芯软电缆(电线),满足Ⅱ类安全等级的要求,并且电缆运行的环境温度可高达90℃。此外,该电缆支持多根并联使用,进一步提高了其使用的灵活性和效率。
11、关键特性
光伏电缆在多个方面展现出其卓越性能。首先,它能够在阳光直射的环境下持续工作,不受光线影响。其次,该电缆的适用环境温度范围广泛,从-40℃到+90℃都能保持稳定性能。此外,其使用寿命长达20年以上,确保长期使用的可靠性。最后,除了62930 IEC 133/134型号外,其他电缆均采用低烟无卤阻燃聚烯烃材料,既环保又安全。
12、种类划分
光伏电缆在光伏电站系统中扮演着至关重要的角色,其种类繁多,根据不同的用途和使用环境进行细分。直流电缆,作为其中的一种,主要应用于组件间的串联、组串间的并联以及直流配电箱至逆变器的连接。而交流电缆,则更多地负责逆变器至升压变压器、升压变压器至配电装置以及配电装置至电网或用户的连接工作。这些电缆的合理选用和布置,对于光伏电站的稳定运行和高效发电至关重要。
13、优缺点
光伏电缆在电力系统中发挥着至关重要的作用,其优点包括质量可靠、环保性能好,适用范围广泛且安全性高。此外,它还具有出色的易安装性和经济性,同时能确保传输电能时的损耗最低、信号衰减最小。然而,光伏电缆也存在一定的缺点,如对环境适应性有一定要求,成本相对较高,以及使用寿命相对较短,耐久性有待提升。尽管如此,光伏电缆在电力系统的传输、连接和控制方面仍是一种非常有用且不可或缺的工具。
14、使用须知
在使用光伏电缆时,需注意以下几点以确保其性能和安全:
光伏电缆不适宜进行架空敷设,除非采取额外的金属保护措施。
避免光伏电缆长时间浸于水中,并确保其不因施工不当而长期处于潮湿环境中。
不得将光伏电缆直接埋入土壤中。
在进行光伏电缆连接时,应使用专为光伏系统设计的连接器,并由具备专业资质的电工进行安装操作。遵循这些注意事项,将有助于确保光伏电缆的稳定性能和持久耐用。
15、技术要求
在太阳能光伏发电系统中,低压直流输送部分所使用的电缆,由于使用环境和技术需求的差异,对各部件的连接有着特定的要求。这些要求主要涉及电缆的绝缘性能、耐热阻燃能力、老化稳定性以及线径规格等方面。由于直流线缆通常铺设在户外,因此还需具备防潮、防晒、防寒以及防紫外线等特性。为此,分布式光伏系统中一般选用经过光伏认证的专用直流线缆,这类电缆采用双层绝缘外皮设计,展现出卓越的防紫外线、防水、防臭氧、防酸、防盐侵蚀能力,同时具备出色的全天候和耐磨损特性。此外,还需根据直流插接件和光伏组件的输出电流来选择合适的电缆规格,如PV1-F14mm2和PV1-F16mm2等。
16、选型
在太阳能光伏发电系统中,低压直流输送部分所使用的电缆,因使用环境和技术要求的不同,对各部件的连接有着特定的要求。这些要求涵盖了电缆的绝缘性能、耐热阻燃能力、老化稳定性以及线径规格等多个方面。
具体来说,太阳能电池组件之间的连接电缆,通常直接使用组件接线盒附带的电缆,必要时可选用专用延长电缆。这类电缆有2.5m㎡、4.0m㎡、6.0m㎡等不同规格,且采用双层绝缘设计,具备出色的防紫外线、防水、防臭氧、防酸碱能力,同时拥有全天候和耐磨损特性。
此外,蓄电池与逆变器之间的连接电缆,需选用通过UL测试的多股软线,并尽可能就近连接,以减少系统损耗,提升效率。电池方阵与控制器或直流接线箱之间的连接电缆,同样应通过UL测试,其截面积规格需根据方阵的最大输出电流来确定。
在确定各部位直流电缆的截面积时,需遵循一定原则:太阳能电池组件间的连接电缆、蓄电池间的连接电缆以及交流负载的连接电缆,其额定电流一般设定为各电缆中最大连续工作电流的1.25倍;而太阳能电池方阵间的连接电缆、蓄电池(组)与逆变器之间的连接电缆,其额定电流则设定为各电缆中最大连续工作电流的1.5倍。
17、光伏电缆的选型考量
光伏电站中,直流电缆常需在户外长期工作,且因施工条件限制,多采用接插件进行连接。在导体材料方面,铜芯与铝芯是主要选择。铜芯电缆因其优越的抗氧化性、长寿命、稳定性,以及小压降和低电量损耗而备受推崇。在施工时,铜芯电缆的柔性优越,允许的弯度半径小,使得拐弯和穿管变得轻而易举。此外,其抗疲劳性、反复折弯不易断裂的特性,以及高机械强度,都能承受较大的机械拉力,为施工带来了极大便利,也为机械化施工奠定了基础。
相较之下,铝芯电缆虽造价较低,但因其化学特性,安装接头处易出现氧化现象(电化学反应),尤其是蠕变现象的存在,可能导致故障的发生。因此,为确保光伏项目的安全与长期稳定运营,建议选用铜芯电缆。
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