光伏专用电缆材质详解

一、引言

随着太阳能光伏产业的发展，光伏系统的应用日益广泛。然而，光伏电站的安全性和运行效率不仅仅依赖于光伏组件和逆变器等主要设备，配套的连接材料，尤其是电缆，同样起着至关重要的作用。本文将详细介绍光伏专用电缆的材质及其重要性，帮助读者更好地了解并选择合适的电缆材料，以确保光伏系统的稳定与高效运作。

二、光伏电缆的分类

1. 直流电缆

• 串联电缆：用于组件与组件之间的连接。

• 并联电缆：用于组串之间及其组串至直流配电箱（汇流箱）之间的连接。

• 配电箱到逆变器电缆：从直流配电箱到逆变器之间的连接。

  2. 交流电缆

• 逆变器至升压变压器电缆：用于逆变器输出到升压变压器之间的连接。

• 升压变压器至配电装置电缆：用于升压变压器到配电装置之间的连接。

• 配电装置至电网/用户电缆：用于配电装置到电网或最终用户之间的连接。

  三、光伏电缆的材质选择

  1. 导体材料

• 铜芯电缆：具有良好的抗氧化能力和较长的使用寿命，稳定性能优异，压降小且电能损耗低。铜材的柔性好，便于安装和机械拉力的承受。因此，在光伏电站中被广泛使用。

• 优势：抗氧化能力强、寿命长、稳定性高、压降小、柔韧性好。

• 劣势：成本较高。

  

• 铝芯电缆：由于其材料特性，容易发生电化学反应和蠕变现象，导致故障较多。尽管成本低，但在关键部位使用时需谨慎。

• 优势：成本较低。

• 劣势：抗氧化能力弱、易蠕变、使用寿命较短。

  2. 绝缘护套材料

• 聚氯乙烯（PVC）：普通电缆常用的绝缘材料，但在高温、紫外线等恶劣环境下容易老化和损坏。

• 特点：成本低，应用广泛，但耐候性差。

• 交联聚乙烯（XLPE）：通过辐射或化学方法提高材料的热稳定性和机械强度，广泛应用于高性能电缆中。

• 特点：优异的耐热性和机械性能，适用于恶劣环境。

• 热塑性弹性体（TPE）：具备良好的柔韧性和耐候性，是光伏电缆常用材料之一。

• 特点：耐候性强、柔韧性好，适合户外使用。

• 低烟无卤阻燃材料：具有较好的阻燃性能，同时在燃烧时发烟量低，适用于对安全要求高的场合。

• 特点：阻燃性能好、安全性高、环保。

  四、特殊应用场景中的电缆选择

  1. 极端气候条件下的电缆选择

• 在高温、低温及紫外线强烈的环境下，建议使用额定温度为120℃及以上的电子束交叉链接电缆，如RADOX电缆，该种电缆的使用寿命是橡胶电缆的8倍，是PVC电缆的32倍。这些电缆具有最佳的耐风雨性、耐紫外线和臭氧侵蚀性，能承受更大范围的温度变化（例如：从-40℃~125℃）。

  2. 防紫外线和臭氧侵蚀的电缆

• 对于暴露在阳光直射下的电缆，应选择具有优良抗紫外线和抗臭氧腐蚀性的电缆材料，以延长使用寿命并减少维护成本。

  3. 防鼠蚁和抗强力打击的电缆设计

• 在户外布线时，特别是在可能有小动物侵害或者需要承受较大物理冲击的区域，可以选择带防鼠蚁功能的铠装电缆，以提高整体系统的安全性和可靠性。

  五、光伏电缆的使用和维护注意事项

  1. 电缆敷设方式

• 直埋铺沙垫砖：适用于地下直埋的情况，需采取适当的防护措施避免土壤直接对电缆的损害。

• 穿管敷设：通过管道进行敷设，能有效保护电缆不受外界环境影响。

• 槽架内敷设：在桥架或通道中使用，便于后期维护和管理。

• 电缆沟敷设：适用于集中管理大量电缆的场景。

  2. 安装规范与维护

• 确保电缆连接牢固，避免因松动导致的电阻增加和过热问题。定期检查电缆的外观和连接部位，及时更换老化或有损伤的电缆。保持电缆表面清洁，防止积尘和腐蚀影响其使用寿命。

  六、结论

  光伏专用电缆作为光伏系统中关键的配套材料，其选材不仅关系到系统的运营效率，还直接影响到整个系统的安全性和稳定性。合理选择并正确使用光伏电缆，可以大大降低故障率，延长系统的使用寿命，确保光伏项目的投资回报。