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关于光 伏系统使用铝合金电缆的探讨
2019-08-16

光伏平价上网时代,控制系 统成本非常关键,近十年来,组件和 逆变器的价格下降了90%,给光伏 系统的整体成本下降带来了很大的贡献,但是电 缆的成本却一直未降,在是大型项目,电缆在 系统中的占比达到10%,比逆变器还要高,其实只 要设计和安装得当,在保证 系统正常运转和安全的前提下,部分交 流电缆采用铝合金电缆,可以降低一部分成本。

光伏电 站的电缆分为直流电缆及交流电缆,其中组 件与组件之间的直流电缆和组件到逆变器之间的直流电缆,一般要 求要用光伏专用直流电缆,而从逆 变器出来到交流配电柜之间的电缆,或者配 电柜到变压器之间的电缆,则没有 要求用什么电缆。

什么是铝合金电缆铝合金电缆是以AA8030 系列铝 合金材料为导体的新型材料电力电缆。铝合金 的电阻率介于铝与铜之间,高于铜,而略低于铝,在相同载流量前提下,同等长 度的铝合金导体的重量仅为铜的一半。

上面是 铝电缆和铜电缆的载流量对比,可以看到,当铝合 金导体的截面积是铜1.5倍时,铝合金 电缆和铜电缆电一样,实现了相同的载流量、电阻、和线损。

使用寿命方面,金属表 面与氧发生作用后,生成不 同的金属氧化物。铝的氧 化物能构成致密的有一定硬度的表面保护膜。铜的氧化物俗称铜绿,介于以上两者之间,是一种有毒物质。

 

经济方面,也是最重要的方面以下是0.6/1kV电压等级,YJLHV铝合金电缆铝电缆和YJV铜电缆的价格对比,导线面 积的单位是平方毫米,价格是元/每米:

从上表可以看到,铝合金 电缆的成本及约为铜芯电缆的25%~50%。采用铝 合多电缆成本优势比较大,我们可以做一个对比,在一个400kW的村级扶贫电站,从交流 配电柜到升压变压器的距离为1500米,400kW电站输出最大电流为580A,如果采用铜电缆,每一相要用两根150平方,这样3相要用6根,总长度是9000米,价格是86.4万;如果用 铝合金要用两根240平方,总长度也是9000米,价格是45万,可节省41.4万元,而且240平方的铝线比150平方的 铜线损耗还低一些。

还有一种稀土铝合金电缆采用高 延伸率铝合金材料,在纯铝 中通过加入硼等稀土微量元素材料,并经辊 压技术及特殊的退火工艺处理,电缆具 有较好的柔韧性当其表 面与空气接触时,可形成 一种薄而坚固的氧化层,能耐受各种腐蚀。即使在 长时间过载或过热时,也能保 证连接的稳定性。成本比普通的 铝合金电缆稍高10%左右。

铝电缆的应用范围:长距离的架空线,空间比 较大的地下电缆沟,有可靠 固定桥架的地方,可考虑使用铝电缆。

铜的熔点为1080而铝和 铝合金的熔点为660,所以铜 导体是耐火电缆更好的选择。现在一 些铝合金电缆厂家宣称可以生产耐火铝合金电缆并且通过了相关国家标准测试,但铝合 金电缆与铝电缆此方面没有差别,如果处于火灾中心即温度 高于铝合金和铝电缆熔点时,不论电 缆采取何种隔热措施,电缆会 在很短的时间内融化,丧失导电功能,因此铝 合金不宜用做耐火电缆导体,也不宜 在人口密集的城市配电网、楼宇、厂矿中使用。

 相对于铝电缆芯柔性好,允许的弯度半径小,反复折弯不易断裂所以拐弯较多,穿管较多、或者线路复杂的场合,不宜使用铝电缆。

由于电 气开关接设备的端子都是采用铜的,铜铝直接相接,通电后 就会产生原电池的化学反应:活泼性 更高的铝就会加速氧化,导致接头处电阻变高,载流量低,所以在铜铝相 接时需要采取一些措施,比如使用铜铝过渡接线端子或者铜铝过渡接线排,消除电化学反应。

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