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光伏电站中常见电缆及材料介绍

近年来，太阳能(PV)发电的应用日趋广泛，进展快速，在光伏电

站建设过程中除主要设备，如光伏组件、逆变器、升压变压器以外

配套连接的光伏电缆材料对光伏电站的整体盈利的力量、运行的平

安性、是否高效，同样起着至关重要的作用，下面就对光伏电站中

常见的电缆及材料的用途和使用环境做具体的介绍。

电缆根据光伏电站的系统可分为直流电缆及沟通电缆，依据用途

及使用环境的不同分类如下：

1.直流电缆

(1)组件与组件之间的串联电缆。

(2)组串之间及其组串至直流配电箱(汇流箱)之间的并联电缆。

(3)直流配电箱至逆变器之间电缆。

以上电缆均为直流电缆，户外敷设较多，需防潮、防暴晒、耐寒、

耐热、抗紫外线，某些特别的环境下还需防酸碱等化学物质。

2.沟通电缆

(1)逆变器至升压变压器的连接电缆。

(2)升压变压器至配电装置的连接电缆。

(3)配电装置至电网或用户的连接电缆。

此部分电缆为沟通负荷电缆，户内环境敷设较多，可根据一般电

力电缆选型要求选择。

3.光伏专用电缆

光伏电站中大量的直流电缆需户外敷设，环境条件恶劣，其电缆

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材料应依据抗紫外线、臭氧、猛烈温度变化和化学侵蚀状况而定。

一般材质电缆在该种环境下长期使用，将导致电缆护套易碎，甚至

会分解电缆绝缘层。这些状况会直接损坏电缆系统，同时也会增大

电缆短路的风险，从中长期看，发生火灾或人员损害的可能性也更

高，大大影响系统的使用寿命。

因此，在光伏电站中使用光伏专用电缆和部件是特别有必要的。

随着光伏产业的不断进展，光伏配套部件市场逐步形成，就电缆而

言，已开发出了多种规格的光伏专业电缆产品。近期研制开发的电

子束交叉链接电缆，额定温度为120℃，可抵挡恶劣气候环境和经

受机械冲击。又如RADOX电缆是依据国际标准IEC216研制的一种太

阳能专用电缆，在户外环境下，使用寿命是橡胶电缆的8倍，是

PVC电缆的32倍。光伏专用电缆和部件不仅具有最佳的耐风雨性、

耐紫外线和臭氧侵蚀性，而且能承受更大范围的温度变化(例如：从

-40～125℃)。在欧洲，技术人员通过测试，屋顶上可测得出的温度

值高达100～110℃。

4.电缆导体材料

光伏电站使用的直流电缆多数状况下为户外长期工作，受施工条

件的限制，电缆连接多采纳接插件。电缆导体材料可分为铜芯和铝

芯。铜芯电缆具有的抗氧化力量比铝要好，寿命长，稳定性能要好，

压降小和电量损耗小的特点;在施工上由于铜芯柔性好，允许的弯度

半径小，所以拐弯便利，穿管简单;而且铜芯抗疲惫、反复折弯不易

断裂，所以接线便利;同时铜芯的机械强度高，能承受较大的机械拉

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力，给施工敷设带来很大便利，也为机械化施工制造了条件。相反

铝芯电缆，由于铝材的化学特性，安装接头易消失氧化现象(电化学

反应)，特殊是简单发生蠕变现象，易导致故障的发生。

因此，铜电缆在光伏电站使用中，特殊是直埋敷设电缆供电领域，

具有突出的优势。可减低事故率低、提高供电牢靠性、施工运行维

护便利等特点。这正是国内目前在地下电缆供电中主要采纳铜电缆

的缘由所在。

5.电缆绝缘护套材料

光伏电站安装和运行维护期间，电缆可能在地面以下土壤内、杂

草丛生乱石中、屋顶结构的锐边上布线、暴露在空气中，电缆有可

能承受各种外力的冲击。假如电缆护套强度不够，电缆绝缘层将会

受到损坏，从而影响整个电缆的使用寿命，或者导致短路、火灾和

人员损害危急等问题的消失。电缆科研技术人员发觉，经辐射交叉

链接的材料，较辐射处理前有较高的机械强度。交叉链接工艺转变

了电缆绝缘护套材料聚合物的化学结构，可熔性热塑材料转换为非

可熔性弹性体材料，交叉链接辐射则显著改善了电缆绝缘材料的热

学特性、机械特性和化学特性。

直流回路在运行中经常受到多种不利因素的影响而造成接地，使

得系统不能正常运行。如挤压、电缆制造不良、绝缘材料不合格、

绝缘性能低、直流系统绝缘老化、或存在某些损伤缺陷均可引起接

地或成为一种接地隐患。另外户外环境小动物侵入或撕咬也会造成

直流接地故障。因此在这种状况下一般使用铠装、带防鼠剂功能护

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套的电缆。