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浅谈光伏系统直流干线电缆特性及要求


来源:安徽天康集团 【字体: 】 发布日期:2019-3-22 15:40:59 打印

  
直流支线是光伏组件零碎经汇流箱汇流后到逆变器的传输用线。假如说逆变器是整个方阵零碎的心脏,那麼直流支线零碎就是一条条自动脉。由于,直流支线零碎采用不接中央案,假如电缆发作接地毛病,将会给零碎甚至设备带来相比交流大得多的危害,因而,光伏零碎工程师对直流电缆的看法,要比其他行业电气工程师更爲慎重。综合各种电缆事故剖析,我们得出电缆的接地毛病占整个电缆毛病的90-95%。



  接地毛病的次要缘由有三种。第一,电缆制造缺陷,爲非合格产品;第二,运转环境恶劣、自然老化、以及蒙受外力毁坏;第三,装置不标准,接线粗糙。接地毛病的基本缘由却只要一个---电缆的绝缘资料。光伏电站的直流支线运转环境比拟恶劣。我国大型空中电站普通都在西部,这些中央普通都是荒漠、盐碱地以及昼间温差大,鼠害也比拟严重,环境也会十分湿润。电缆地埋敷设,电缆沟的填挖要求比拟高;散布式电站电缆的运转环境也不比上述空中的要好,电缆会接受很高的温度,有技术人员测控,屋顶温度甚至能到达100-110℃的低温,电缆的防火阻燃要求,以及低温对电缆的绝缘击穿电压影响很大。因而,光伏电站直流支线电缆的选型设计要思索以下几点:



  1、 电缆的绝缘功能

  2、 电缆的防潮、防寒以及耐候性

  3、 电缆的耐热阻燃功能

  4、 电缆的敷设方式

  5、 电缆的导体资料(铜芯、铝合金芯、铝芯)

  6、 电缆的截面规格



  目前,我国光伏电站的直流支线电缆,大多采用普通高压交流电缆来替代,常用型号爲ZR-YJV22 0.6/1kv、ZRYJY23 0.6/1kv,电缆大少数爲铜芯电缆,也有些电站逐渐开端采用铝合金导体的电缆,但电缆的绝缘资料根本还是按1kv高压电缆的规范消费。也就是说,我们的光伏零碎工程师对直流电缆凶猛关系有看法,但对电缆的技术方案并没有过多注重。



  直流电缆的绝缘特性



  1, 交流电缆的场强应力散布是平衡的,电缆绝缘资料着重的是电介质常数,电介质是不受温度影响的;而直流电缆的应力散布是电缆绝内层爲最大,受电缆绝缘资料的电阻系数影响,绝缘资料有负温度系数景象,即温度增高,电阻变小;电缆在运转时,线芯损耗会使温度降低,电缆的绝缘资料的电阻系数会随之变化,也将招致绝缘层的电场应力随之变化,也就是说,异样厚度的绝缘层,由于温度降低,其击穿电压随之变小。关于一些散布式电站的直流支线,由于环境温度的上下变化,电缆的绝缘资料老化的速度比地埋敷设的电缆大得多,这点尤其应失掉留意。



    2, 电缆绝缘层消费进程中,不可防止地会溶入一些杂质,它们具有绝对较小的绝缘电阻率,沿绝缘层径向散布是不平均的,这样也将招致不同部位的体积电阻率不同,在直流电压下,电缆绝缘层的电场也会不同,这样,绝缘体积电阻率最小处会老化更快,成爲最先被击穿的隐患点。而交流电缆则不会有这种景象。浅显地说,交流电缆的资料受应力冲击是全体的平衡的,而直流电缆绝缘应力总是在最弱处冲击最大。所以,电缆制造环节中的交直流电缆应该有不同管理和规范。



  3, 交联聚乙烯绝缘的电缆在交流电缆中曾经普遍运用,它具有十分优秀的介质功能和物感性能,性价比十分高,但作爲直流电缆,其有一个很难处理的空间电荷成绩,这点在高压直流电缆中备受注重。聚合物作直流电缆绝缘时,绝缘层中有少量的部分圈套,形成绝缘外部空间电荷集聚,空间电荷对绝缘资料的影响,次要表现在电场畸变效应和非电场畸变效应两个方面,这两种影响对绝缘资料的危害很大。所谓空间电荷,是指微观物质的一个构造单元中超越电中性的那局部电荷,在固体中,正或负空间电荷被约束于某种局域能级而以约束极化子态的方式提供极化效应。所谓空间电荷极化,就是当在电介质中含有自在离子时,由于离子挪动,在正电极一侧的界面上积聚负离子,在负电极一侧的界面上积聚正离子进程。在交流电场中,资料正负电荷的迁移无法跟上工频电场的疾速变化,因而不会发生空间电荷效应;而直流电场中,电场按电阻率大小散布,将构成空间电荷并影响电场散布,聚乙烯绝缘中有少量的部分态,空间电荷效应特别严重。交联聚乙烯绝缘层是化学交联而成,是全体型交联合构,属于非极性高聚物,从电缆整个构造上看,电缆自身就像一个较大的电容器,直流输电中止后,相当于已将一个电容器充电完成,虽然导体线芯有接地处置,但是,没能无效停止放电,少量的直流电能依然存在于电缆中,也就是所谓的空间电荷,这些空间电荷不会像交流电力电缆那样随介质损耗而耗费掉,而是在电缆缺陷处富集;交联聚乙烯绝缘电缆,随着运用工夫的延伸或频繁断停以及电流强弱变化而聚集越来越多的空间电荷,放慢绝缘层老化速度,从而影响运用寿命。



  所以,直流电缆的绝缘功能和交流电缆差异还是很大。

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