光伏发电系统中的电缆选型(二)

　　一、导体截面积

　　导体的主要功能是传输电流，而电流的大小受限于导体的截面，它不能无限增大，为进一步增加传输容量，通常采用提高线路输电电压等级。下面来介绍一下线缆的导体。

　　1.线缆常用材料：铜、铝、镀锡铜丝。

　　2.导体结构分类：圆形、紧压圆形、成型导体、软结构导体、特软结构导体。

　　3.电缆载流量不小于系统实际负荷电流。

　　4.电缆载流量需根据具体的敷设条件进行修正。

　　5.大电流情况下建议采用单芯电缆。

　　6.线路上的电压降不能超过系统的允许值。

　　7.短路故障时，电缆的热稳定性需满足系统的要求。

　　常用导体标称截面范围(mm2)：

　　0.5、0.75、1、1.5、2.5、4、6、10、16、25、35、50、70、95、120、150、185、240、300、400、500、630、800、1000、1200、(1400)、1600、(1800)、2000、2500

　　小结：

　　导体的考核指标有二个：

　　一是导体的直流电阻，决定传输电流的大小;

　　二是导体单丝根数的多少，决定电缆的弯曲性能。

　　GB/T 3956-2008

　　二、电缆的电压等级

　　电压的表示方式--U0/U(Um )

　　U0--电缆设计用的导体对地或者金属屏蔽之间的额定工频电压。

　　U—电缆设计用的导体之间的额定工频电压。

　　Um —设备可承受的“最高系统电压”的最大值。

　　我国电力系统常用电压等级的分类：

　　1.低压系统—0.6/1kV及以下

　　2.中压系统—6-35kV

　　3.高压系统—66及110kV

　　4.超高压系统—220kV及以上

　　电缆产品电压等级的选择要等于或高于其所匹配电网的电压等级。

　　中压系统电压等级分类情况：

　　3.6/6(7.2)kV

　　6/6(7.2)、6/10(12)kV

　　8.7/10(12)、8.7/15(17.5)kV

　　12/20(24)kV、18/30(36)kV

　　21/35(40.5)kV 、 26/35(40.5)kV

　　电缆的额定电压应适合电缆所在系统的运行条件。为了便于选择电缆，将系统划分为下列三类。

　　A 类;任一相导体与地或接地导体接触时，能在 1 min内与系统分离。

　　B 类;可在单相接地故障时作短时运行, 通常不宜超过 8h,每年接地故障总持续时间不宜超过 125 h。

　　C类;包括不属于 A 类、B类的系统。

　　高电压等级电缆可以降级使用在低电压系统中，但低电压等级电缆绝对不允许使用在高电压电网中。

　　电缆产品电压等级的高低主要取决于其所选用的绝缘材料。

　　三、电缆的绝缘材料

　　1、常用绝缘材料

　　1. PVC(聚氯乙烯)--适用于低压电缆。

　　2. XLPE(交联聚乙烯)--适用于各个电压等级。35kV及以下等级绝缘料已完全实现国产 化，高压及超高压绝缘料主要依赖进口。

　　3. EPR(乙丙橡胶)--适用于直流系统及弯曲性能要求较高的场合。

　　4. 硅橡胶、氟塑料—适用于一般高温场合。

　　2、常用绝缘材料特性：

　　PVC-机械性能优越，一般电性能良好(高压和高频电性能较差)，对大气和酸、碱、有机化学药品较稳定，有一定耐电晕、耐操、阻燃性能，加工性能优良，电缆行业广泛用于绝缘和护层。

　　XLPE-机械和电性能优良，特别是耐热和耐寒性能突出，广泛用于中高压电缆绝缘材料。

　　天然、丁苯橡胶-柔软性、弯曲性和弹性较好，适用于6kV及以下电压等级橡皮电缆。

　　乙丙橡胶—电性能较好，耐大气老化、耐臭氧和耐热老化性好，适用于6-35kV橡皮电缆绝缘。

　　氯丁橡胶及类似合成橡胶-机械性能优良，阻燃性、耐大气老化、耐臭氧和耐热性较好，适用于橡皮电缆护套。

　　硅橡胶-非常柔软，耐热、耐寒、电性能优良，机械性能较差，通常用作绝缘材料。

　　小结：

　　聚氯乙烯材料由于工作温度低，含有卤素不环保等因素已处以淘汰趋势。而交联聚乙烯绝缘材料由于工作温度高，无卤环保且适用面广，目前已广泛采用。

　　电缆护套材料的种类与绝缘材料基本相同，绝缘材料侧重于其电气性能，护套材料性能侧重于其机械性能。

　　四、电缆的屏蔽结构

　　根据其使用特性分二类：

　　一.中压及以上电压等级电缆线芯表面的金属屏蔽层。

　　作用--其主要作用是使线芯表面等电位，防止轴向表面放电，均匀电场，其次是作为电缆故障时短路电流的通道。

　　结构—铜带屏蔽、铜丝屏蔽、金属套屏蔽等。

　　二.传输信号电缆及低压电力电缆。

　　作用--其主要是防止外界电磁波的干扰以及电缆本身对外界及线对之间的干扰等。

　　结构—铜带屏蔽、铜丝编制屏蔽、铝塑复合带、综合屏蔽等结构。

　　小结：

　　中高压电缆屏蔽结构的选择主要取决于其系统短路电流容量的大小。

　　低压及控制电缆屏蔽结构的选择主要取决于其使用场合防电磁干扰要求的需要。对计算机电缆通常有分屏及总屏等要求。

　　五、电缆的护层结构

　　护层是保护电缆整体、核心是保护绝缘的构件，总体上分为内护层和外护层，其主要功能是：

　　1、对外部气候条件，偶尔出现的机械力进行保护，以及一般密封保护(防止水汽、有害气体侵入)。

　　2、敷设在地下、水中、竖井内，经常会遭遇较大机械外力场合。

　　3、客户有特殊要求的护层结构。

　　有机械防护要求的—钢带铠装。

　　有承受拉力要求的—钢丝铠装。

　　有防水要求的—聚乙烯护套、铝塑复合套、金属铝套、铅套等。

　　有防鼠防蚁要求的—增加金属护层或其它特定护层材料的。

　　有阻燃要求的—阻燃聚氯乙烯。

　　有环保要求的—低烟无卤聚烯烃。

　　弯曲性能要求较高的—弹性体材料(橡胶类)。

　　低温性能要求较高的—聚乙烯、橡胶类。

　　高温性能要求较高的—硅橡胶、氟塑料等。

　　高压电缆金属护层的特性(完全的不透过性)：

　　铝套：

　　优点：耐振动、耐蠕变、抗压、抗张、经济性、资源丰富

　　缺点：不耐腐蚀、较硬

　　铅套：

　　耐腐蚀、加工工艺性较好

　　缺点：不耐振动、不耐蠕变、不抗压、不抗张、经济性差、资源贫乏。

　　小结：

　　护层结构是电缆重要组成部分之一，在选择电缆护层结构时必须考虑对载流量的影响。通常单芯电缆需采用非磁性的护层结构，尽量避免采用钢丝铠装护层。

　　如预期电缆将长期浸泡在水中使用，建议使用铝塑复合护层结构防水电缆。