淺談高精度光伏鋁合金電纜的生產(chǎn)及應(yīng)用

周妍 邢如玉

摘要：光伏電站平價上網(wǎng)的時間節(jié)點就在眼前，在降本增效的現(xiàn)實需求下，采用鋁合金電纜可適當(dāng)降低工程造價。鋁合金線纜在機械特性方面較純鋁芯電纜有所改善，項目建設(shè)中已有大量在運行的案例。該報告對銅芯與鋁合金芯電纜在工程應(yīng)用中的差異進行分析對比，提出鋁合金電纜在工程應(yīng)用中的技術(shù)措施。

關(guān)鍵詞：性能;要求;影響;措施

1分布式光伏發(fā)電

分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)特指在用戶場地附件建設(shè)，運行方式以用戶側(cè)“自發(fā)自用，余電上網(wǎng)”，且在配電系統(tǒng)平衡調(diào)節(jié)為特征的光伏發(fā)電設(shè)施。分布式光伏發(fā)電遵循因地制宜、清潔高效、分散布局、就近利用的原則，充分利用當(dāng)?shù)靥柲苜Y源，替代和減少化石能源消費。目前，應(yīng)用最為廣泛的分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)是建在城市建筑物屋頂?shù)墓夥l(fā)電項目。分布式光伏發(fā)電具有以下特點：①相比較大型地面電站，輸出功率相對較小;②能夠在一定程度上緩減局部用電緊張情況;③一般是建設(shè)在建筑物屋頂。

2鋁、鋁合金及銅導(dǎo)體性能對比分析

2.1使用范圍

鋁、鋁合金及銅電纜均能使用在工頻額定電壓為0.6/1kV的電力系統(tǒng)，可室內(nèi)、室外安裝，可垂直安裝、托架或沿墻敷設(shè)，也可地下直埋安裝。

2.2鋁、鋁合金及銅芯導(dǎo)體性能對比鋁、鋁合金及銅芯導(dǎo)體性能對比見表2。

3 技術(shù)措施

3.1 目前已采用的技術(shù)措施

光伏電站中電纜主要包括 2 個部分 ：直流電纜和交流電纜。其中直流電纜壓降允許值為 2%，交流電纜壓降允許值為 3%。組件至匯流箱直流部分采用光伏專用電纜，應(yīng)采用銅芯。匯流箱至逆變器直流部分電纜截面多為 70 mm 2 、95 mm 2 、120 mm 2 截面低壓兩芯直流電纜，光伏項目主要在此部分采用鋁合金電纜替代銅芯電纜。逆變器至箱變低壓側(cè)或并網(wǎng)柜多采用 3+1 芯低壓交流電纜，此部分也有采用鋁合金電纜的情況。箱變至光伏進線柜部分是 10 kV、35 kV，不宜采用鋁合金電纜。目前光伏電站項目應(yīng)用主要為 0.6/1 kV 電壓等級電纜，項目應(yīng)用中常用以下措施 ：

（1）采用阻燃電纜，阻燃性能應(yīng)不低于 C 級。。

（2）電纜穿鍍鋅鋼管敷設(shè)，可以形成防火分隔。

（3）槽盒敷設(shè)時，填充率不宜大于 20%，托盤或橋架敷設(shè)時，填充率不宜大于 40%。

（4）鋁合金電纜和銅芯電纜在中間段用專用銅鋁轉(zhuǎn)接接頭壓接，通過銅芯電纜接入逆變器等低壓電氣設(shè)備接入端。銅鋁轉(zhuǎn)接接頭安裝在接線盒中進行保護。

（5）電纜和設(shè)備連接處采用釬焊銅鋁過渡端子，要求具備第三方認(rèn)證。

（6）進行鋁合金電纜和銅芯電纜的經(jīng)濟對比分析，評估節(jié)省成本的程度，具有明顯的經(jīng)濟優(yōu)勢才允許使用鋁合金電纜。

3.2 針對鋁合金電纜應(yīng)用的一些建議

（1）限定鋁合金電纜的使用范圍 ：GB50217—2018 《電力工程電纜設(shè)計規(guī)范》3.1.1 條規(guī)定的場所必須使用銅芯電纜。光伏場區(qū)1 kV及以下電壓等級直流兩芯電纜，1 kV 及以下低壓交流匯集線路需謹(jǐn)慎采用鋁合金電纜。目前的直流 1 500 V 系統(tǒng)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)尚未完善，成套的電氣設(shè)備及電纜采購管控標(biāo)準(zhǔn)不明晰，1 kV 以上的直流電纜不宜采用鋁合金電纜。

（2）銅截面積為 95 mm 2 及以下時，替換成鋁合金芯電纜時規(guī)格提高 1 級。銅截面積為 95 mm 2 以上時，替換成鋁合金芯電纜時規(guī)格提高 2 級。

（3）編制鋁合金電纜物資采購技術(shù)規(guī)范書范本，明確關(guān)鍵性能參數(shù)。

（4）應(yīng)優(yōu)先選擇具有良好運行業(yè)績和成熟制造經(jīng)驗的生產(chǎn)廠家。加強廠商資質(zhì)的復(fù)查，廠家須有國家能源局或住建部的認(rèn)證、PCCC 認(rèn)證。

（5）電纜產(chǎn)品有國家級檢測認(rèn)證機，象上海電纜研究所、國家電線電纜檢測中心和武高所等出具的相關(guān)檢測報告。相關(guān)的測試報告內(nèi)容如下： 《導(dǎo)體檢測報告》、《抗壓蠕變評估報告》和《過渡接線端子 1000 次熱循環(huán)檢測報告》，這 3 個統(tǒng)稱為三大檢測報告，是鋁合金電纜基本的檢測報告。與采購電纜對應(yīng)型號的鋁合金電纜《型式試驗報告》; 阻燃電纜應(yīng)有國家防火檢測中心的檢測報告。

（6）電纜的出廠試驗，設(shè)備進場試驗合格，檢測報告作為投運資料移交運維單位。

（7）電纜敷設(shè)前應(yīng)進行絕緣電阻測試，線間和線對地絕緣電阻值必須大于 10 MΩ， 且數(shù)據(jù)均衡。如不符合要求，檢查電纜是否受損或受潮 ;搖測完畢后，應(yīng)將線芯分別對地放電。電纜敷設(shè)完畢后再次進行絕緣電阻測試，杜絕帶隱患投入運行。

（8）鋁合金電纜接頭處絕緣擊穿及腐蝕是最常見的質(zhì)量通病，必須加強電力電纜接頭選型、訂貨、驗收、施工及投運的全過程管理。施工前應(yīng)編制施工作業(yè)指導(dǎo)書并組織技術(shù)交底 ;使用電纜專用的壓接工具按照標(biāo)準(zhǔn)工藝作業(yè)，施工后進行測試電氣性能需滿足使用要求，并做好項目臺賬記錄。根據(jù)臺賬記錄，可編制運行項目的測試記錄，巡視計劃。電纜接頭處的密封防潮性能應(yīng)能滿足長期運行需要。運維部門應(yīng)加強電纜線路負(fù)荷和溫度的檢（監(jiān)）測，防止過負(fù)荷運行，多條并聯(lián)的電纜應(yīng)分別進行測量。

（9）橋架敷設(shè)時，設(shè)置防火分段安裝防火隔板。電纜穿建筑孔洞、電器柜孔洞處安裝防火隔板，涂防火堵料。電纜溝敷設(shè)的可分段做防火墻，或簡易的防火沙包。

4 結(jié)語

鋁合金作為一種新興熱門資源逐漸打開了自己的市場，鋁合金電纜也成為各國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)優(yōu)化的突破口。未來的世界格局構(gòu)建除了科技實力與經(jīng)濟實力的博弈外，可持續(xù)發(fā)展的情況與能力也成為衡量一個國家整體實力與發(fā)展前景的重要指標(biāo)。作為發(fā)展中國家的領(lǐng)頭羊，我國需要穩(wěn)中求進，兼顧科技進步、經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)保護等多重因素，依據(jù)國情，從實際出發(fā)，調(diào)整生產(chǎn)與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，均衡發(fā)展，提高資源與產(chǎn)能利用率，將“過?！鞭D(zhuǎn)變?yōu)椤捌胶狻?，真正實現(xiàn)國家經(jīng)濟的良性運轉(zhuǎn)，對內(nèi)為人民謀福利，對外打破發(fā)達(dá)國家在資源開發(fā)、技術(shù)利用以及工業(yè)生產(chǎn)等方面壟斷的局面，提高中國在國際舞臺上的地位。

參考文獻

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[2]上海電纜研究所，永固集團股份有限公司.額定電壓35kV（Um=40.5kV）及以下電力電纜導(dǎo)體用壓接式和機械式連接金具試驗方法和要求：GB/T9327—2008[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2009.