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太阳能专用光伏电缆的环境应力/电性能/应用范围
2018-06-26 08:37
   太阳能光伏技术将成为未来的绿色能源技术之一,太阳能或光伏(PV)在中国应用日渐广泛,除政府支持的光伏发电厂发展迅速之外,私人投资者也正积极建厂,计划投产在全球销售的太阳能组件。建造经济高效的盈利性的光伏发电厂,光伏电缆厂家代表了所有太阳能制造商最重要的目标和核心竞争力。事实上,盈利能力不仅仅取决于太阳能组件自身的效率或高性能,也离不开一系列表面看来与组件无直接关系的部件。
    但是,如果未能采用太阳能应用的专用电缆,将会影响到整个系统的使用寿命。
    实际上,太阳能系统常常会在恶劣环境条件下使用,如高温和紫外线辐射。在欧洲,晴天时将导致太阳能系统的现场温度高达100°C。目前,我们可采用的各种材料有PVC、橡胶、TPE和高质量交叉链接材料,但遗憾的是,额定温度为90°C的橡胶电缆,还有即便是额定温度为70°C的PVC电缆也常常在户外使用,显然,这将大大影响系统的使用寿命。
    环境应力
    就光伏应用而言,户外使用的材料应根据紫外线、臭氧、剧烈温度变化和化学侵蚀情况而定。在该种环境应力下使用低档材料,将导致电缆护套易碎,甚至会分解电缆绝缘层。所有这些情况都会直接增加电缆系统损失,同时发生电缆短路的风险也会增大,从中长期看,发生火灾或人员伤害的可能性也更高。
    太阳能电缆是一种电子束交叉链接电缆,额定温度为120°C,在所属设备中可抵御恶劣气候环境和经受机械冲击。根据国际标准IEC216,RADOX®太阳能电缆,在户外环境下,其使用寿命是橡胶电缆的8倍,是PVC电缆的32倍。这些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的温度变化(例如:从–40°C至125°C)。
    为应对高温导致的潜在危险,制造商倾向于使用双层绝缘橡胶护套电缆。但此类电缆的标准版本仅允许用于最高工作温度为60°C的环境下。而在欧洲,屋顶上即可测得出的温度值却高达100°C。
    太阳能电缆的额定温度为120°C(可使用20000小时)。这一额定值相当于在90°C的持续温度条件下可使用18年;而当温度低于90°C时,其使用寿命更长。通常,要求太阳能设备的使用寿命应达到20至30年以上。
    基于上述种种原因,在太阳能系统中使用专用太阳能电缆和部件是非常有必要的。
    抗机械载荷
    实际上,在安装和维护期间,电缆可在屋顶结构的锐边上布线,同时电缆须承受压力、弯折、张力、交叉拉伸载荷及强力冲击。如果电缆护套强度不够,则电缆绝缘层将会受到严重损坏,从而影响整个电缆的使用寿命,或者导致短路、火灾和人员伤害危险等问题的出现。
    经辐射交叉链接的材料,具备较高的机械强度。交叉链接工艺改变了聚合物的化学结构,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。
 
    电性能
1.直流电阻 成品电缆20℃时导电线芯直流电阻不大于5.09Ω/km。
2.浸水电压试验 成品电缆(20m)在(20±5)℃水中浸入时间1h后经5min电压试验(交流6.5kV或直流15kV)不击穿。
3.长期耐直流电压 样品长5m,放入(85±2)℃的含3%氯化钠(NaCl)的蒸馏水中(240±2)h,两端露出水面30cm。线芯与水间加直流0.9kV电压(导电线芯接正极,水接负极)。取出试样后进行浸水电压试验,试验电压为交流1kV,要求不击穿。
4.绝缘电阻 成品电缆20℃时绝缘电阻不小于1014Ω•cm, 成品电缆90℃时绝缘电阻不小于1011Ω•cm。
5.护套表面电阻 成品电缆护套表面电阻应不小于109Ω。
 
光伏电缆应用范围
广泛应用于室内外太阳能装置设备电气安装用线。
特性:低烟无卤、优良的耐寒、耐紫外线、耐臭氧和耐气候性。阻燃、耐切痕、耐穿透。 线缆保护级别Ⅱ级。
环境温度:-40℃~+90℃;
导体最高温度:120℃(允许5s内短路温度200℃);
额定电压:AC0.6/1kV DC1.8kV
设计寿命:25年

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