光伏电缆的选型.docx

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光伏电缆的选型

光伏电站系统电缆选型课题

研讨报告

编制人员：

XXXX

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日期：

XXXX

一概述

二范围

三参考标准

四光伏电缆

1应用

2结构

3、印字

4、载流量错误!

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5、电性能错误!

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五动力电缆选型错误!

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1、电缆的型号组成与顺序错误!

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3、电缆型号选型注意事项错误!

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4、电缆截面估算方法先估算负荷电流错误!

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5、电压降的估算错误!

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6、根据电流来选截面错误!

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六结束语错误!

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概述

现代经济快速发展，带来居民生活水平的提高，同时也带来了环境与生态，尤其对不可再生能源是很大的挑战。

因此，人们迫切需要一种清洁能源代替现有不可再生能源，为此，太阳能诞生，解决了环境与生态问题，又解决了不可再生能源枯竭制约了国民经济的发展，一举二得。

太阳能可利用总量丰富，在所有可再生能源中的比重超过90%，

因此是可再生能源利用中的主要课题，而太阳能实际已经在日常生活与生产中被普遍利用。

太阳能的人工利用形式多种多样，基本可以分为以下几类：

1）直接利用于照明2）

太阳能直接转化为化学能，如光合作用。

3）太阳能转换为热能如热水器4）太阳能转换为电能，目前转换为电能有两种，一种是光热，二是光伏。

不论是那种电能的转换，都离不开电气设备，尤其是电缆在电站中的大量应用，电缆选用是否得当直接关系到了电网运行的安全性，经济性等，所以光伏电站中电缆的选用显得尤为重要，电缆的选择主要考虑到以下因素：

1）电缆的绝缘性能；

2）电缆的耐热阻燃性能；

3）电缆的防潮，防光；

4）电缆的敷设方式；

5）电缆芯的类型（铜芯，铝芯）；

6）电缆的大小规格。

本论文针对于光伏电站直流电缆与交流动力电缆的选用注意事项与要点逐一说明，由于作者水平有限，错误之处还望读者予以改正

范围

本论文适用于光伏专用直流电缆与电压为6/6kV,10kV及中低压等级铜芯电力电缆的经济选择。

电缆类型为铜芯聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套电力电缆（VV型），铜芯聚氯

乙烯绝缘钢带铠装聚氯乙烯护套电力电缆（VV22型），以及交联铜芯聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套电力电缆（YJV型），交联铜芯聚氯乙烯绝缘钢带铠装聚氯乙烯护套电力电缆（YJV22型）。

电缆芯数包括：

根据产品目录有等截面的二芯、三芯、四芯及五芯，非等截面的四芯及五芯。

按照IEC287-3-2/1995国际标准，导体截面经济选择只计及发热损耗，不考虑电压有关的损耗,也不包括诸如维修等因素。

3参考标准

国际电工委员会标准IEC287-3-2/1995《电力电缆截面的经济最佳化》。

国家标准GB/

IEC60364-5-523:

1999《建筑物电气装置电气设备的选择和安装布线系统载流量》

GB50217-94《电力工程电缆设计规范》。

4光伏电缆

1应用

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H级。

环境温度：

-40C〜+90C;导体最高温度：

120C（允许5s内短路温度200C）；

额定电压：

1kV

设计寿命：

25年

2结构

导体：

镀锡铜线、4、6、10、16mm2PV1-F

18、16、14、12、10、8、6、4、2mm2PVwire

绝缘：

低烟无卤材料厚度〉0.5mn,并符合客户给定的限值。

护套：

低烟无卤材料厚度〉0.5mm

采用150C无卤阻燃光伏电缆辐照绝缘料（因为最高温度为120C，必须高于它），

是以无卤无毒改性聚烯烃树脂为主要原料，加入无卤无毒阻燃剂、热稳定剂、消烟剂、防霉剂等助剂，不含卤素（欧洲特别强调）、重金属、磷元素。

且符合ROHS浸水后绝缘电阻变化小。

下表为典型结构：

截

面mm2

导电线

心

绝缘

护套

根数/

直径mm

标称厚

度mm

外径mm

标称厚

度mm

外径mm

51/

56/

84/

84/

126/

3、印字

印字间距（前一个字符串最后一个字符至后一个字符串第一个字符之间距离）不大于

550mm

4、载流量

4.0mm2电缆载流量：

（环境温度：

60C，导体最高温度：

120C）

单根电缆对空气：

55A;

单根电缆在物体表面：

52A;

多根电缆整体在物体表面：

44A。

不同环境温度下载流量的温度转化因数见下表:

不同环境温度下载流量的变化系数

环境

70

80

90

100

110

温度（C）

60

变化

系数

5、电性能

.直流电阻

成品电缆20C时导电线芯直流电阻不大于Q/km。

浸水电压试验

成品电缆（20m）在（20±5）C水中浸入时间1h后经5min电压试验（交流或直流15kV）不击穿。

长期耐直流电压

样品长5m,放入（85±2）C的含3%氯化钠（NaCI）的蒸馏水中（240±2）h,两端露出

水面30cm线芯与水间加直流电压（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。

绝缘电阻

5．5护套表面电阻

成品电缆护套表面电阻应不小于109Qo

6、其他性能

高温压力试验（GB/T）

温度（140土3）C，时间240min,k=，压痕深度不超过绝缘与护套总厚度的50%并

进行、5min电压试验，要求不击穿。

湿热试验

样品在温度90C、相对湿度85%勺环境下放置1000h，冷却至室温后与试验前相比，抗拉强度变化率w-30%,断裂伸长率的变化率w-30%。

耐酸碱溶液试验（GB/T）

两组样品分别浸于浓度为45g/L的草酸溶液和浓度为40g/L的氢氧化钠溶液中,温度为

23C,时间168h，与浸溶液前相比，抗拉强度变化率w±30%断裂伸长率》100%

相容性试验

电缆整体经7X24h,（135±2）C老化后，绝缘老化前后抗拉强度变化率w±30%断

裂伸长率变化率＜±30%护套老化前后抗拉强度变化率w-30%，断裂伸长率变化率w

±30%。

低温冲击试验（GB/T中的）

冷却温度-40C,时间16h，落锤质量1000g，撞击块质量200g，下落高度100mm表面不应有目力可见裂纹。

低温弯曲试验（GB/T中的）

冷却温度（-40±2）C，时间16h,试棒直径为电缆外径的4〜5倍，绕3〜4圈，试验后护套表面不应有目力可见裂纹。

耐臭氧试验

试样长度20cm干燥器皿内放置16ho弯曲试验所用试棒直径为电缆外径的（2±）

倍，试验箱：

温度（40土2）C，相对湿度（55±5）%臭氧浓度（200±50）X10-6%,

空气流量：

〜倍试验箱容积/min。

样品放置试验箱72h,试验后护套表面不应有目力可

见裂纹

耐气候性/紫外线试验

每个周期：

洒水18min,氙灯干燥102min，温度（65土3）C，相对湿度65%波长300〜400nm条件下的最小功率：

（60±2）W/m2持续720h后进行室温下弯曲试验。

试棒直径为电缆外径的4〜5倍，试验后护套表面不应有目力可见裂纹。

动态穿透试验

室温条件下,切割速度1N/s,切割试验数：

4次,每次继续试验样品须向前挪动25mm,

并顺时针旋转90。

后进行。

记录弹簧钢针与铜线接触瞬间的穿透力F,所得均值》

150•Dn1/2N（4mm2截面Dn=2.5mm）

耐凹痕

取3段样品，每段样品上相隔25mm并旋转90°处共制作4个凹痕，凹痕深度0.05mm且与铜导线相互垂直。

3段样品分别置于-15C、室温、+85C试验箱内3h，然后在各自相应的试验箱内卷绕于芯轴上,芯轴直径为（3±）倍电缆最小外径。

每个样品至少一个刻痕位于外侧。

进行浸水电压试验不击穿。

护套热收缩试验（GB/T中的11）

样品切取长度L1=300mm在120C烘箱内放置1h后取出至室温冷却，重复5次这样

的冷热循环，最后冷却至室温，要求样品热收缩率w2%

垂直燃烧试验

成品电缆在（60±2）C放置4h后，进行GB/T规定的垂直燃烧试验。

卤素含量试验

PH及导电率

样品置放：

16h,温度（21〜25）C，湿度（45〜55）%试样二个，各（1000±5）mg碎至以下的微粒。

空气流量（•D2）l•h-1±10%燃烧舟与烧炉加热有效区边缘之间

距》300mm燃烧舟处的温度须》935C，离燃烧舟300m处（顺空气流动方向）温度须

>900Co

试验样品所产生气体通过含有450ml（PH值土；导电率w口S/mn）蒸馏水的气体洗瓶收

集，试验周期：

30min。

要求：

PH>；导电率w10口S/mm

Cl及Br含量

样品置放：

16h,温度（21〜25）C，湿度（45〜55）%试样二个，各（500〜1000）

mg碎至。

空气流量（•D2）I-h-1±10%样品被均匀加热40min至（800±10）C,并保持20min。

试验样品所产生气体通过含有220ml/个0.1M氢氧化钠溶液的气体洗瓶吸取；将两个气

体洗瓶的液体注入量瓶，同时应用蒸馏水清洗气体洗瓶及其附件并注入量瓶加至

1000ml，冷却至室温后，用吸管将200ml被测溶液滴入量瓶中，力口入浓硝酸4ml，20ml0.1M硝酸银，3ml硝基苯，然后搅拌至白色絮状物沉积；加入40%硫酸铵水溶液及几滴硝酸

溶液予以完全混合，用磁性搅拌器搅拌，加入硫氢酸铵滴定溶液。

要求：

两个样品测试值的均值：

HCLC%HBrW%

每个样品测试值w两个样品测试值的均值土10%

F含量

25〜30mg样品材料放入1L氧气容器中，滴2〜3滴烷醇，力口入5ml0.5M氢氧化钠溶液。

使样块燃尽，将残留物通过轻微的冲洗倒入50ml的量杯中。

将5ml缓冲液混合于样品溶液及冲洗液中，并达到标线。

绘制校准曲线，侧得样品溶液的氟浓度，通过计算获得样品中的氟百分比含量。

要求：

w%

绝缘、护套材料机械性能

老化前绝缘抗拉强度》mm2断裂伸长率》125%护套抗拉强度》mm2断裂伸长率》

125%。

（150±2）C、7X24h老化后，绝缘及护套老化前后抗拉强度变化率w-30%，绝缘及护

套老化前后断裂伸长率变化率w-30%。

热延伸试验

20N/cm2负重下，样品经（200±3）C、15min的热延伸试验后，绝缘及护套伸长率的中间值应不大于100%，试件从烘箱内取出冷却后标记线间距离的增加量的中间值对试件放入烘箱前该距离的百分比应不大于25%。

热寿命

根据EN60216-1、EN60216-2阿列纽斯曲线进行，温度指数为120C。

时间5000h

绝缘及护套断裂伸长率保留率：

》50%之后进行室温下弯曲试验。

试棒直径为电缆外

径的2倍，试验后护套表面不应有目力可见裂纹。

要求寿命：

25年。

5动力电缆选型

1、电缆的型号组成与顺序

1:

类别、用途2:

导体3:

绝缘4:

内护层5:

结构特征6:

外护层或派生7:

使用特征

1-5项和第7项用拼音字母表示，高分子材料用英文名的第位字母表示，每项可以是

1-2个字母；第6项是1-3个数字。

型号中的省略原则：

电线电缆产品中铜是主要使用的导体材料，故铜芯代号T省写,但裸电线及裸导体制品除外。

裸电线及裸导体制品类、电力电缆类、电磁线类产品不表明大类代号，电气装备用电线电缆类和通信电缆类也不列明，但列明小类或系列代号等。

第7项是各种特殊使用场合或附加特殊使用要求的标记，在“-”后以拼音字母标记。

有时为了突出该项，把此项写到最前面。

如ZR-（阻燃）、NH-（耐火）、WDZ-低烟无卤、企业标准）、-TH（湿热地区用）、FY-（防白蚁、企业标准）等。

数字标记铠装层外被层或外护套

0无--

1联锁铠装纤维外被

2双层钢带聚氯乙烯外套

3细圆钢丝聚乙烯外套

4粗圆钢丝

5皱纹（轧纹）钢带

6双铝（或铝合金）带

8铜丝编织

9钢丝编织

2、电缆的型号表示含义

1、用途代码－不标为电力电缆，K为控制缆，P为信号缆;

2、绝缘代码—Z油浸纸，X橡胶，V聚氯乙烯，YJ交联聚乙烯

3、导体材料代码－不标为铜，L为铝;

4、内护层代码—Q铅包，L铝包，H橡套，V聚氯乙烯护套

5、派生代码—D不滴流，P干绝缘;

6、外护层代码

7、特殊产品代码—TH湿热带，TA干热带；

8、额定电压—单位KV

3、电缆型号选型注意事项

1、SYV实心聚乙烯绝缘射频同轴电缆

2、SYWV（Y）物理发泡聚乙绝缘有线电视系统电缆，视频（射频）同轴电缆（SYV

SYWVSYFV适用于闭路监控及有线电视工程

SYWV（Y）、SYKV有线电视、宽带网专用电缆结构：

（同轴电缆）单根无氧圆

铜线+物理发泡聚乙烯（绝缘）+（锡丝+铝）+聚氯乙烯（聚乙烯）

3、信号控制电缆（RVV护套线、RVVP屏蔽线）适用于楼宇对讲、防盗报警、消防、自动抄表等工程

RVVP铜芯聚氯乙烯绝缘屏蔽聚氯乙烯护套软电缆电压300V/300V2-24芯

用途：

仪器、仪表、对讲、监控、控制安装

4、RG物理发泡聚乙烯绝缘接入网电缆用于同轴光纤混合网（HFC中传输数据模拟信号

5、KVVP聚氯乙烯护套编织屏蔽电缆用途：

电器、仪表、配电装置的信号传输、控制、测量

6、RVV（227IEC52/53）聚氯乙烯绝缘软电缆用途：

家用电器、小型电动工具、

仪表及动力照明

7、AVVR聚氯乙烯护套安装用软电缆

8、SBVVHYA数据通信电缆（室内、外）用于电话通信及无线电设备的连接以及电话配线网的分线盒接线用

9、RVRVP聚氯乙烯绝缘电缆

10、RVS、RVB适用于家用电器、小型电动工具、仪器、仪表及动力照明连接用电

缆

11、BV、BVR聚氯乙烯绝缘电缆用途：

适用于电器仪表设备及动力照明固定布线用

12、RIB音箱连接线（发烧线）

13、KVV聚氯乙烯绝缘控制电缆用途：

电器、仪表、配电装置信号传输、控制、测量

14、SFTP双绞线传输电话、数据及信息

15、UL2464电脑连接

16、VGA显示器线

17、SYV同轴电缆无线通讯、广播、监控系统工程和有关电子设备中传输射频信号（含综合用同轴电缆）

18、SDFAVPSDFAVVPSYFPY同轴电缆，电梯专用

19、JVPV、JVPVP、JVVP铜芯聚氯乙烯绝缘及护套铜丝编织电子计算机控制电缆

4、电缆截面估算方法

先估算负荷电流

用途

这是根据用电设备的功率（千瓦或千伏安）算出电流（安）的口诀。

电流的大小直接与功率有关，也与电压、相别、力率（又称功率因数）等有关。

一般有公式可供计算。

由于工厂常用的都是380/220伏三相四线系统，因此，可以根据功率的大小直接算出电流。

口诀低压380/220伏系统每千瓦的电流，安。

千瓦、电流，如何计算？

电力加倍，电热加半。

①

单相千瓦，安。

②

单相380，电流两安半。

③

说明

口诀是以380/220伏三相四线系统中的三相设备为准，计算每千瓦的安数。

对于某些单相或电压不同的单相设备，其每千瓦的安数，口诀另外作了说明。

1这两句口诀中，电力专指电动机。

在380伏三相时（力率左右）,电动机每千瓦的电流约为2安.即将”千瓦数加一倍”（乘2）就是电流，安。

这电流也称电动机的额定电流。

【例1】千瓦电动机按“电力加倍”算得电流为11安。

【例2】40千瓦水泵电动机按“电力加倍”算得电流为80安。

电热是指用电阻加热的电阻炉等。

三相380伏的电热设备，每千瓦的电流为安。

即将“千瓦数加一半”（乘）就是电流，安。

【例1】3千瓦电加热器按“电热加半”算得电流为安。

【例2】15千瓦电阻炉按“电热加半”算得电流为23安。

这句口诀不专指电热，对于照明也适用。

虽然照明的灯泡是单相而不是三相，但对照明供电的三相四线干线仍属三相。

只要三相大体平衡也可这样计算。

此外，以千伏安为单位的电器（如变压器或整流器）和以千乏为单位的移相电容器（提高力率用）也都适用。

即时说，这后半句虽然说的是电热，但包括所有以千伏安、千乏为单位的用电设备，以及以千瓦为单位的电热和照明设备。

【例1】12千瓦的三相（平衡时）照明干线按“电热加半”算得电流为18安。

【例2】30千伏安的整流器按“电热加半”算得电流为45安（指380伏三相交流侧）。

【例3】320千伏安的配电变压器按“电热加半”算得电流为480安（指380/220伏低

压侧）。

【例4】100千乏的移相电容器（380伏三相）按“电热加半”算得电流为150安。

2在380/220伏三相四线系统中，单相设备的两条线，一条接相线而另一条接零线的（如照明设备）为单相220伏用电设备。

这种设备的力率大多为1，因此，口诀便直接说明

“单相（每）千瓦安”。

计算时，只要“将千瓦数乘4.5”就是电流，安。

同上面一样，它适用于所有以千伏安为单位的单相220伏用电设备，以及以千瓦为单位的电热及照明设备，而且也适用于220伏的直流。

【例1】500伏安（千伏安）的行灯变压器（220伏电源侧）按“单相千瓦、安”算得电流为安。

【例2】1000瓦投光灯按“单相千瓦、安”算得电流为安。

对于电压更低的单相，口诀中没有提到。

可以取220伏为标准，看电压降低多少，电流就反过来增大多少。

比如36伏电压，以220伏为标准来说，它降低到1/6，电流就应增大到6倍，即每千瓦的电流为6*=27安。

比如36伏、60瓦的行灯每只电流为*27=安，5只便共有8安。

3在380/220伏三相四线系统中，单相设备的两条线都是接到相线上的，习惯上称为单

相380伏用电设备（实际是接在两相上）。

这种设备当以千瓦为单位时，力率大多为1，

口诀也直接说明：

“单相380，电流两安半”。

它也包括以千伏安为单位的380伏单相设备。

计算时，只要“将千瓦或千伏安数乘2.5”就是电流，安。

【例1】32千瓦钼丝电阻炉接单相380伏，按“电流两安半”算得电流为80安。

【例2】2千伏安的行灯变压器，初级接单相380伏，按“电流两安半”算得电流为5安。

【例3】21千伏安的交流电焊变压器，初级接单相380伏，按“电流两安半”算得电流为53安。

估算出负荷的电流后在根据电流选出相应导线的截面,选导线截面时有几个方面要考虑到一是导线的机械强度二是导线的电流密度（安全截流量）,三是允许电压降

5、电压降的估算

5.1用途根据线路上的负荷矩，估算供电线路上的电压损失，检查线路的供电质量。

5.2口诀提出一个估算电压损失的基准数据，通过一些简单的计算，可估出供电线路上的电压损失。

压损根据“千瓦．米”，铝线20—1。

截面增大荷矩大，电压降低平方低。

三相四线6倍计，铜线乘上。

感抗负荷压损高，10下截面影响小，若以力率计，10上增加至1。

5.3说明

电压损失计算与较多的因素有关,计算较复杂。

估算时，线路已经根据负荷情况选定了导线及截面，即有关条件已基本具备。

电压损失是按“对额定电压损失百分之几”来衡量的。

口诀主要列出估算电压损失的最基本的数据，多少“负荷矩”电压损失将为1%。

当负荷矩较大时，电压损失也就相应增大。

因些，首先应算出这线路的负荷矩。

所谓负荷矩就是负荷（千瓦）乘上线路长度（线路长度是指导线敷设长度“米”，即导线走过的路径，不论线路的导线根数。

），单位就是“千瓦．米”。

对于放射式线路，负荷矩的计算很简单。

如下图1，负荷矩便是20*30=600千瓦．米。

但如图2的树干式线路，便麻烦些。

对于其中5千瓦

设备安装位置的负荷矩应这样算：

从线路供电点开始，根据线路分支的情况把它分成三段。

在线路的每一段，三个负荷（10、8、5千瓦）都通过，因此负荷矩为：

第一段：

10*（10+8+5）=230千瓦．米

第二段：

5*（8+5）=65千瓦．米

第三段：

10*5=50千瓦．米

至5千瓦设备处的总负荷矩为：

230+65+50=345千瓦．米

下面对口诀进行说明：

1首先说明计算电压损失的最基本的根据是负荷矩：

千瓦•米

接着提出一个基准数据：

2.5平方毫米的铝线，单相220伏，负荷为电阻性（力率为1），每20“千瓦．米”负荷矩电压损失为1%。

这就是口诀中的“2.5铝线20—1”。

在电压损失1%的基准下，截面大的，负荷矩也可大些，按正比关系变化。

比如10平方毫米的铝线，截面为2.5平方毫米的4倍，则20*4=80千瓦．米，即这种导线负荷矩为80千瓦．米，电压损失才1%。

其余截面照些类推。

当电压不是220伏而是其它数值时，例如36伏，则显灰出36伏相当于220伏的1/6。

此时，这种线路电压损失为1%的负荷矩不是20千瓦．米，而应按1/6的平方即1/36来降低，这就是20*（1/36）=0.55千瓦．米。

即是说，36伏时，每0.55千瓦．米（即每550瓦．米），电压损失降低1%。

“电压降低平方低”不单适用于额定电压更低的情况，也可适用于额定电压更高的情况。

这时却要按平方升高了。

例如单相380伏，由于电压380伏为220伏的1.7倍，因此电压损失1%的负荷矩应为20*1.7的平方=58千瓦．米。

从以上可以看出：

口诀“截面增大荷矩大，电压降低平方低”。

都是对照基准数据“2.5铝线20—1”而言的。

【例1】一条220伏照明支路，用2.5平方毫米铝线，负荷矩为76千瓦．米。

由于76是20的3.8倍（76/20=3.8），因此电压损失为3.8%。

【例2】一条4平方毫米铝线敷设的40米长的线路，供给220伏1千瓦的单相电炉2只，估算电压损失是：

先算负荷矩2*40=80千瓦．米。

再算4平方毫米铝线电压损失1%的负荷矩，根据“截面增大负荷矩大”的原则，4和2.5比较，截面增大为1.6倍（4/2.5=1.6），因此负荷矩增为

20*1.6=32千