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    揭秘| 分布式光伏电站为什么采用铜电缆而不用铝电缆?

  • 【日期】2017-11-20     【来源】煜腾新能源
  • 摘要:

    相信大家都知道,“家庭光伏”市场目前的前景是非常好的,但是对于家庭光伏发电系统,你们了解多少?了解的又是否透彻呢?譬如,用铜线缆好还是铝线缆好?


    在家用光伏系统中,为了降低电量损耗,保障人们生命财产安全,延长系统寿命,建议采用铜线缆。

     

     

    铝线比铜线容易起火

    在电气线路中,铝线起火的危险要远大于铜线。其实,铝线的起火不在铝线自身而是在于铝线的连接。与铜线相比,铝线连接起火危险大的原因有以下几点:


    1.铜铝接头易出现电化学腐蚀

    光伏组件,逆变器和并网开关之间要用电缆连接,而组件MC4接头,光伏逆变器输出接线端子,并网开关的接线端子都是用铜芯做的,铜和铝能直接连接,当需要连接时,要采用铜铝过渡线夹,铜铝过渡接头再连接。


    但目前的铜铝接线头,一般都是大功率的,而家用分布式光伏一般都是2-30KW之间,采用2.5-10mm铜线,市面上这种铜铝接线头非常少。实际上使用铝线的安装商,都是想省成本的,根本不会去用铜铝接头。

    铜铝直接连接,就会形成了一种化学电池,这是由于铝易于失去电子成为负极,铜难以失去电子成为正极,于是在正负极之间就形成了一个1.69V的电动势,并有一个很小的电流通过,腐蚀铝线,即电化学腐蚀。这样就会引起铜铝之间接触不良,接触电阻增大。当有电流通过时,将使接头部位温度升高,而温度升高且更加速了接头腐蚀,增加了接触电阻,造成恶性循环,直至烧毁。


    2.铝线表面易在空气中氧化。


    3.易被氯化氢腐蚀。


    4.高膨胀系数。


    综合性铜比铝更具优势

    导体性能上,铜具有绝对优势。从导电性能方面看,铝导体的导电率只有铜导体的60%左右,铝合金导体要更差些。


    在抗氧化腐蚀能力方面,由于铜铝元素有不同的原子结构,铝的化学性能比铜要活泼得多,因此铝导体的抗氧化腐蚀能力比铜导体要差得多,无论是纯铝还是铝合金导体都一样,因此其起火概率大约为铜导体的10倍左右。

     

     

    在抗电化腐蚀能力方面,铝的电极电位比铜的要低得多,铝导体因而很容易被电化腐蚀,特别是在铝导体与铜导体或其它导体相接触的情况下。从热膨胀角度来看,铝导体的线性膨胀系数远大于铜导体,无论是纯铝还是铝合金导体的热膨胀系数基本是一样的,这会导致热胀冷缩后的接触不良,甚至产生接触不紧密、氧化发热等事故,并且会恶性循环。


    从抗张强度和抗蠕变能力角度看,从极限抗张强度和屈服抗张强度来比较,铜导体最好,纯铝导体最差,铝合金相比纯铝有较大的改进,但仍不及铜导体。综合几个方面的主要性能来看,无论是导电性能、机械性能还是耐腐蚀性能,均为铜优于铝及铝合金。


    电力电缆的经济选型主要考虑整个全生命周期(30)年投资和损耗费用之和最小的选项。在线路运行过程,30年的损耗所耗费的成本要远远高于初期投资建设的费用,在经济效益上,铝芯电缆具有优势。但铜导体由于其导电率高、电阻小,平均损耗要低于铝导体和铝合金导体。


    铜可以回收,当铜电缆不再使用后,铜仍然可以回收再生,还有利用价值,而铝不能回收利用,当铝电缆不再使用后,没有任何价值。


    逆变器的输出防水接头,其线径也是按照铜线来设计的,如果采用铝线,则需要大一型号的线。如30KW逆变器,设计输出使用10平方的铜线,用铝线则需要16平方,线缆面积增加,而防水接线端子面积有限,有可能容不下。 

     

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