浅谈高精度光伏铝合金电缆的生产及应用

周妍 邢如玉

摘要：光伏电站平价上网的时间节点就在眼前，在降本增效的现实需求下，采用铝合金电缆可适当降低工程造价。铝合金线缆在机械特性方面较纯铝芯电缆有所改善，项目建设中已有大量在运行的案例。该报告对铜芯与铝合金芯电缆在工程应用中的差异进行分析对比，提出铝合金电缆在工程应用中的技术措施。

关键词：性能;要求;影响;措施

1分布式光伏发电

分布式光伏发电系统特指在用户场地附件建设，运行方式以用户侧“自发自用，余电上网”，且在配电系统平衡调节为特征的光伏发电设施。分布式光伏发电遵循因地制宜、清洁高效、分散布局、就近利用的原则，充分利用当地太阳能资源，替代和减少化石能源消费。目前，应用最为广泛的分布式光伏发电系统是建在城市建筑物屋顶的光伏发电项目。分布式光伏发电具有以下特点：①相比较大型地面电站，输出功率相对较小;②能够在一定程度上缓减局部用电紧张情况;③一般是建设在建筑物屋顶。

2铝、铝合金及铜导体性能对比分析

2.1使用范围

铝、铝合金及铜电缆均能使用在工频额定电压为0.6/1kV的电力系统，可室内、室外安装，可垂直安装、托架或沿墙敷设，也可地下直埋安装。

2.2铝、铝合金及铜芯导体性能对比铝、铝合金及铜芯导体性能对比见表2。

3 技术措施

3.1 目前已采用的技术措施

光伏电站中电缆主要包括 2 个部分 ：直流电缆和交流电缆。其中直流电缆压降允许值为 2%，交流电缆压降允许值为 3%。组件至汇流箱直流部分采用光伏专用电缆，应采用铜芯。汇流箱至逆变器直流部分电缆截面多为 70 mm 2 、95 mm 2 、120 mm 2 截面低压两芯直流电缆，光伏项目主要在此部分采用铝合金电缆替代铜芯电缆。逆变器至箱变低压侧或并网柜多采用 3+1 芯低压交流电缆，此部分也有采用铝合金电缆的情况。箱变至光伏进线柜部分是 10 kV、35 kV，不宜采用铝合金电缆。目前光伏电站项目应用主要为 0.6/1 kV 电压等级电缆，项目应用中常用以下措施 ：

（1）采用阻燃电缆，阻燃性能应不低于 C 级。。

（2）电缆穿镀锌钢管敷设，可以形成防火分隔。

（3）槽盒敷设时，填充率不宜大于 20%，托盘或桥架敷设时，填充率不宜大于 40%。

（4）铝合金电缆和铜芯电缆在中间段用专用铜铝转接接头压接，通过铜芯电缆接入逆变器等低压电气设备接入端。铜铝转接接头安装在接线盒中进行保护。

（5）电缆和设备连接处采用钎焊铜铝过渡端子，要求具备第三方认证。

（6）进行铝合金电缆和铜芯电缆的经济对比分析，评估节省成本的程度，具有明显的经济优势才允许使用铝合金电缆。

3.2 针对铝合金电缆应用的一些建议

（1）限定铝合金电缆的使用范围 ：GB50217—2018 《电力工程电缆设计规范》3.1.1 条规定的场所必须使用铜芯电缆。光伏场区1 kV及以下电压等级直流两芯电缆，1 kV 及以下低压交流汇集线路需谨慎采用铝合金电缆。目前的直流 1 500 V 系统相关标准尚未完善，成套的电气设备及电缆采购管控标准不明晰，1 kV 以上的直流电缆不宜采用铝合金电缆。

（2）铜截面积为 95 mm 2 及以下时，替换成铝合金芯电缆时规格提高 1 级。铜截面积为 95 mm 2 以上时，替换成铝合金芯电缆时规格提高 2 级。

（3）编制铝合金电缆物资采购技术规范书范本，明确关键性能参数。

（4）应优先选择具有良好运行业绩和成熟制造经验的生产厂家。加强厂商资质的复查，厂家须有国家能源局或住建部的认证、PCCC 认证。

（5）电缆产品有国家级检测认证机，象上海电缆研究所、国家电线电缆检测中心和武高所等出具的相关检测报告。相关的测试报告内容如下： 《导体检测报告》、《抗压蠕变评估报告》和《过渡接线端子 1000 次热循环检测报告》，这 3 个统称为三大检测报告，是铝合金电缆基本的检测报告。与采购电缆对应型号的铝合金电缆《型式试验报告》; 阻燃电缆应有国家防火检测中心的检测报告。

（6）电缆的出厂试验，设备进场试验合格，检测报告作为投运资料移交运维单位。

（7）电缆敷设前应进行绝缘电阻测试，线间和线对地绝缘电阻值必须大于 10 MΩ， 且数据均衡。如不符合要求，检查电缆是否受损或受潮 ;摇测完毕后，应将线芯分别对地放电。电缆敷设完毕后再次进行绝缘电阻测试，杜绝带隐患投入运行。

（8）鋁合金电缆接头处绝缘击穿及腐蚀是最常见的质量通病，必须加强电力电缆接头选型、订货、验收、施工及投运的全过程管理。施工前应编制施工作业指导书并组织技术交底 ;使用电缆专用的压接工具按照标准工艺作业，施工后进行测试电气性能需满足使用要求，并做好项目台账记录。根据台账记录，可编制运行项目的测试记录，巡视计划。电缆接头处的密封防潮性能应能满足长期运行需要。运维部门应加强电缆线路负荷和温度的检（监）测，防止过负荷运行，多条并联的电缆应分别进行测量。

（9）桥架敷设时，设置防火分段安装防火隔板。电缆穿建筑孔洞、电器柜孔洞处安装防火隔板，涂防火堵料。电缆沟敷设的可分段做防火墙，或简易的防火沙包。

4 结语

铝合金作为一种新兴热门资源逐渐打开了自己的市场，铝合金电缆也成为各国基础设施建设优化的突破口。未来的世界格局构建除了科技实力与经济实力的博弈外，可持续发展的情况与能力也成为衡量一个国家整体实力与发展前景的重要指标。作为发展中国家的领头羊，我国需要稳中求进，兼顾科技进步、经济发展与生态保护等多重因素，依据国情，从实际出发，调整生产与产业结构，均衡发展，提高资源与产能利用率，将“过剩”转变为“平衡”，真正实现国家经济的良性运转，对内为人民谋福利，对外打破发达国家在资源开发、技术利用以及工业生产等方面垄断的局面，提高中国在国际舞台上的地位。

参考文献

[1] 侯义明 . 铝合金电缆应用中需要考虑的问题 [J]. 供用电杂志，2015（8）：52-56.

[2]上海电缆研究所，永固集团股份有限公司.额定电压35kV（Um=40.5kV）及以下电力电缆导体用压接式和机械式连接金具试验方法和要求：GB/T9327—2008[S].北京：中国标准出版社，2009.