《電子技術(shù)應(yīng)用》
您所在的位置:首頁 > 電源技術(shù) > 業(yè)界動態(tài) > 家用分布式光伏系統(tǒng)為什么要采用銅電纜而不用鋁電纜

家用分布式光伏系統(tǒng)為什么要采用銅電纜而不用鋁電纜

2017-05-10
關(guān)鍵詞: 光伏 電量 銅電纜 電池

在家用光伏系統(tǒng)中,,為了降低電量損耗,,保障人們生命財產(chǎn)安全,,延長系統(tǒng)壽命,,建議采用銅電纜,。

鋁線比銅線容易起火

在電氣線路中,,鋁線起火的危險要遠大于銅線,。其實,,鋁線的起火不在鋁線自身而是在于鋁線的連接,。與銅線相比,鋁線連接起火危險大的原因有以下幾點:

1)銅鋁接頭易出現(xiàn)電化學(xué)腐蝕

光伏組件,,逆變器和并網(wǎng)開關(guān)之間要用電纜連接,,而組件MC4接頭,光伏逆變器輸出接線端子,,并網(wǎng)開關(guān)的接線端子都是用銅芯做的,,銅和鋁能直接連接,當(dāng)需要連接時,,要采用銅鋁過渡線夾,,銅鋁過渡接頭再連接。但目前的銅鋁接線頭,,一般都是大功率的,,而家用分布式光伏一般都是2-30KW之間,采用2.5-10mm銅線,,市面上這種銅鋁接線頭非常少,。實際上使用鋁線的安裝商,都是想省成本的,,根本不會去用銅鋁接頭,。

銅鋁直接連接,就會形成了一種化學(xué)電池,,這是由于鋁易于失去電子成為負極,,銅難以失去電子成為正極,于是在正負極之間就形成了一個1.69V的電動勢,,并有一個很小的電流通過,腐蝕鋁線,,即電化學(xué)腐蝕,。這樣就會引起銅鋁之間接觸不良,,接觸電阻增大。當(dāng)有電流通過時,,將使接頭部位溫度升高,,而溫度升高且更加速了接頭腐蝕,增加了接觸電阻,,造成惡性循環(huán),,直至燒毀。

2)鋁線表面易在空氣中氧化,。

凡導(dǎo)體表面都或多或少地存在膜電阻,。若膜電阻引起連接處過熱,過熱又使膜電阻增大,,導(dǎo)電情況就越惡化,,而鋁線連接中這類過熱的情況尤為嚴重。這是因為鋁線表面即使刮擦光潔,,它只需在空氣中暴露數(shù)秒鐘即可被氧化而立即形成一層氧化鋁薄膜,。其厚度雖只幾個微米,但卻具有很高的電阻率,,從而呈現(xiàn)較大的膜電阻,。因此在鋁線施工連接時,應(yīng)在刮擦干凈鋁線表面后立即涂以導(dǎo)電膏,,以隔斷鋁線連接表面與空氣的接觸,,不然將增大接觸電阻。

3)易被氯化氫腐蝕,。

對于PVC(5810, 135.00, 2.38%)絕緣的鋁芯電線,、電纜,還可能出現(xiàn)另一個問題,。為阻止PVC絕緣分解出氯化氫氣體,,PVC絕緣內(nèi)添加有阻止分解氯化氫的穩(wěn)定劑。但當(dāng)線路溫度超過75℃時,,例如發(fā)生線路過載或因其他原因而使連接處溫度過高時,,穩(wěn)定劑就不再能阻止氯化氫的形成,而氯化氫是要腐蝕鋁的,,這同樣也將增大接觸電阻和起火危險,。

4)高膨脹系數(shù)。

鋁的膨脹系數(shù)高達23×10-6/℃,,比銅大39%,,比鐵大97%。當(dāng)鋁線與這兩種金屬導(dǎo)體連接并通過電流時,連接點因存在接觸電阻而發(fā)熱,。這三種導(dǎo)體都膨脹,,但鋁比銅、鐵膨脹更多,,從而使鋁線受擠壓,。線路斷電冷卻后鋁線稍許壓扁而不能完全恢復(fù)原狀,這樣就在連接處出現(xiàn)空隙而松動,,并因進入空氣而形成氧化鋁薄膜,,這樣就使接觸電阻增大。下次通電時發(fā)熱將更劇,,使情況更為惡化,,嚴重時可能因產(chǎn)生異常高溫或進發(fā)電火花而引燃起火。為此大截面積的鋁導(dǎo)體與銅,、鐵導(dǎo)體連接時應(yīng)配置過渡接頭,。小截面積(不大于6mm2)鋁線的連接則應(yīng)采用彈簧壓接帽,這樣無論連接處是否通電,,有無發(fā)熱,,連接接觸面都處于彈簧的壓力下而使空氣和潮氣無隙可入,從而保持連接的導(dǎo)電良好,。

綜合性能銅比鋁更具優(yōu)勢

導(dǎo)體性能上,,銅具有絕對優(yōu)勢。從導(dǎo)電性能方面看,,鋁導(dǎo)體的導(dǎo)電率只有銅導(dǎo)體的60%左右,,鋁合金導(dǎo)體要更差些。在抗氧化腐蝕能力方面,,由于銅鋁元素有不同的原子結(jié)構(gòu),,鋁的化學(xué)性能比銅要活潑得多,因此鋁導(dǎo)體的抗氧化腐蝕能力比銅導(dǎo)體要差得多,,無論是純鋁還是鋁合金導(dǎo)體都一樣,,因此其起火概率大約為銅導(dǎo)體的10倍左右。在抗電化腐蝕能力方面,,鋁的電極電位比銅的要低得多,,鋁導(dǎo)體因而很容易被電化腐蝕,特別是在鋁導(dǎo)體與銅導(dǎo)體或其它導(dǎo)體相接觸的情況下,。從熱膨脹角度來看,,鋁導(dǎo)體的線性膨脹系數(shù)遠大于銅導(dǎo)體,無論是純鋁還是鋁合金導(dǎo)體的熱膨脹系數(shù)基本是一樣的,,這會導(dǎo)致熱脹冷縮后的接觸不良,,甚至產(chǎn)生接觸不緊密、氧化發(fā)熱等事故,并且會惡性循環(huán),。從抗張強度和抗蠕變能力角度看,,從極限抗張強度和屈服抗張強度來比較,銅導(dǎo)體最好,,純鋁導(dǎo)體最差,鋁合金相比純鋁有較大的改進,,但仍不及銅導(dǎo)體,。綜合幾個方面的主要性能來看,無論是導(dǎo)電性能,、機械性能還是耐腐蝕性能,,均為銅優(yōu)于鋁及鋁合金。

電力電纜的經(jīng)濟選型主要考慮整個全生命周期(30)年投資和損耗費用之和最小的選項,。在線路運行過程,,30年的損耗所耗費的成本要遠遠高于初期投資建設(shè)的費用,在經(jīng)濟效益上,,鋁芯電纜具有優(yōu)勢,。但銅導(dǎo)體由于其導(dǎo)電率高、電阻小,,平均損耗要低于鋁導(dǎo)體和鋁合金導(dǎo)體,。

銅可以回收,當(dāng)銅電纜不再使用后,,銅仍然可以回收再生,,還有利用價值,而鋁不能回收利用,,當(dāng)鋁電纜不再使用后,,沒有任何價值。

逆變器的輸出防水接頭,,其線徑也是按照銅線來設(shè)計的,,如果采用鋁線,則需要大一型號的線,。如30KW逆變器,,設(shè)計輸出使用10平方的銅線,用鋁線則需要16平方,,線纜面積增加,,而防水接線端子面積有限,有可能容不下,。


本站內(nèi)容除特別聲明的原創(chuàng)文章之外,,轉(zhuǎn)載內(nèi)容只為傳遞更多信息,并不代表本網(wǎng)站贊同其觀點。轉(zhuǎn)載的所有的文章,、圖片,、音/視頻文件等資料的版權(quán)歸版權(quán)所有權(quán)人所有。本站采用的非本站原創(chuàng)文章及圖片等內(nèi)容無法一一聯(lián)系確認版權(quán)者,。如涉及作品內(nèi)容,、版權(quán)和其它問題,請及時通過電子郵件或電話通知我們,,以便迅速采取適當(dāng)措施,,避免給雙方造成不必要的經(jīng)濟損失。聯(lián)系電話:010-82306118,;郵箱:[email protected],。