光伏電站直流干線(xiàn)解決方案

時(shí)間：2016-08-05作者：安徽雙誠(chéng)新材料有限公司瀏覽：29

目前我國(guó)光伏電站的直流干線(xiàn)電纜，大多采用一般低壓交流電纜來(lái)代替，常用型號(hào)為ZR-YJV22 0.6/1kv、ZRYJY23 0.6/1kv，電纜大多數(shù)為銅芯電纜，也有些電站逐步開(kāi)始采用鋁合金導(dǎo)體的電纜，但電纜的絕緣材料基本還是按1kv低壓電纜的標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)。實(shí)際上直流電纜的技術(shù)要求和交流電纜的技術(shù)要求有很多不同，對(duì)直流電纜的技術(shù)方案并沒(méi)有過(guò)多重視。
一． 交流電纜的場(chǎng)強(qiáng)應(yīng)力分布是均衡的，電纜絕緣材料著重的是電介質(zhì)常數(shù)，電介質(zhì)是不受溫度影響的；而直流電纜的應(yīng)力分布是電纜絕內(nèi)層為較大，受電纜絕緣材料的電阻系數(shù)影響，絕緣材料有負(fù)溫度系數(shù)現(xiàn)象，即溫度增高，電阻變小；電纜在運(yùn)行時(shí)，線(xiàn)芯損耗會(huì)使溫度升高，電纜的絕緣材料的電阻系數(shù)會(huì)隨之變化，也將導(dǎo)致絕緣層的電場(chǎng)應(yīng)力隨之變化，也就是說(shuō)，同樣厚度的絕緣層，由于溫度升高，其擊穿電壓隨之變小。對(duì)于一些分布式電站的直流干線(xiàn)，由于環(huán)境溫度的高低變化，電纜的絕緣材料老化的速度比地埋敷設(shè)的電纜大得多，所以敷設(shè)方式與絕緣材料的耐老化性關(guān)鍵因素。
二． 電纜絕緣層生產(chǎn)過(guò)程中，不可避免地會(huì)溶入一些雜質(zhì)，它們具有相對(duì)較小的絕緣電阻率，沿絕緣層徑向分布是不均勻的，這樣也將導(dǎo)致不同部位的體積電阻率不同，在直流電壓下，電纜絕緣層的電場(chǎng)也會(huì)不同，這樣，絕緣體積電阻率較小處會(huì)老化較快，成為較先被擊穿的隱患點(diǎn)。而交流電纜則不會(huì)有這種現(xiàn)象。通俗地說(shuō)，交流電纜的材料受應(yīng)力沖擊是整體的均衡的，而直流電纜絕緣應(yīng)力總是在較弱處沖擊較大。所以，絕緣材料的純度和制造工藝是關(guān)鍵因素。 
三． 交聯(lián)聚乙烯絕緣的電纜在交流電纜中已經(jīng)廣泛使用，它具有非常優(yōu)良的介質(zhì)性能和物理性能，性?xún)r(jià)比非常高，但作為直流電纜，其有一個(gè)很難解決的空間電荷問(wèn)題，這點(diǎn)在高壓直流電纜中備受重視。聚合物作直流電纜絕緣時(shí)，絕緣層中有大量的局部陷阱，造成絕緣內(nèi)部空間電荷集聚，空間電荷對(duì)絕緣材料的影響，主要體現(xiàn)在電場(chǎng)畸變效應(yīng)和非電場(chǎng)畸變效應(yīng)兩個(gè)方面，這兩種影響對(duì)絕緣材料的危害很大。所謂空間電荷，是指宏觀(guān)物質(zhì)的一個(gè)結(jié)構(gòu)單元中**過(guò)電中性的那部分電荷，在固體中，正或負(fù)空間電荷被束縛于某種局域能級(jí)而以束縛較化子態(tài)的形式提供較化效應(yīng)。所謂空間電荷較化，就是當(dāng)在電介質(zhì)中含有自由離子時(shí)，由于離子移動(dòng)，在正電極一側(cè)的界面上積累負(fù)離子，在負(fù)電極一側(cè)的界面上積累正離子過(guò)程。在交流電場(chǎng)中，材料正負(fù)電荷的遷移無(wú)法跟上工頻電場(chǎng)的**變化，因此不會(huì)產(chǎn)生空間電荷效應(yīng)；而直流電場(chǎng)中，電場(chǎng)按電阻率大小分布，將形成空間電荷并影響電場(chǎng)分布，聚乙烯絕緣中有大量的局部態(tài)，空間電荷效應(yīng)特別嚴(yán)重。交聯(lián)聚乙烯絕緣層是化學(xué)交聯(lián)而成，是整體型交聯(lián)結(jié)構(gòu)，屬于非極性高聚物，從電纜整個(gè)結(jié)構(gòu)上看，電纜本身就像一個(gè)較大的電容器，直流輸電停止后，相當(dāng)于已將一個(gè)電容器充電完成，雖然導(dǎo)體線(xiàn)芯有接地處理，但是，沒(méi)能有效進(jìn)行放電，大量的直流電能仍然存在于電纜中，也就是所謂的空間電荷，這些空間電荷不會(huì)像交流電力電纜那樣隨介質(zhì)損耗而消耗掉，而是在電纜缺陷處富集；交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜，隨著使用時(shí)間的延長(zhǎng)或頻繁斷停以及電流強(qiáng)弱變化而聚集越來(lái)越多的空間電荷，加快絕緣層老化速度，從而影響使用壽命。 
綜上所述，光伏電站直流干線(xiàn)的選型上用交流電纜來(lái)取代是不合適的，真正安全的光伏直流電纜技術(shù)解決方案應(yīng)該是根據(jù)項(xiàng)目使用環(huán)境的自然環(huán)境特性，地理環(huán)境，敷設(shè)方式不同，直流電的傳輸特性等要素綜合而**的，而不是一款通用的符合標(biāo)準(zhǔn)的電纜。目前國(guó)內(nèi)對(duì)光伏電站直流電纜的要求沒(méi)有考慮那么多安全因素，直接會(huì)影響光伏電站的使用壽命和后期維護(hù)成本，特別是近幾年光伏產(chǎn)業(yè)**發(fā)展，大量光伏電站使用的直流電纜呈泥沙俱下之勢(shì)，其安全隱患卻埋伏其中。Suntranloy合金電纜致力于光伏電站電纜解決方案，不僅解決了以上電纜的安全隱患，而且解決了光伏電站的電纜的建設(shè)造價(jià)低成本免維護(hù)等客戶(hù)較為關(guān)注的問(wèn)題。
 


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