La línea troncal de CC es la línea de transmisión desde el sistema de módulo fotovoltaico al inversor después de ser convergida por la caja combinadora.Si el inversor es el corazón de todo el sistema cuadrado, entonces el sistema de línea troncal de CC es la aorta.Debido a que el sistema de línea troncal de CC adopta una solución sin conexión a tierra, si el cable tiene una falla a tierra, causará daños mucho mayores al sistema e incluso al equipo que la CA.Por lo tanto, los ingenieros de sistemas fotovoltaicos son más cautelosos con los cables troncales de CC que otros ingenieros eléctricos.
Elegir lo correctoCable solar CCdel sistema fotovoltaico instalado en su hogar u oficina es fundamental para el rendimiento y la seguridad.Los potentes cables solares están diseñados para transferir energía solar de un componente del sistema a otro para convertirla en energía eléctrica.Su cable de cobre de uso diario hará el trabajo correctamente y probablemente terminará con una falla en el sistema.
Tras un análisis exhaustivo de varios accidentes de cables, llegamos a la conclusión de que las fallas a tierra de los cables representan entre el 90% y el 95% de todas las fallas de los cables.Hay tres causas principales de fallas a tierra.Primero, los defectos de fabricación del cable son productos no calificados;en segundo lugar, el entorno operativo es duro, envejecido de forma natural y dañado por fuerzas externas;En tercer lugar, la instalación no está estandarizada y el cableado es irregular.
Sólo hay una causa fundamental de la falla a tierra: el material aislante del cable.El entorno operativo de la línea troncal de CC de las centrales fotovoltaicas es relativamente duro.Las centrales eléctricas terrestres de gran escala son generalmente terrenos desérticos, salino-alcalinos, con grandes diferencias de temperatura durante el día y ambientes muy húmedos.Para cables enterrados, los requisitos para el llenado y excavación de zanjas para cables son relativamente altos;y el entorno operativo de los cables de las centrales eléctricas distribuidas no es mejor que el de tierra.Los cables soportarán temperaturas muy altas y la temperatura del techo puede alcanzar incluso los 100-110 ℃.Los requisitos de resistencia al fuego y retardante de llama del cable y la alta temperatura tienen una gran influencia en el voltaje de ruptura del aislamiento del cable.
Por lo tanto, antes de instalar y poner en funcionamiento el sistema, debe asegurarse de que el tamaño del cable solar instalado sea proporcional a la corriente y el voltaje del sistema.A continuación se muestran algunas características que deben verificarse antes de encender el sistema;
1. Asegúrese de que el voltaje nominal del cable pv dc sea igual o mayor que el voltaje nominal del sistema.
2. Asegúrese de que la capacidad de carga actual del cable solar sea igual o mayor que la capacidad de carga actual del sistema.
3. Asegúrese de que los cables sean lo suficientemente gruesos y estén protegidos para soportar las condiciones ambientales de su área.
4. Verifique la caída de voltaje para garantizar la seguridad.(La caída de voltaje no debe exceder el 2%).
5. La tensión soportada del cable de CC fotovoltaico debe ser mayor que la tensión máxima del sistema.
Además, la selección y el diseño de cables troncales fotovoltaicos de CC para centrales fotovoltaicas también deben considerar: el rendimiento del aislamiento del cable;la resistencia del cable a la humedad, al frío y a la intemperie;el rendimiento resistente al calor y retardante de llama del cable;el método de tendido del cable;el material conductor del cable (núcleo de cobre, núcleo de aleación de aluminio, núcleo de aluminio) y las especificaciones de la sección transversal del cable.
La mayoría de los cables fotovoltaicos CC se colocan al aire libre y deben protegerse de la humedad, el sol, el frío y los rayos ultravioleta.Por lo tanto, los cables de CC en sistemas fotovoltaicos distribuidos generalmente eligen cables especiales certificados fotovoltaicos, teniendo en cuenta la corriente de salida de los conectores de CC y los módulos fotovoltaicos.En la actualidad, los cables de CC fotovoltaicos de uso común tienen especificaciones PV1-F de 1*4 mm.
Puede asegurarse de seleccionar el cable solar correcto para el sistema a partir de los siguientes aspectos:
Voltaje
El grosor del cable solar que elija para el sistema depende del voltaje del sistema.Cuanto mayor sea el voltaje del sistema, más delgado será el cable, porque la corriente CC disminuirá.Elija un inversor grande para aumentar el voltaje del sistema.
Pérdida de voltaje
La pérdida de voltaje en un sistema fotovoltaico se puede caracterizar como: pérdida de voltaje = corriente que pasa * longitud del cable * factor de voltaje.De la fórmula se puede ver que la pérdida de voltaje es proporcional a la longitud del cable.Por lo tanto, se debe seguir el principio de matriz a inversor y de inversor a punto paralelo al explorar el sitio.En general, la pérdida de la línea de CC entre el conjunto fotovoltaico y el inversor no deberá exceder el 5% del voltaje de salida del conjunto, y la pérdida de la línea de CA entre el inversor y el punto paralelo no deberá exceder el 2% del voltaje de salida del inversor.La fórmula empírica se puede utilizar en el proceso de aplicación de ingeniería:△U=(I*L*2)/(r*S)
Entre ellos △U: caída de tensión del cable -V
I: El cable debe soportar el cable-A máximo
L: Longitud del tendido de cables -m
S: el área de la sección transversal del cable-mm²
r: Conductividad del conductor-m/(Ω*mm²), r cobre=57, r aluminio=34
Actual
Antes de comprar, verifique la clasificación actual del cable solar.Para la conexión del inversor, la corriente nominal del cable pv dc seleccionado es 1,25 veces la corriente continua máxima en el cable calculado.Mientras que para la conexión entre el interior del conjunto fotovoltaico y entre el conjunto, la corriente nominal del cable pv dc seleccionado es 1,56 veces la corriente continua máxima en el cable calculado.Cada fabricante, como por ejemploPosable, ha publicado una tabla que enumera las clasificaciones actuales de los cables fabricados según su tamaño y tipo.Asegúrese de elegir el tamaño de cable correcto, porque un cable demasiado pequeño puede sobrecalentarse rápidamente y también sufrir una caída de voltaje importante, lo que provocará una pérdida de energía.
hoja de datos de cables solares
Longitud
La longitud del cable también es un factor importante a considerar al elegir el cable correcto para un sistema solar.En la mayoría de los casos, cuanto más largo sea el cable, mejor será la transmisión de corriente.Pero es mejor utilizar reglas generales simples para calcular la longitud de cable requerida en función de la capacidad actual del sistema.
Corriente / 3 = tamaño del cable (mm2)
Con esta fórmula, puede obtener fácilmente el tamaño de cable del sistema más preciso y adecuado y evitar accidentes o fallas del sistema.
Apariencia
La capa aislante (funda) de los productos calificados es suave, flexible y flexible, y la capa superficial es firme, lisa, sin asperezas y tiene un brillo puro.La superficie de la capa aislante (funda) debe ser clara y resistente a los arañazos. En productos fabricados con materiales aislantes informales, la capa aislante se siente transparente, quebradiza y no resistente.
Etiqueta
Los cables regulares estarán marcados con cables fotovoltaicos.Marque los cables especiales para fotovoltaica y las pieles exteriores de los cables están marcadas con PV1-F1*4mm.
Capa de aislamiento
La norma nacional tiene datos claros sobre el punto más delgado de la uniformidad de la capa de aislamiento del cable y el espesor promedio.El espesor del aislamiento del cable normal es uniforme, no excéntrico y está bien apretado sobre el conductor.
Núcleo de alambre
Es un núcleo de alambre producido a partir de materias primas de cobre puro y sometido a estrictos trefilados, recocidos (ablandamiento) y trenzados.Su superficie debe ser brillante, lisa, libre de rebabas y la tensión del trenzado debe ser plana, suave y resistente, y no fácil de romper.El núcleo del cable ordinario es un alambre de cobre rojo púrpura.El núcleo del cable fotovoltaico es plateado y la sección transversal del núcleo sigue siendo un cable de cobre de color púrpura.
Conductor
El conductor es brillante y el tamaño de la estructura del conductor cumple con los requisitos estándar.Los productos de alambres y cables que cumplen con los requisitos de la norma, ya sean conductores de aluminio o cobre, son relativamente brillantes y no contienen aceite, por lo que la resistencia CC del conductor cumple con la norma, tiene buena conductividad y alto rendimiento.
Certificado
El certificado de producto estándar debe indicar el nombre del fabricante, dirección, teléfono de servicio postventa, modelo, estructura de especificaciones, sección nominal (generalmente 2,5 cuadrados, 4 cables cuadrados, etc.), tensión nominal (cable unipolar 450/750 V). , cable con funda protectora de dos núcleos 300/500 V), longitud (la norma nacional estipula que la longitud es 100 M ± 0,5 M), número del personal de inspección, fecha de fabricación y número de norma nacional o marca de certificación del producto.En particular, el modelo del cable plástico con núcleo de cobre de un solo núcleo marcado en el producto normal es 227 IEC01 (BV), no BV.Presta atención al comprador.
Reporte de inspección
Como producto que afecta a las personas y a la propiedad, los cables siempre han sido objeto de supervisión e inspección gubernamentales.Los fabricantes habituales están sujetos a inspecciones periódicas por parte del departamento de supervisión.Por lo tanto, el vendedor debe poder proporcionar el informe de inspección del departamento de inspección de calidad; de lo contrario, la calidad de los productos de alambres y cables carece de base.
Además, para determinar si se trata de un cable ignífugo y un cable irradiado, una mejor forma es cortar un tramo y encenderlo.Si se enciende y arde espontáneamente pronto, obviamente no es un cable retardante de llama.Si tarda mucho en encenderse, una vez que sale de la fuente de fuego, se extinguirá solo y no habrá olor acre, lo que indica que es un cable retardante de llama (el cable retardante de llama no es completamente ininflamable, es difícil iniciar).Cuando se quema durante mucho tiempo, el cable irradiado emitirá un pequeño chasquido, mientras que el cable no irradiado no.Si se quema durante mucho tiempo, la funda de la superficie aislante se caerá gravemente y el diámetro no aumentará significativamente, lo que indica que no se ha realizado el tratamiento de reticulación por radiación.
Y coloque el núcleo del cable en agua caliente a 90 grados, la resistencia de aislamiento del cable verdaderamente irradiado no disminuirá rápidamente en condiciones normales y permanecerá por encima de 0,1 megaohmios/km.Si la resistencia cae rápidamente o incluso por debajo de 0,009 megaohmios por kilómetro, el cable no ha sido reticulado ni irradiado.
Finalmente, también se debe considerar la influencia de la temperatura en el rendimiento de los cables fotovoltaicos de CC.Cuanto mayor sea la temperatura, menor será la capacidad de transporte de corriente del cable.El cable debe instalarse en un lugar ventilado en la medida de lo posible.
Por lo tanto, elegir el tamaño de cable adecuado para su sistema solar es importante tanto por motivos de rendimiento como de seguridad.Si los cables son de tamaño insuficiente, habrá una caída de voltaje significativa en los cables, lo que provocará una pérdida excesiva de energía.Además, si los cables son de tamaño insuficiente, existe el riesgo de que se calienten hasta el punto de provocar un incendio.
La corriente generada por los paneles solares debe llegar a la batería con una pérdida mínima.Cada cable tiene su propia resistencia óhmica.La caída de tensión debida a esta resistencia es según la ley de Ohm:
V = I x R (Aquí V es la caída de voltaje a través del cable, R es la resistencia e I es la corriente).
La resistencia ( R ) del cable depende de tres parámetros:
1. Longitud del cable: cuanto más largo sea el cable, mayor será la resistencia
2. Área de sección transversal del cable: cuanto mayor sea el área, menor será la resistencia
3. El material utilizado: Cobre o Aluminio.El cobre tiene menor resistencia en comparación con el aluminio.
En esta aplicación, es preferible el cable de cobre.Los cables de cobre se dimensionan utilizando la escala de calibre: American Wire Gauge (AWG).Cuanto menor sea el número de calibre, menor será la resistencia que tendrá el cable y, por lo tanto, mayor será la corriente que podrá manejar de forma segura.
Guía del comprador de energía solar fuera de la red: cables y conectores de CC
Suplemento: Características de aislamiento de cables fotovoltaicos CC
1. La intensidad del campo y la distribución de tensiones de los cables de CA están equilibradas.El material de aislamiento del cable se centra en la constante dieléctrica, que no se ve afectada por la temperatura;mientras que la distribución de tensiones de los cables de CC es la capa de aislamiento máxima del cable, que se ve afectada por la resistencia del material de aislamiento del cable.La influencia del coeficiente, el material aislante tiene un fenómeno de coeficiente de temperatura negativo, es decir, la temperatura aumenta y la resistencia disminuye;
Cuando el cable está en funcionamiento, la pérdida del núcleo aumentará la temperatura y la resistividad eléctrica del material aislante del cable cambiará en consecuencia, lo que también provocará que la tensión del campo eléctrico de la capa aislante cambie en consecuencia.En otras palabras, la capa aislante del mismo espesor cambiará debido a la temperatura.A medida que aumenta, su voltaje de ruptura disminuye en consecuencia.Para las líneas troncales de CC de algunas centrales eléctricas distribuidas, debido al cambio de temperatura ambiente, el material aislante del cable envejece mucho más rápido que los cables tendidos en el suelo.Se debe prestar especial atención a este punto.
2. Durante el proceso de producción de la capa aislante del cable, inevitablemente se disolverán algunas impurezas.Tienen una resistividad de aislamiento relativamente pequeña y su distribución a lo largo de la dirección radial de la capa de aislamiento es desigual, lo que también provocará diferentes resistividades de volumen en diferentes partes.Bajo voltaje CC, el campo eléctrico de la capa de aislamiento del cable también será diferente.De esta manera, la resistividad del volumen del aislamiento envejecerá más rápidamente y se convertirá en el primer punto oculto de peligro de rotura. El cable de CA no tiene este fenómeno.Generalmente, la tensión y el impacto del material del cable de CA están equilibrados en su conjunto, mientras que la tensión de aislamiento del cable troncal de CC siempre es la más afectada en el punto más débil.Por lo tanto, los cables de CA y CC en el proceso de fabricación de cables deben tener diferentes estándares y gestión.
3. Los cables aislados con polietileno reticulado se han utilizado ampliamente en cables de CA.Tienen muy buenas propiedades dieléctricas y físicas y son muy rentables.Sin embargo, como cables de CC, tienen un problema de carga de espacio difícil de solucionar.Es muy valorado en cables CC de alta tensión. Cuando el polímero se utiliza para el aislamiento de cables de CC, hay una gran cantidad de trampas locales en la capa de aislamiento, lo que resulta en la acumulación de carga espacial dentro del aislamiento.La influencia de la carga espacial sobre el material aislante se refleja principalmente en dos aspectos: el efecto de distorsión del campo eléctrico y el efecto de distorsión del campo no eléctrico.El impacto es muy perjudicial para los materiales aislantes. La llamada carga espacial se refiere a la parte de la carga que excede la neutralidad de una unidad estructural de una sustancia macroscópica.En un sólido, la carga espacial positiva o negativa está ligada a un cierto nivel de energía local y se presenta en forma de estados polarones ligados.Efecto de polarización.La llamada polarización de carga espacial es el proceso de acumulación de iones negativos en la interfaz del lado del electrodo positivo e iones positivos en la interfaz del lado del electrodo negativo debido al movimiento de los iones cuando el dieléctrico contiene iones libres. En un campo eléctrico de CA, la migración de cargas positivas y negativas del material no puede seguir el ritmo de los rápidos cambios en el campo eléctrico de frecuencia industrial, por lo que no se producirán efectos de carga espacial;mientras que en un campo eléctrico de CC, el campo eléctrico se distribuye según la resistividad, lo que formará cargas espaciales y afectará la distribución del campo eléctrico.Hay una gran cantidad de estados locales en aislamiento de polietileno y el efecto de carga espacial es particularmente grave.La capa aislante de polietileno reticulado está químicamente reticulada y es una estructura reticulada integral.Es un polímero no polar.Desde la perspectiva de toda la estructura del cable, el cable en sí es como un condensador más grande.Una vez detenida la transmisión de CC, equivale a completar la carga de un condensador.Aunque el núcleo del conductor esté puesto a tierra, no se puede descargar de manera efectiva.Todavía existe una gran cantidad de corriente continua en el cable, lo que se denomina carga espacial.Estas cargas espaciales no son como la energía CA.El cable se consume con la pérdida dieléctrica, pero se enriquece con el defecto del cable;El cable aislado con polietileno reticulado, con la extensión del tiempo de uso o frecuentes interrupciones y cambios en la intensidad de la corriente, acumulará cada vez más cargas espaciales.Acelere la velocidad de envejecimiento de la capa aislante, afectando así la vida útil.Por lo tanto, el rendimiento de aislamiento del cable troncal de CC sigue siendo muy diferente al del cable de CA.
Agregar: Parque Científico y Tecnológico Hongmei de Guangda Manufacturing, No. 9-2, Sección Hongmei, Wangsha Road, Ciudad Hongmei, Dongguan, Guangdong, China
2020-11-23
