Linia magistralna prądu stałego to linia przesyłowa od systemu modułów fotowoltaicznych do falownika po połączeniu przez skrzynkę połączeniową.Jeśli falownik jest sercem całego układu kwadratowego, wówczas systemem magistrali prądu stałego jest aorta.Ponieważ w systemie linii magistralnej prądu stałego zastosowano rozwiązanie bez uziemienia, jeśli w kablu wystąpi zwarcie doziemne, spowoduje to znacznie większe uszkodzenia systemu, a nawet sprzętu niż w przypadku prądu przemiennego.Dlatego inżynierowie zajmujący się systemami fotowoltaicznymi są bardziej ostrożni w przypadku kabli magistrali prądu stałego niż inni inżynierowie elektrycy.
Wybór prawidłowegoKabel solarny prądu stałegodla systemu fotowoltaicznego zainstalowanego w domu lub biurze ma kluczowe znaczenie dla wydajności i bezpieczeństwa.Wydajne kable słoneczne służą do przesyłania energii słonecznej z jednego elementu systemu do drugiego w celu jej przekształcenia w energię elektryczną.Twój codzienny drut miedziany wykona zadanie poprawnie i prawdopodobnie zakończy się awarią systemu.
Kompleksowa analiza różnych awarii kabli pozwala stwierdzić, że uszkodzenia uziemienia kabla stanowią 90-95% wszystkich uszkodzeń kabli.Istnieją trzy główne przyczyny zwarć doziemnych.Po pierwsze, wady produkcyjne kabla są produktami niekwalifikowanymi;po drugie, środowisko pracy jest trudne, naturalnie się starzeje i ulega uszkodzeniu przez siły zewnętrzne;po trzecie, instalacja nie jest znormalizowana, a okablowanie jest szorstkie.
Istnieje tylko jedna podstawowa przyczyna zwarcia doziemnego — materiał izolacyjny kabla.Środowisko pracy magistrali prądu stałego elektrowni fotowoltaicznych jest stosunkowo trudne.Wielkoskalowe elektrownie naziemne to zazwyczaj tereny pustynne, słono-alkaliczne, z dużymi różnicami temperatur w ciągu dnia i bardzo wilgotnym środowiskiem.W przypadku kabli podziemnych wymagania dotyczące zasypywania i kopania rowów kablowych są stosunkowo wysokie;a środowisko operacyjne rozproszonych kabli elektrowni nie jest lepsze niż środowisko naziemne.Kable wytrzymają bardzo wysokie temperatury, a temperatura dachu może sięgać nawet 100-110℃.Wymagania ognioodporne i zmniejszające palność kabla oraz wysoka temperatura mają duży wpływ na napięcie przebicia izolacji kabla.
Dlatego przed instalacją i uruchomieniem systemu należy upewnić się, że rozmiar zainstalowanego kabla fotowoltaicznego jest proporcjonalny do prądu i napięcia systemu.Oto kilka funkcji, które należy sprawdzić przed włączeniem systemu;
1. Upewnij się, że napięcie znamionowe kabla pv DC jest równe lub większe od napięcia znamionowego systemu.
2. Upewnij się, że obciążalność prądowa kabla fotowoltaicznego jest równa lub większa od obciążalności prądowej systemu.
3. Upewnij się, że kable są grube i wystarczająco zabezpieczone, aby wytrzymać warunki środowiskowe w Twojej okolicy.
4. Sprawdź spadek napięcia, aby zapewnić bezpieczeństwo.（Spadek napięcia nie powinien przekraczać 2%.）
5. Napięcie wytrzymywane fotowoltaicznego kabla prądu stałego powinno być większe niż maksymalne napięcie systemu.
Ponadto przy wyborze i projektowaniu kabli magistralnych PV DC do elektrowni fotowoltaicznych należy również wziąć pod uwagę: właściwości izolacyjne kabla;odporność kabla na wilgoć, zimno i warunki atmosferyczne;odporność na ciepło i ognioodporność kabla;metoda układania kabla;materiał przewodnika kabla (rdzeń miedziany, rdzeń ze stopu aluminium, rdzeń aluminiowy) i specyfikacje przekroju kabla.
Większość kabli fotowoltaicznych prądu stałego układa się na zewnątrz i należy je chronić przed wilgocią, słońcem, zimnem i promieniowaniem ultrafioletowym.Dlatego do kabli prądu stałego w rozproszonych systemach fotowoltaicznych z reguły wybiera się specjalne kable z certyfikatem fotowoltaicznym, biorąc pod uwagę prąd wyjściowy złączy DC i modułów fotowoltaicznych.Obecnie powszechnie stosowane kable fotowoltaiczne DC mają specyfikację PV1-F 1*4mm.
Możesz upewnić się, że został wybrany właściwy kabel fotowoltaiczny dla systemu, biorąc pod uwagę następujące aspekty:
Napięcie
Grubość kabla fotowoltaicznego wybranego do systemu zależy od napięcia systemu.Im wyższe napięcie systemu, tym cieńszy kabel, ponieważ prąd stały spadnie.Wybierz duży falownik, aby zwiększyć napięcie systemu.
Utrata napięcia
Stratę napięcia w systemie fotowoltaicznym można scharakteryzować jako: strata napięcia = prąd przepływający * długość kabla * współczynnik napięcia.Ze wzoru widać, że strata napięcia jest proporcjonalna do długości kabla.Dlatego podczas eksploracji na miejscu należy przestrzegać zasady podłączenia szeregu do falownika i falownika do punktu równoległego.Ogólnie rzecz biorąc, straty w linii prądu stałego między panelem fotowoltaicznym a falownikiem nie mogą przekraczać 5% napięcia wyjściowego zespołu, a straty w linii prądu przemiennego między falownikiem a punktem równoległym nie mogą przekraczać 2% napięcia wyjściowego falownika.W procesie zastosowań inżynierskich można zastosować wzór empiryczny:△U=(I*L*2)/(r*S)
Wśród nich △U: spadek napięcia na kablu -V
I: Kabel musi wytrzymać maksymalne obciążenie kabla A
L: Długość ułożenia kabla -m
S: pole przekroju poprzecznego kabla – mm²
r: Przewodność przewodu-m/(Ω*mm²), r miedź=57, r aluminium=34
Aktualny
Przed zakupem proszę sprawdzić aktualne parametry kabla fotowoltaicznego.Do podłączenia falownika wybrany prąd znamionowy kabla pv dc wynosi 1,25-krotność maksymalnego prądu ciągłego w obliczonym kablu.Natomiast w przypadku połączenia pomiędzy wnętrzem układu fotowoltaicznego i pomiędzy układami wybrany prąd znamionowy kabla pv dc jest 1,56 razy większy od maksymalnego prądu ciągłego w obliczonym kablu.Każdy producent, npPrzestawne, opublikował tabelę zawierającą aktualne parametry znamionowe produkowanych kabli według ich rozmiaru i typu.Upewnij się, że wybrałeś kabel o odpowiednim rozmiarze, ponieważ zbyt mały przewód może szybko się przegrzać, a także doznać znacznego spadku napięcia, co spowoduje utratę mocy.
arkusz danych kabla słonecznego
Długość
Długość kabla jest również ważnym czynnikiem, który należy wziąć pod uwagę przy wyborze odpowiedniego kabla do układu fotowoltaicznego.W większości przypadków im dłuższy przewód, tym lepsza transmisja prądu.Jednak najlepiej jest zastosować proste zasady, aby obliczyć wymaganą długość przewodu na podstawie aktualnej wydajności systemu.
Prąd / 3 = rozmiar kabla (mm2)
Korzystając z tego wzoru, można łatwo uzyskać najbardziej dokładny i odpowiedni rozmiar kabla systemowego i uniknąć wypadków lub awarii systemu.
Wygląd
Warstwa izolacyjna (osłona) kwalifikowanych wyrobów jest miękka, elastyczna i elastyczna, a warstwa wierzchnia jest szczelna, gładka, bez szorstkości i ma czysty połysk.Powierzchnia warstwy izolacyjnej (osłony) powinna być przezroczysta i odporna na zarysowania. W przypadku produktów wykonanych z nieformalnych materiałów izolacyjnych warstwa izolacyjna jest przezroczysta, krucha i nietwarda.
Etykieta
Kable zwykłe będą oznaczone kablami fotowoltaicznymi.Oznacz specjalne kable do fotowoltaiki, a zewnętrzne powłoki kabli oznaczono PV1-F1*4mm.
Warstwa izolacyjna
Norma krajowa zawiera jasne dane dotyczące najcieńszego punktu jednorodności warstwy izolacyjnej drutu i średniej grubości.Grubość zwykłej izolacji drutu jest jednolita, nie ekscentryczna i ściśle dociśnięta do przewodu.
Rdzeń drutu
Jest to rdzeń drutowy wytwarzany z surowców czystej miedzi i poddawany rygorystycznemu ciągnieniu drutu, wyżarzaniu (zmiękczaniu) i skręcaniu.Jego powierzchnia powinna być jasna, gładka, pozbawiona zadziorów, a szczelność splotu powinna być płaska, miękka i wytrzymała oraz niełatwa do złamania.Zwykły rdzeń kabla to fioletowo-czerwony drut miedziany.Rdzeń kabla fotowoltaicznego jest srebrny, a przekrój rdzenia to nadal drut miedziany w kolorze fioletowym.
Konduktor
Przewodnik jest błyszczący, a wielkość struktury przewodnika spełnia wymagania normy.Produkty z drutu i kabli spełniające wymagania normy, niezależnie od tego, czy są to przewodniki aluminiowe, czy miedziane, są stosunkowo jasne i wolne od oleju, więc rezystancja prądu stałego przewodnika spełnia wymagania normy, ma dobrą przewodność i wysoką wydajność.
Certyfikat
Standardowy certyfikat produktu powinien zawierać nazwę producenta, adres, telefon obsługi posprzedażnej, model, strukturę specyfikacji, przekrój nominalny (zwykle przewód 2,5 kwadratowy, 4 kwadratowy itp.), Napięcie znamionowe (przewód jednożyłowy 450 /750V , dwużyłowy kabel ochronny 300/500V), długość (norma krajowa podaje długość 100M±0,5M), numer personelu inspekcyjnego, datę produkcji oraz numer normy krajowej lub znak certyfikacji.W szczególności model jednożyłowego drutu z tworzywa sztucznego z miedzianym rdzeniem oznaczony na zwykłym produkcie to 227 IEC01 (BV), a nie BV.Proszę zwrócić uwagę na kupującego.
Raport z inspekcji
Jako produkt mający wpływ na ludzi i mienie, kable zawsze były przedmiotem nadzoru i inspekcji rządowych.Stali producenci podlegają okresowym kontrolom urzędu nadzoru.Dlatego sprzedawca powinien być w stanie przedstawić raport z inspekcji działu kontroli jakości, w przeciwnym razie jakość drutu i produktów kablowych nie będzie miała podstaw.
Ponadto, aby określić, czy jest to kabel trudnopalny, czy kabel napromieniowany, lepszym sposobem jest odcięcie odcinka i podpalenie go.Jeśli wkrótce zapali się i spłonie samoistnie, oznacza to, że nie jest to kabel trudnopalny.Jeżeli zapalenie trwa długo, po opuszczeniu źródła ognia zgaśnie samoistnie i nie będzie wydzielał się ostry zapach wskazujący, że jest to kabel trudnopalny (kabel trudnopalny nie jest całkowicie niepalny, trudno zapalić).Kiedy pali się przez dłuższy czas, napromieniowany kabel będzie wydawał cichy trzaskający dźwięk, w przeciwieństwie do nienapromieniowanego kabla.Jeśli pali się przez dłuższy czas, powłoka powierzchni izolacyjnej poważnie odpadnie, a średnica nie zwiększy się znacząco, co wskazuje, że nie przeprowadzono obróbki sieciowania radiacyjnego.
I włóż rdzeń kabla do gorącej wody o temperaturze 90 stopni, rezystancja izolacji naprawdę napromieniowanego kabla nie spadnie gwałtownie w normalnych warunkach i pozostanie powyżej 0,1 megaoma/km.Jeśli rezystancja spada szybko lub nawet poniżej 0,009 megaoma na kilometr, kabel nie został usieciowany i napromieniowany.
Na koniec należy wziąć pod uwagę wpływ temperatury na wydajność fotowoltaicznych kabli prądu stałego.Im wyższa temperatura, tym niższa obciążalność prądowa kabla.Kabel należy instalować w miarę możliwości w wentylowanym miejscu.
Dlatego wybór odpowiednich rozmiarów przewodów dla układu słonecznego jest ważny zarówno ze względów wydajności, jak i bezpieczeństwa.Jeśli przewody będą miały zbyt mały rozmiar, nastąpi znaczny spadek napięcia na przewodach, co spowoduje nadmierną utratę mocy.Ponadto, jeśli przewody są zbyt małe, istnieje ryzyko, że przewody mogą się nagrzać do punktu, w którym może dojść do zapalenia się.
Prąd generowany przez panele słoneczne powinien docierać do akumulatora z minimalnymi stratami.Każdy kabel ma swoją własną rezystancję omową.Spadek napięcia spowodowany tą rezystancją jest zgodny z prawem Ohma:
V = I x R (tutaj V to spadek napięcia na kablu, R to rezystancja, a I to prąd).
Rezystancja ( R ) kabla zależy od trzech parametrów:
1. Długość kabla: Im dłuższy kabel, tym większy opór
2. Pole przekroju kabla: Większy obszar, tym mniejszy opór
3. Zastosowany materiał: miedź lub aluminium.Miedź ma mniejszą odporność w porównaniu do aluminium
W tym zastosowaniu preferowany jest kabel miedziany.Rozmiary przewodów miedzianych stosuje się według skali: American Wire Gauge (AWG).Im niższy numer miernika, tym mniejszy opór ma drut i tym samym większy prąd może bezpiecznie obsłużyć.
Przewodnik dla kupujących energię słoneczną poza siecią: Przewód i złącza prądu stałego
Dodatek: Charakterystyka izolacji kabli PV DC
1. Natężenie pola i rozkład naprężeń w kablach prądu przemiennego są zrównoważone.Materiał izolacyjny kabla koncentruje się na stałej dielektrycznej, na którą nie ma wpływu temperatura;natomiast rozkład naprężeń w kablach prądu stałego to maksymalna warstwa izolacyjna kabla, na którą wpływa rezystancja materiału izolacyjnego kabla.Pod wpływem współczynnika materiał izolacyjny ma zjawisko ujemnego współczynnika temperaturowego, to znaczy temperatura wzrasta, a rezystancja maleje;
Kiedy kabel pracuje, straty w rdzeniu powodują wzrost temperatury, a oporność elektryczna materiału izolacyjnego kabla odpowiednio się zmienia, co również powoduje odpowiednią zmianę naprężenia pola elektrycznego warstwy izolacyjnej.Innymi słowy, warstwa izolacyjna o tej samej grubości będzie się zmieniać pod wpływem temperatury.Wraz ze wzrostem jego napięcie przebicia odpowiednio maleje.W przypadku magistrali prądu stałego niektórych elektrowni rozproszonych, na skutek zmiany temperatury otoczenia, materiał izolacyjny kabla starzeje się znacznie szybciej niż kable ułożone w ziemi.Na ten punkt należy zwrócić szczególną uwagę.
2. Podczas procesu produkcji warstwy izolacyjnej kabla niektóre zanieczyszczenia nieuchronnie ulegną rozpuszczeniu.Mają stosunkowo małą rezystywność izolacji, a ich rozkład wzdłuż promieniowego kierunku warstwy izolacyjnej jest nierównomierny, co również będzie powodować różne rezystancje objętościowe w różnych częściach.Pod napięciem stałym pole elektryczne warstwy izolacyjnej kabla również będzie inne.W ten sposób rezystancja objętościowa izolacji będzie się szybciej starzeć i stanie się pierwszym ukrytym niebezpiecznym punktem przebicia. W kablu AC nie ma tego zjawiska.Ogólnie rzecz biorąc, naprężenia i wpływ materiału kabla prądu przemiennego są równoważone jako całość, podczas gdy naprężenie izolacji kabla magistrali prądu stałego jest zawsze najbardziej dotknięte w najsłabszym punkcie.Dlatego kable AC i DC w procesie produkcji kabli powinny podlegać różnym zarządzaniu i standardom.
3. Kable w izolacji z polietylenu usieciowanego są szeroko stosowane w kablach prądu przemiennego.Mają bardzo dobre właściwości dielektryczne i fizyczne, a także są bardzo opłacalne.Jednak jako kable prądu stałego mają problem z ładunkiem kosmicznym, który jest trudny do rozwiązania.Jest wysoko ceniony w kablach prądu stałego wysokiego napięcia. Kiedy polimer jest stosowany do izolacji kabla prądu stałego, w warstwie izolacyjnej występuje duża liczba lokalnych pułapek, co powoduje gromadzenie się ładunku przestrzennego wewnątrz izolacji.Wpływ ładunku przestrzennego na materiał izolacyjny odzwierciedla się głównie w dwóch aspektach: efektu zniekształcenia pola elektrycznego i efektu zniekształcenia pola nieelektrycznego.Uderzenie jest bardzo szkodliwe dla materiałów izolacyjnych. Tak zwany ładunek kosmiczny odnosi się do części ładunku, która przekracza neutralność jednostki strukturalnej substancji makroskopowej.W ciele stałym dodatni lub ujemny ładunek kosmiczny jest związany z pewnym lokalnym poziomem energii i dostarczany w postaci związanych stanów polaronowych.Efekt polaryzacji.Tak zwana polaryzacja ładunku przestrzennego to proces gromadzenia jonów ujemnych na granicy faz po stronie elektrody dodatniej i jonów dodatnich na granicy faz po stronie elektrody ujemnej w wyniku ruchu jonów, gdy w dielektryku znajdują się wolne jony. W polu elektrycznym prądu przemiennego migracja dodatnich i ujemnych ładunków materiału nie nadąża za szybkimi zmianami pola elektrycznego o częstotliwości sieciowej, więc nie wystąpią efekty ładunków kosmicznych;podczas gdy w polu elektrycznym prądu stałego pole elektryczne jest rozprowadzane zgodnie z opornością, która utworzy ładunki kosmiczne i wpłynie na rozkład pola elektrycznego.Istnieje duża liczba stanów lokalnych w izolacji polietylenowej, a efekt ładunku kosmicznego jest szczególnie poważny.Warstwa izolacyjna z usieciowanego polietylenu jest usieciowana chemicznie i stanowi integralną usieciowaną strukturę.Jest to polimer niepolarny.Z punktu widzenia całej konstrukcji kabla, sam kabel jest jak większy kondensator.Zatrzymanie transmisji prądu stałego jest równoznaczne z zakończeniem ładowania kondensatora.Chociaż rdzeń przewodnika jest uziemiony, nie można go skutecznie rozładować.W kablu nadal występuje duża ilość prądu stałego, co stanowi tak zwany ładunek kosmiczny.Te ładunki kosmiczne nie przypominają prądu przemiennego.Kabel jest zużywany ze stratami dielektrycznymi, ale wzbogaca się w przypadku defektu kabla;kabel w izolacji z polietylenu usieciowanego, wraz z wydłużaniem się czasu użytkowania lub częstymi przerwami i zmianami natężenia prądu, będzie gromadził coraz więcej ładunków kosmicznych.Przyspieszenie starzenia się warstwy izolacyjnej, wpływając w ten sposób na żywotność.Dlatego też właściwości izolacyjne kabla magistralnego prądu stałego w dalszym ciągu bardzo różnią się od właściwości izolacji kabla prądu przemiennego.
2020-11-23
