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編者按：隨著光伏行業(yè)的發(fā)展，組件和逆變器的價(jià)格下降了90%，但電纜的成本卻一直未降。在設(shè)計(jì)得當(dāng)?shù)那闆r下，確保系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行和安全的前提下，少部分交流電纜采用鋁合金電纜將降低一部分的成本。

光伏平價(jià)上網(wǎng)時(shí)代，控制系統(tǒng)成本非常關(guān)鍵。近十年來(lái)，組件和逆變器的價(jià)格下降了90%，給光伏系統(tǒng)的整體成本下降帶來(lái)了很大的貢獻(xiàn)，但電纜的成本卻一直未降。在大型項(xiàng)目中，電纜在系統(tǒng)中的占比達(dá)到10%，比逆變器還要高。其實(shí)只要設(shè)計(jì)和安裝得當(dāng)，在保證系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)和安全的前提下，部分交流電纜采用鋁合金電纜，可以降低一部分成本。


光伏電站的電纜分為直流電纜與交流電纜，其中組件與組件之間的直流電纜和組件到逆變器之間的直流電纜，一般要求要用光伏專(zhuān)用直流電纜，而從逆變器出來(lái)到交流配電柜之間的電纜，配電柜到變壓器之間的電纜，則沒(méi)有要求用什么電纜。

什么是鋁合金電纜：鋁合金電纜是以AA8030 系列鋁合金材料為導(dǎo)體的新型材料電力電纜。鋁合金的電阻率介于鋁與銅之間，高于銅，略低于鋁，在相同載流量前提下，同等長(zhǎng)度的鋁合金導(dǎo)體的重量?jī)H為銅的一半。


上面是鋁電纜和銅電纜的載流量對(duì)比，可以看到，當(dāng)鋁合金導(dǎo)體的截面積是銅1.5倍時(shí)，鋁合金電纜和銅電纜電一樣，實(shí)現(xiàn)了相同的載流量、電阻和線(xiàn)損。


使用壽命方面：金屬表面與氧發(fā)生作用后，生成不同的金屬氧化物。鋁的氧化物能構(gòu)成致密的有一定硬度的表面保護(hù)膜。銅的氧化物俗稱(chēng)銅綠，介于以上兩者之間，是一種有毒物質(zhì)。

經(jīng)濟(jì)方面，這是最重要的方面。以下是0.6/1kV電壓等級(jí)，YJLHV鋁合金電纜鋁電纜和YJV銅電纜的價(jià)格對(duì)比，導(dǎo)線(xiàn)面積的單位是平方毫米，價(jià)格是元/每米：

從上表可以看到，鋁合金電纜的成本約為銅芯電纜的25%~50%，采用鋁合金電纜成本優(yōu)勢(shì)比較大。我們可以做一個(gè)對(duì)比，在一個(gè)400kW的村級(jí)扶貧電站，從交流配電柜到升壓變壓器的距離為1500米，400kW電站輸出最大電流為580A，如果采用銅電纜，每一相需用兩根150平方，3相要用6根，總長(zhǎng)度是9000米，價(jià)格是86.4萬(wàn)；如果用鋁合金用兩根240平方，總長(zhǎng)度也是9000米，價(jià)格是45萬(wàn)，可節(jié)省41.4萬(wàn)元，并且240平方的鋁線(xiàn)比150平方的銅線(xiàn)損耗更低。

還有一種稀土鋁合金電纜，采用高延伸率鋁合金材料，在純鋁中通過(guò)加入硼等稀土微量元素材料，并經(jīng)輥壓技術(shù)及特殊的退火工藝處理，電纜具有較好的柔韌性。當(dāng)其表面與空氣接觸時(shí)，可形成一種薄而堅(jiān)固的氧化層，能耐受各種腐蝕。即使在長(zhǎng)時(shí)間過(guò)載或過(guò)熱時(shí)，也能保證連接的穩(wěn)定性，成本比普通的鋁合金電纜稍高10%左右。

鋁電纜的應(yīng)用范圍：長(zhǎng)距離的架空線(xiàn)，空間比較大的地下電纜溝，有可靠固定橋架的地方，可考慮使用鋁電纜。

鋁電纜的使用注意事項(xiàng):

銅的熔點(diǎn)為1080℃，而鋁和鋁合金的熔點(diǎn)為660℃，所以銅導(dǎo)體是耐火電纜更好的選擇。現(xiàn)在一些鋁合金電纜廠(chǎng)家宣稱(chēng)可以生產(chǎn)耐火鋁合金電纜并且通過(guò)了相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試，但鋁合金電纜與鋁電纜此方面沒(méi)有差別，如果處于火災(zāi)中心，即溫度高于鋁合金和鋁電纜熔點(diǎn)時(shí)，不論電纜采取何種隔熱措施，電纜會(huì)在很短的時(shí)間內(nèi)融化，喪失導(dǎo)電功能，因此鋁合金不宜用做耐火電纜導(dǎo)體，也不宜在人口密集的城市配電網(wǎng)、樓宇、廠(chǎng)礦中使用。

相對(duì)于鋁芯電纜，銅芯柔性好，允許的彎度半徑小，反復(fù)折彎不易斷裂，所以拐彎較多，穿管較多或線(xiàn)路復(fù)雜的場(chǎng)合，不宜使用鋁電纜。

由于電氣開(kāi)關(guān)接設(shè)備的端子都是采用銅的，銅鋁直接相接，通電后就會(huì)產(chǎn)生原電池的化學(xué)反應(yīng)：活潑性更高的鋁就會(huì)加速氧化，導(dǎo)致接頭處電阻變高，載流量變低，所以在銅鋁相接時(shí)需要采取一些措施，比如使用銅鋁過(guò)渡接線(xiàn)端子或者銅鋁過(guò)渡接線(xiàn)排，消除電化學(xué)反應(yīng)。

原標(biāo)題：光伏系統(tǒng)如何巧用鋁合金電纜？