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

　　在家用光伏系統(tǒng)中，為了降低電量損耗，保障人們生命財(cái)產(chǎn)安全，延長(zhǎng)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(xiǎn)要遠(yuǎn)大于銅線。其實(shí)，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(xiǎn)大的原因有以下幾點(diǎn)：

　　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(shí)，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(shí)際上使用鋁線的安裝商，都是想省成本的，根本不會(huì)去用銅鋁接頭。

　　銅鋁直接連接，就會(huì)形成了一種化學(xué)電池，這是由于鋁易于失去電子成為負(fù)極，銅難以失去電子成為正極，于是在正負(fù)極之間就形成了一個(gè)1.69V的電動(dòng)勢(shì)，并有一個(gè)很小的電流通過，腐蝕鋁線，即電化學(xué)腐蝕。這樣就會(huì)引起銅鋁之間接觸不良，接觸電阻增大。當(dāng)有電流通過時(shí)，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(yán)重。這是因?yàn)殇X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(gè)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(shí)，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(duì)于PVC絕緣的鋁芯電線、電纜，還可能出現(xiàn)另一個(gè)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(shí)，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(shí)，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(xiǎn)。

　　4)高膨脹系數(shù)。

　　鋁的膨脹系數(shù)高達(dá)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(shí)，連接點(diǎn)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(dòng)，并因進(jìn)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(shí)發(fā)熱將更劇，使情況更為惡化，嚴(yán)重時(shí)可能因產(chǎn)生異常高溫或進(jìn)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(shí)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(wú)論連接處是否通電，有無(wú)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(wú)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(shì)

　　導(dǎo)體性能上，銅具有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。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(wú)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(lái)看，鋁導(dǎo)體的線性膨脹系數(shù)遠(yuǎn)大于銅導(dǎo)體，無(wú)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(huì)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(huì)惡性循環(huán)。從抗張強(qiáng)度和抗蠕變能力角度看，從極限抗張強(qiáng)度和屈服抗張強(qiáng)度來(lái)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(jìn)，但仍不及銅導(dǎo)體。綜合幾個(gè)方面的主要性能來(lái)看，無(wú)論是導(dǎo)電性能、機(jī)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(jì)選型主要考慮整個(gè)全生命周期(30)年投資和損耗費(fèi)用之和最小的選項(xiàng)。在線路運(yùn)行過程，30年的損耗所耗費(fèi)的成本要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于初期投資建設(shè)的費(fèi)用，在經(jīng)濟(jì)效益上，鋁芯電纜具有優(yōu)勢(shì)。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(jià)值，而鋁不能回收利用，當(dāng)鋁電纜不再使用后，沒有任何價(jià)值。

　　逆變器的輸出防水接頭，其線徑也是按照銅線來(lái)設(shè)計(jì)的，如果采用鋁線，則需要大一型號(hào)的線。如30KW逆變器，設(shè)計(jì)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。