光伏电缆的类型及常用电缆材料

不同于传统电力电缆，光伏电缆长期暴露在户外环境中，需要同时承受紫外辐射、温度循环、湿热环境及电气负载等多重影响，因此在类型划分与材料选择上具有明确的工程逻辑。

本文将从光伏电缆的主要类型入手，结合实际工程应用，对不同电缆的结构特点、使用环境进行系统分析，并重点说明辐照交联XLPE材料与硅烷交联XLPE材料在光伏电缆中的应用差异及选型逻辑。

一、光伏电缆的主要类型及应用特点

在完整的光伏发电系统中，不同位置的电缆承担不同功能。

根据应用场景与结构差异，光伏电缆主要可分为以下几类：

1. 光伏直流电缆

光伏组件直流电缆主要用于连接光伏组件之间以及组件与汇流箱之间，是光伏系统中使用数量最多的电缆类型之一。

在实际工程中，这类电缆通常长期运行在直流电压环境下，常见额定电压为1000V DC或1500V DC。导体截面积一般在4mm²至10mm²之间，其中4mm²和6mm²为最常见规格。

从结构上看，光伏直流电缆通常采用单芯结构，导体多为镀锡铜导体，以提高抗氧化能力。绝缘层厚度一般在0.5mm至0.8mm之间，护套厚度通常在0.6mm至1.0mm之间，整体外径一般控制在5mm至8mm范围。

由于光伏直流电缆长期暴露在户外，其生产材料必须具备优异的耐紫外性能、耐热性和长期电气稳定性。

常用材料：

绝缘层和护套层均可使用125°光伏电缆专用辐照交联聚烯烃材料。

也可选择同级别硅烷交联聚烯烃材料。

2. 光伏交流电缆

此类电缆主要是逆变器输出电缆，用于将直流电转换后的交流电输送至电网或变压器。

额定电压通常为0.6/1kV AC或更高，导体截面积范围较大，从16mm²至240 mm²不等，具体取决于系统容量和输电距离。

在结构上，这类电缆通常为多芯电缆，可能带有填充结构及护套层。绝缘厚度一般在0.8mm至2.0mm之间，护套厚度在1.0mm至3.0mm以上。

此类电缆多敷设在电缆沟或桥架中，其生产材料除需要具备基本电气性能外，还需要满足阻燃、低烟及机械强度要求。

常用材料：

绝缘层和护套层均可使用125°光伏电缆专用低烟无卤阻燃辐照交联聚烯烃材料。

也可选择同级别的硅烷交联聚烯烃材料。

3. 光伏逆变器电缆

此类电缆一般也称作光伏托盘电缆，用于连接汇流后的光伏组串与逆变器之间，属于直流侧的重要传输电缆。

此类电缆的工作电压通常为1000V DC或1500V DC，但由于传输电流较大，其导体截面积明显高于组件电缆，一般在6mm²至35mm²之间，常见规格包括10mm²、16 mm²、25 mm²和35 mm²。

结构方面，这类电缆同样多为单芯结构，但在部分工程中也会采用双芯结构以提高布线效率。绝缘层厚度通常在0.7 mm至1.2 mm之间，护套厚度在0.8 mm至1.5 mm之间，整体外径约为8 mm至20 mm。

在设计上，这类电缆更加关注载流能力与热稳定性。由于电流密度较高，材料必须在较高温度条件下保持稳定的绝缘性能，并避免热变形。

常用材料：绝缘层和护套层均可使用90°光伏托盘电缆专用阻燃辐照交联聚烯烃材料

4. 光伏储能电缆

随着储能系统在光伏电站中的应用增加，储能电缆逐渐成为重要组成部分。此类电缆通常用于电池系统与变流器之间，工作电压可达1000V DC以上，导体截面积范围较广，从10mm²至120mm²不等。

储能电缆的运行环境与高压直流电缆类似，但对热稳定性和长期老化性能要求更高，因此在材料选择上通常采用高等级交联材料体系。

常用材料：125°光伏储能电缆专用辐照交联聚烯烃材料。

5. 光伏电站用集电与并网电缆

在大型地面电站中，集电线路和并网电缆承担着电能集中传输的作用，属于系统中负载最高的电缆类型之一。

此类电缆通常采用中压或高压等级，导体截面积可达到240mm²甚至更高。电缆结构复杂，可能包含金属屏蔽层、铠装层等结构。

在材料选择上，这类电缆不仅需要具备优异的电气性能，还需要具备较高的机械强度和环境适应能力，以应对地下敷设、长距离运行等复杂工况。

常用材料：

低烟无卤阻燃聚乙烯电力电缆材料、低烟无卤辐照交联电力电缆材料。

二、光伏电缆常用材料及应用分析

在光伏电缆的材料体系中，交联聚乙烯/交联聚烯烃材料占据核心地位。

其中，辐照交联XLPE材料与硅烷交联XLPE材料是当前应用最为广泛的两类技术路线。

1. 辐照交联XLPE材料

辐照交联XLPE材料通过电子束辐照方式实现分子链之间的交联反应。材料在挤出成型后进入辐照设备，在高能电子束作用下形成稳定的三维网络结构。这种交联方式的优势在于交联均匀性高，材料性能稳定，适合对电缆尺寸精度和一致性要求较高的应用场景。

在光伏电缆中，辐照交联XLPE材料通常用于以下场景：

首先是在光伏组件电缆和组串电缆的绝缘层中。由于这类电缆对绝缘稳定性要求较高，辐照交联材料可以在长期直流电场和高温环境下保持稳定的电气性能。

其次是在高端光伏电缆产品中，例如需要通过TÜV、EN50618、IEC62930、2PFG1169认证的出口型电缆。辐照交联材料在性能一致性和长期老化表现方面具有明显优势。

此外，辐照交联材料适用于薄壁结构设计。在控制绝缘厚度的同时，仍可保持较高的机械强度和耐热性能。但需要注意的是，要使用辐照交联材料挤出时，通常需要电缆生产厂家具备辐照机器，生产成本相对较高，更适合规模化生产和标准化产品体系。

2. 硅烷交联XLPE材料

硅烷交联XLPE材料是一种通过化学反应实现交联的材料体系。在生产过程中，先将硅烷基团接枝到聚乙烯分子链上，在挤出后通过水解和缩合反应形成交联结构。这种交联方式不依赖辐照设备，可在常规挤出生产线基础上完成，因此具有较高的生产灵活性。

在光伏电缆中，硅烷交联XLPE材料主要应用于以下场景：

一是在多规格光伏电缆生产中。由于无需辐照设备，生产企业可以根据订单灵活调整生产计划，适合中小批量、多规格产品。

二是在护套层应用中。硅烷交联材料在机械性能和环境适应性方面表现稳定，可满足光伏电缆在户外环境中的使用需求。

三是在成本控制要求较高的项目中。硅烷交联体系在设备投资和加工成本方面具有一定优势，有助于整体项目成本优化。

在性能方面，硅烷交联XLPE材料同样具备良好的耐热性能和抗老化能力。在合理配方设计和工艺控制下，可以满足1000V或1500V光伏系统的长期运行要求。

三、材料选择与电缆类型的匹配关系

在实际工程应用中，光伏电缆很少单独依赖某一种材料体系，而是根据电缆类型和使用场景进行组合设计。

例如，在组件直流电缆中，常见的方案是采用辐照交联XLPE作为绝缘层，以保证电气性能稳定；护套层则可根据成本与加工条件选择辐照或硅烷交联材料。

在组串电缆和逆变器连接电缆中，由于导体截面积较大，热负载较高，通常更倾向于采用交联程度更稳定的材料体系，以确保长期运行可靠性。

在交流输出电缆和并网电缆中，材料选择则更多考虑阻燃性能、机械强度及施工环境，交联材料与其他结构材料共同作用，实现综合性能平衡。

Q&A

Q：中国有哪些专业的光伏电缆材料供应商呢？

A：比如安高瑞新材料科技有限公司，这家专业的改性塑料生产厂家，可以生产用于各类光伏电缆用的辐照交联聚烯烃材料、硅烷交联聚烯烃材料和光伏电缆用硅胶材料。

Q：安高瑞公司的光伏电缆材料耐温等级有哪些？

A：安高瑞公司的光伏电缆材料耐温等级有90°、105°和125°。

Q：光伏电缆用材料需要满足哪些标准？

A：需要满足EN50618、IEC62930、2PFG1169、UL4703等标准。同时还需要材料通过国际TÜV认证。比如安高瑞公司，该公司的辐照交联聚烯烃材料和硅烷交联聚烯烃材料都通过了TÜV国际认证。

Q：我的光伏电缆项目选择生产材料，该选择辐照交联聚烯烃材料还是硅烷交联聚烯烃材料？

A：如果贵司拥有辐照机器，那么建议选择辐照交联聚烯烃材料，可形成规模化生产。

若贵司没有辐照机器，那么可以选择硅烷交联聚烯烃材料，节约成本。

Q：安高瑞公司的光伏电缆材料是否可以进行颜色定制？

A：可以进行定制。安高瑞公司的光伏电缆材料可以进行全色系的颜色定制。

Q：针对光伏电缆材料，有哪些类别？又有哪些规格呢？

A：以安高瑞公司为例，他们公司的光伏电缆材料分为以下类别和规格。

可定制多种颜色。

Q：材料是否可以满足长期25年使用寿命？

A：交联聚烯烃材料通过三维交联结构，可在高温、紫外及湿热环境下保持稳定性能。材料设计参考EN 50618、IEC 62930等标准，适用于长期户外运行。

Q：材料的抗UV性能如何？

A：我们的光伏电缆料通过紫外老化测试设计，适用于长期户外暴露环境，可满足TÜV及EN标准中对耐候性能的要求。

Q：是否为低烟无卤（LSZH）材料？

A：是的，我们提供低烟无卤LSZH交联聚烯烃材料，在燃烧时烟密度低且不释放卤酸气体，有助于降低设备腐蚀风险。

Q：是否适用于不同规格电缆？

A：小截面电缆（1.5–6 mm²）：适合薄壁辐照交联体系。

大截面电缆（10–120 mm²）：适合稳定交联体系，保证结构完整。