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PV1-F光伏电缆串联与并联敷设，布线对载流量影响

发布时间：2026-10-08 点击次数：

PV1-F光伏电缆串联与并联敷设对载流量的影响

一、PV1-F电缆基本参数

| 参数 | 典型值 |
||--|
| 额定电压 | DC 1.8/3.0 kV |
| 导体材质 | 镀锡铜绞线 |
| 绝缘材料 | 交联聚乙烯(XLPE) |
| 长期工作温度 | 90°C |
| 短路温度 | 250°C |
| 标准 | EN 50618 / TÜV 2PfG 1169 |

二、串联与并联的基本概念

1. 串联（Series）
- 电流路径依次通过每根电缆
- 同一电流流过所有电缆段
- 载流量由单根电缆的能力决定

2. 并联（Parallel）
- 电流分流到多根电缆
- 每根电缆承担总电流的一部分
- 总载流量 ≈ 各根电缆载流量之和 × 降容系数

三、敷设方式对载流量的核心影响

关键原理：热量积累 → 降容

> 电缆载流量本质上由允许温升决定。多根电缆紧挨敷设时，互相加热，环境温度升高，必须降容。

1. 载流量降容系数（Grouping Derating Factor）

以 EN 50618 / IEC 60287 为参考，典型降容系数：

| 并行电缆根数 | 无间距 | 间距=1×D | 间距=2×D | 间距=3×D |
|::|::|::|::|::|
| 2根 | 0.80~0.85 | 0.88~0.92 | 0.93~0.95 | 0.96~0.98 |
| 3根 | 0.70~0.75 | 0.80~0.85 | 0.88~0.92 | 0.93~0.95 |
| 4根 | 0.60~0.65 | 0.72~0.78 | 0.82~0.88 | 0.90~0.93 |
| 6根 | 0.50~0.55 | 0.65~0.72 | 0.78~0.85 | 0.85~0.90 |

> D = 电缆外径

2. 敷设方式分类及影响

┌─────────────────────────────────────────────┐
│ 敷设方式对载流量影响层级 │
├─────────────┬───────────────────────────────┤
│ 敷设方式 │ 相对载流量影响 │
├─────────────┼───────────────────────────────┤
│ 架空/开放 │ 基准值 100%（最佳散热） │
│ 穿管敷设 │ 降容 20%~40%（管内聚集） │
│ 桥架多层 │ 降容 15%~35%（层间叠加热） │
│ 直埋敷设 │ 降容 10%~25%（土壤热阻） │
│ 密集捆绑 │ 降容 30%~50%（最差散热） │
└─────────────┴───────────────────────────────┘

四、串联 vs 并联敷设的具体对比分析

场景一：串联敷设（Single Path）

组件组A ──[PV1-F电缆L1]──→ 汇流箱 ──[PV1-F电缆L2]──→ 逆变器
↑
电流相同 I

| 因素 | 影响 |
|||
| 载流量决定 | 由单段最弱环节决定 |
| 降容影响 | 每段独立计算，取决于该段的敷设方式 |
| 总损耗 | I²R₁ + I²R₂，与总长度成正比 |
| 压降 | 两段叠加 |

场景二：并联敷设（Parallel Paths）

┌──[PV1-F电缆①]──┐
组件组A ──┤ ├──→ 汇流箱（并联汇流）
└──[PV1-F电缆②]──┘
↑
总电流 I = I₁ + I₂

| 因素 | 影响 |
|||
| 理论总载流量 | I_total = I₁ + I₂（各根载流量之和） |
| 实际总载流量 | I_total = (I₁_base + I₂_base) × K_group |
| 降容影响 | 两根紧挨敷设时互相加热，必须降容！ |
| 优势 | 可增大总截面，降低单根电流密度 |
| 风险 | 电流不均分配（因阻抗微小差异） |

五、并联敷设的特殊问题：电流不均衡

问题描述
两根并联电缆若长度/阻抗不完全一致，电流分配不均：

$$I_1 = I_{total} \times \frac{R_2}{R_1 + R_2}, \quad I_2 = I_{total} \times \frac{R_1}{R_1 + R_2}$$

后果
- 一根过载 → 局部过热 → 恶性循环
- 降容系数需要额外保守取值

工程对策
- ✅ 并联电缆等长、等截面、等路径
- ✅ 使用专用并联接线端子/汇流排
- ✅ 载流量计算时取0.9~0.95的不均衡系数

六、实际载流量计算示例

基准条件
- PV1-F 1×6mm²，环境温度30°C，架空敷设
- 基准载流量（参考EN 50618）：约 55~60A（90°C导体）

不同敷设场景

| 场景 | 敷设方式 | 根数 | 降容系数K | 实际单根载流量 | 总载流量 |
|||::|::|:-:|:-:|
| A | 架空，间距3D | 1 | 1.00 | 58A | 58A |
| B | 桥架并排，无间距 | 2 | 0.80 | 46A | 92A |
| C | 桥架并排，间距2D | 2 | 0.90 | 52A | 104A |
| D | 穿管，4根 | 4 | 0.60 | 35A | 140A |
| E | 穿管，4根+不均衡 | 4 | 0.55 | 32A | 128A |

七、关键设计建议

🔧 串联敷设建议
1. 全长统一计算，取最不利段的载流量
2. 长距离时考虑电压降（DC系统尤为重要，通常≤1%）
3. 中间接头尽量减少

🔧 并联敷设建议
1. 必须做降容计算，不可简单相加
2. 间距 ≥ 2倍电缆外径可显著减少降容
3. 每根电缆独立过流保护（熔断器/断路器）
4. 确保阻抗匹配，避免电流不均
5. 推荐并联根数 ≤ 3根（超过后降容严重，性价比降低）

🔧 通用原则

载流量修正公式：

I_actual = I_base × K_temp × K_group × K_install × K_soil(直埋)

其中：
K_temp → 环境温度修正（30°C以上降容）
K_group → 并行/成组修正（根数+间距）
K_install → 敷设方式修正（穿管/桥架/直埋）

八、总结对比

| 对比项 | 串联敷设 | 并联敷设 |
|--|||
| 载流量决定 | 单根能力 | 多根之和 × 降容 |
| 散热条件 | 各段独立 | 互相影响，需降容 |
| 电压降 | 累加 | 可降低（分流） |
| 可靠性 | 单点故障全断 | 冗余性好 |
| 施工复杂度 | 简单 | 需注意均衡 |
| 适用场景 | 短距离、小电流 | 大电流、长距离 |

> 核心结论：并联敷设并非简单的载流量叠加，多根电缆紧密敷设时的相互热效应会导致显著降容（可达30%~50%）。工程设计中必须根据具体敷设方式、间距、环境温度进行系统的载流量修正计算。

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