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太阳能 PV 系统的电线填充率图表
太阳能 PV 电线填充：DC 侧用 10 AWG PV 线，AC 逆变器输出按逆变器额定值选型，EMT 或 PVC 管路。由 NEC Article 690 规定。
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太阳能 PV 系统的电线填充率由 NEC Article 690 规定。典型住宅串式 PV 在 DC 侧使用 10 AWG USE-2/PV 线从组件接到汇流箱或逆变器，AC 侧使用按逆变器额定输出选型的 THHN/THWN-2。室内管路通常为 EMT，室外为 PVC 或 EMT。Article 690 规定了独特的导体选型规则：PV 源电路按组件短路电流的 156%，并考虑屋顶温度因素。
负载特性
住宅 PV 系统差异很大：
| 系统 | DC 电压范围 | 每串 DC 电流 | AC 输出（240V） |
|---|---|---|---|
| 5 kW 住宅 | 300-500V | 10A | 21A |
| 8 kW 住宅 | 350-600V | 10-13A | 33A |
| 10 kW 住宅 | 400-600V | 13-15A | 42A |
| 12 kW 带储能 | 400-600V | 15-18A | 50A |
DC 侧受组件限流（现代板的 Isc 几乎不超过 14A）。AC 侧由逆变器铭牌的连续输出电流决定。
NEC 规范条款
- NEC 690.7 —— 最大 DC 电压（Voc × 低温乘数）
- NEC 690.8 —— 电路电流选型（1.25 × Isc，再乘 1.25 计入连续）
- NEC 690.9 —— 过电流保护
- NEC 690.12 —— 快速关断
- NEC 690.13/690.15 —— DC 与 AC 断路开关
- NEC 690.31 —— 接线方式与导体分离
- NEC 690.45-47 —— 设备接地与跨接
- NEC 705 —— 与电网互联（汇流条 120% 规则）
导体选型 —— DC 侧
PV 源电路导体载流量必须 ≥ 1.56 × Isc：
| 组件 Isc | 1.56 × Isc | 最小铜（75°C） | 常用线径 |
|---|---|---|---|
| 9A | 14.0A | 14 AWG（20A） | 10 AWG |
| 11A | 17.2A | 14 AWG | 10 AWG |
| 13A | 20.3A | 12 AWG（25A） | 10 AWG |
| 15A | 23.4A | 10 AWG（35A） | 10 AWG |
多数住宅串式安装在源电路上使用 10 AWG PV 线/USE-2，因为它能耐受屋顶高温并具有充裕的电压降余量。
导体选型 —— AC 侧
逆变器 AC 输出属于连续负载。按 NEC 690.8(B) 以额定连续输出电流的 125% 选型：
| 逆变器 AC 输出 | × 1.25 | 铜 THHN | 铝 |
|---|---|---|---|
| 24A（~6 kW） | 30A | 10 AWG | 8 AWG |
| 32A（~7.7 kW） | 40A | 8 AWG | 6 AWG |
| 40A（~9.6 kW） | 50A | 8 AWG | 6 AWG |
| 48A（~11.5 kW） | 60A | 6 AWG | 4 AWG |
| 64A（~15 kW） | 80A | 4 AWG | 2 AWG |
导管选型
典型 DC 干线 3 × 10 AWG PV 线（PV+、PV-、EGC）穿 EMT 或 PVC：
| 管路 | 导体 | 截面积 | 填充率 |
|---|---|---|---|
| 1/2" EMT | 3 × 10 PV 线（0.0260 in²） | 0.0780 in² | 39.6%（超 40%） |
| 3/4" EMT | 3 × 10 PV 线 | 0.0780 in² | 16.5% |
| 1/2" PVC Sch 40 | 3 × 10 | 0.0780 in² | 26.1% |
| 3/4" PVC Sch 40 | 3 × 10 | 0.0780 in² | 14.7% |
虽然 3 根 10 AWG 在 1/2" EMT 中刚好低于 40%，但多数施工方使用 3/4" EMT 以保留余量、便于在屋顶弯曲处穿线。
对于多串大功率逆变器：
| 导体 | 所需管路 |
|---|---|
| 6 × 10 PV 线 + 1 × 10 EGC | 1" EMT（约 33% 填充率） |
| 8 × 10 PV 线 + 1 × 10 EGC | 1-1/4" EMT |
AC 侧：40A 逆变器配 3 × 8 AWG + 1 × 10 EGC —— 在 3/4" EMT 中约 28%。
特殊要求
- 快速关断（NEC 690.12）—— 组件级或串级快速关断设备。
- DC 断路开关位于逆变器视线内。
- AC 断路开关通常是位于逆变器与主电箱之间的 60A 无熔断断路开关。
- 120% 规则（NEC 705.12）—— 同一汇流条上逆变器断路器 + 主断路器不得超过汇流条额定值的 120%。常用做法是将反馈断路器装在与主断路器相对的另一端。
- 设备接地 —— 按 NEC 250.122 以过电流保护设备选型，而非按导体选型。
实例计算 —— 8 kW PV 系统
系统：24 块 350W 组件，2 串各 12 块。逆变器：7.6 kW 240V 单相，连续 AC 输出 32A。组件 Isc = 11A。
- DC 源电路：4 根（2 串 × +/-）10 AWG PV 线 + 10 AWG EGC，穿 3/4" EMT 从屋顶汇流箱接到逆变器。填充率：5 × 0.0260 = 0.130 in² 在 3/4" EMT 中（40% 限值 0.213 in²）= 24.4%，通过。
- AC 输出：32A × 1.25 = 40A。使用 8 AWG 铜 THHN。3 × 8 AWG + 1 × 10 EGC 穿 3/4" EMT 接 AC 断路开关，再到 40A 反馈断路器。
- 120% 校核：200A 主电箱汇流条，200A 主断路器 + 40A PV 断路器装在汇流条另一端 = 240A。200 × 1.2 = 240A。通过（正好到限）。
可用导管填充率计算器进行验证。
速查表
| 部件 | 导线 | 导管 |
|---|---|---|
| DC 干线（单串，10A 组件） | 10 AWG PV 线 × 3 | 3/4" EMT |
| DC 干线（2 串） | 10 AWG PV 线 × 5 | 3/4-1" EMT |
| AC 输出（7.6 kW 逆变器） | 8 AWG THHN × 3 | 3/4" EMT |
| AC 输出（11.5 kW 逆变器） | 6 AWG THHN × 3 | 3/4-1" EMT |
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图 99
常见问题
不能。NEC 690.31(B) 要求 PV 源电路和输出电路与其他系统分开，除非共用同一接线盒或外壳。从阵列到逆变器或汇流箱的 PV DC 导体需独立走管。