PV-電纜(光伏組件用電纜)

1、技術(shù)規(guī)范

   PV-電纜（光伏組件用電纜）目前尚無國家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，本試驗(yàn)技術(shù)規(guī)范所涉及到的要求來自于德國標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)PV-系統(tǒng)用電線K411.2.3工作組的初稿。

   這個(gè)初稿將作為德國國家標(biāo)準(zhǔn)報(bào)批稿進(jìn)行發(fā)布。

   德國萊茵TUV(上海)將用此技術(shù)規(guī)范對(duì)PV-電纜的性能進(jìn)行檢測和評(píng)估。

   在德國萊茵TUV公司內(nèi)部此技術(shù)規(guī)范的文件編號(hào)為2PfG 1169/08.2007。

2、使用范圍

   2PfG 1169/08.2007適用于最高允許1.8kV(線芯對(duì)線芯，非接地系統(tǒng))直流電壓、在光伏系統(tǒng)中CD側(cè)使用的單芯軟電纜(電線)。

   該產(chǎn)品適合于Ⅱ類安全等級(jí)下使用。

   電纜運(yùn)行的環(huán)境溫度最高到90℃。

   電纜可以多根并聯(lián)使用。

3、特殊名詞術(shù)語

   PV 系統(tǒng)(photovoltaic system)：光伏系統(tǒng)(太陽能系統(tǒng))。

   DC側(cè)(DC side)：光伏裝置中從光伏電池到光伏換流器直流端子之間的部分。

   標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)條件下的開路電壓(UOC STC)：在標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)條件下，未加載(開路)的光伏組件、光伏電線、光伏列陣、光伏發(fā)電機(jī)或光伏換流器直流側(cè)的電壓。

標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)條件下的短路電流(ISC TC)：在標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)條件下，光伏組件、光伏電線、光伏列陣或光伏發(fā)電機(jī)的短路電流。

4、無鹵PV-電纜的基本信息

4.1電纜型號(hào)

    PV1-F

4.2電纜特性

   ●額定電壓：

     AC U0/U=0.6/1kV

     DC 1.8kV(線芯對(duì)線芯，非接地系統(tǒng),沒有負(fù)載下的回路)

    如果電纜使用在直流系統(tǒng)中，其導(dǎo)體間的額定電壓應(yīng)不大于電纜AC額定值U的1.5倍。在單相接地直流系統(tǒng)中，此數(shù)值應(yīng)乘以0.5的系數(shù)。

●溫度范圍：

     環(huán)境溫度： -40℃到+90℃

     導(dǎo)體最高工作溫度：120℃

     電纜運(yùn)行的環(huán)境溫度最高到90℃。依據(jù)EN60216-1標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行考核，其絕緣和護(hù)套的溫度指數(shù)是120℃。

     期望使用壽命是25年

     5秒鐘的短路溫度是200℃

4.3電纜結(jié)構(gòu)

   ●導(dǎo)體

     導(dǎo)體芯數(shù)： 1

     導(dǎo)體是EN60228(IEC60228、GB/T3956)中的第5類導(dǎo)體，而且必須是鍍錫的。

   ●導(dǎo)體的截面

     1.5，2.5，4，6，10，16，25，35mm²。

    ●導(dǎo)體隔離層

      在導(dǎo)體周圍可以使用一層合適的無鹵材料作為隔離層。

    ●絕緣

      絕緣應(yīng)是擠出型的無鹵材料，應(yīng)是一層或緊密粘附著的幾層組成。絕緣應(yīng)是實(shí)心且材質(zhì)均勻，在剝離絕緣時(shí)必須盡可能不要損傷絕緣本身、導(dǎo)體和鍍錫層。

      絕緣厚度由生產(chǎn)商規(guī)定，但最小值必須≥0.5mm。

                                           建議的絕緣厚度

    ●導(dǎo)體隔離層

      在絕緣周圍可以使用一層合適的無鹵材料作為隔離層。

●護(hù)套

      絕緣線芯必須有護(hù)套包覆，護(hù)套應(yīng)是合適的無鹵材料。

      護(hù)套應(yīng)是擠出型的無鹵材料，應(yīng)是一層或緊密粘附著的幾層組成。

      護(hù)套厚度由生產(chǎn)商規(guī)定，但最小值必須≥0.5mm。

                                         建議的護(hù)套厚度

●外徑

      外徑的平均值應(yīng)在生產(chǎn)商規(guī)定的范圍內(nèi)。

    ●多芯結(jié)構(gòu)

      在多芯結(jié)構(gòu)中每一個(gè)單芯電纜都應(yīng)符合本技術(shù)文件的要求；在多芯結(jié)構(gòu)中每一個(gè)附加元件都應(yīng)符合本技術(shù)文件的要求。

4.4電纜載流量的要求

                            環(huán)境溫度：60℃，導(dǎo)體最高工作溫度：120℃

                        偏離環(huán)境溫度是載流量的換算因子(依據(jù)IEC 60364-5-52)

5、絕緣和護(hù)套材料性能要求

    ●老化前后拉力(取之于成品上的試件)

●熱固型混合物熱延伸試驗(yàn)(取之于成品上的試件)

●低溫拉伸試驗(yàn) (取之于成品上的試件)

●濕熱試驗(yàn) (取之于成品上的試件)

●耐酸堿試驗(yàn) (護(hù)套)

●耐UV(紫外線)老化試驗(yàn) (成品電纜)

      試驗(yàn)方法：HD 605/A1或UL1581

      總試驗(yàn)時(shí)間：720h

      一個(gè)周期內(nèi)：灑水18min，氙燈干燥102min

      箱體測試溫度：63℃

      箱體濕度：65％

      疝燈條件：波長300－400nm條件下的最小功率為(60±2)W/m²

      緊接著進(jìn)行室溫條件下的8彎曲試驗(yàn)

      要求：電纜表面無裂縫

●耐臭氧試驗(yàn) (成品電纜)

      試驗(yàn)方法：EN 50396或IEC60245

      彎曲試樣所用試棒直徑為線芯直徑的(2±0,1)倍

      試驗(yàn)箱溫度（40±2）℃，

      試驗(yàn)箱濕度（55±5）％

      臭氧濃度（200±50）×10-6％，

      空氣流量：0.2-0.5倍試驗(yàn)箱容積/min

      樣品放置試驗(yàn)箱時(shí)間：72h

      要求：電纜表面無開裂

●壽命特性試驗(yàn)

      要求：絕緣和護(hù)套材料的溫度指數(shù)為120℃

       壽命：25年

       可以用二種方法進(jìn)行評(píng)定

       EN 50305：防火鐵路電纜-試驗(yàn)方法(卷繞電壓法)

       IEC 60216-2：電氣絕緣耐熱特性的確定

       建議采用IEC60216-2的方法進(jìn)行熱壽命評(píng)定。

       在求取溫度指數(shù)時(shí)，為了獲得失效時(shí)間與熱力學(xué)(絕對(duì))溫度倒數(shù)之間的阿累尼烏斯關(guān)系，試樣應(yīng)該在分布范圍足夠?qū)挼?不少于3個(gè)，最好是4個(gè))老化溫度下進(jìn)行老化試驗(yàn)。

老化溫度選取原則：

   a) 在求溫度指數(shù)時(shí),最低老化溫度應(yīng)使測得的平均失效時(shí)間不低于5000h的溫度。求溫度指數(shù)時(shí)，耐熱線的外推不應(yīng)超過25℃。

   b) 最高老化溫度應(yīng)是使測得的平均失效時(shí)間不小于100h的溫度。

   c) 如果預(yù)計(jì)在整個(gè)老化范圍內(nèi)老化機(jī)理相同，則各相鄰老化溫度之間的溫度差值應(yīng)取等值，通常取20℃。

      根據(jù)該產(chǎn)品使用材料的特性，我們建議選擇3個(gè)溫度點(diǎn)進(jìn)行熱壽命評(píng)定。

      145 ℃、165 ℃ 、185 ℃

●無鹵特性試驗(yàn)(絕緣和護(hù)套材料)

      1、PH 值及導(dǎo)電率  

         試驗(yàn)方法：EN 50267-2-2或IEC60754

         要求：PH≥4.3;

         導(dǎo)電率≤10μS/mm

      2、Cl氯及Br溴含量

         試驗(yàn)方法：EN 50267-2-1

         要求：HCL≤0.5%；

         HBr≤0.5%

      3、F氟含量（離子選擇電極法）

         試驗(yàn)方法：EN 60684-2

         要求：≤0.1％ 

6、成品電纜其他性能要求

6.1電氣性能

    ● 導(dǎo)體電阻

       試驗(yàn)方法：EN50395或GB/T3048

       結(jié)果：應(yīng)符合IEC60228第5類導(dǎo)體的要求。

    ● 耐電壓試驗(yàn)(成品電纜型式試驗(yàn))

     -- 交流耐壓

       試驗(yàn)方法：EN50395或GB/T3048

       結(jié)果：6.5kV/5min.不擊穿。

  或 -- 直流耐壓(成品電纜型式試驗(yàn))

       試驗(yàn)方法：EN50395或GB/T3048

       結(jié)果：15kV/5min.不擊穿。

● 成品耐火花電壓試驗(yàn)

       試驗(yàn)方法：EN50395或GB/T3048

       結(jié)果：10kV不擊穿。

    ● 護(hù)套表面電阻試驗(yàn)

       試驗(yàn)方法: EN50395

       結(jié)果：表面電阻≥109Ω

    ● 絕緣電阻試驗(yàn)(成品電纜型式試驗(yàn))

       試驗(yàn)方法： EN50395或GB/T5013.2

       結(jié)果： 20℃時(shí)絕緣電阻≥1014Ω.cm，90℃時(shí)絕緣電阻≥1011Ω.cm。

● 絕緣長期耐直流試驗(yàn)

       試驗(yàn)方法:

       將不小于5m的樣品浸泡在3%的NaCL的鹽水中，樣品兩端露出水面不小于300mm長，鹽水水浴溫度為(85±2) ℃，在導(dǎo)體和水之間施加900V的直流電壓，導(dǎo)體接正極，試驗(yàn)持續(xù)(240±2)h。

       每隔不大于24h測量一次泄漏電流，用時(shí)間-電流曲線記錄測量的電流值。

       泄漏電流的增加應(yīng)小于10%。

       試驗(yàn)結(jié)束后取出試樣，進(jìn)行耐電壓試驗(yàn)，試驗(yàn)電壓為U(額定電壓)，5min，不擊穿。

6.2成品電纜高溫壓力試驗(yàn)

    樣品長度：20m

    施加重力：F＝k（2Dδ－δ2）1/2 ,k=0.6

    烘箱溫度：（140±3）℃

    加溫試驗(yàn)：4h

    要求：

   a.、冷卻后進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，AC 6.5/10min，無擊穿。

   b、測壓痕深度，測得值不得大于壁厚的50%。

6.3  -40℃下低溫沖擊試驗(yàn)(取之于成品上的試件)

    ▼成品電纜沖擊試驗(yàn)(依據(jù)EN 60 811)

試驗(yàn)參數(shù)如下表

結(jié)果檢查： 用正常視力(無須用放大鏡)對(duì)護(hù)套內(nèi)、外表面和絕緣外表面進(jìn)行檢查，不應(yīng)有裂紋。

6.4成品電纜低溫彎曲試驗(yàn)

    試驗(yàn)方法：IEC 60811

    試驗(yàn)溫度：-40℃

    試驗(yàn)結(jié)果：無開裂

6.5成品電纜相容性試驗(yàn)

    烘箱溫度：（135±2）℃

    老化時(shí)間： 7x24h

    老化后拉力試驗(yàn)

    要求：絕緣老化前后抗拉強(qiáng)度變化：≤±30%

          老化前后斷裂伸長率變化：≤±30%

          護(hù)套老化前后抗拉強(qiáng)度變化：≤－30%

          老化前后斷裂伸長率變化：≤±30%

6.6成品電纜動(dòng)態(tài)穿透試驗(yàn)

    試驗(yàn)在室溫條件下進(jìn)行

    鋼針加力的速度：1N/s

    切割試驗(yàn)數(shù)：在同一根樣品試驗(yàn)4次，每次試驗(yàn)點(diǎn)相距至少25mm，并切每個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90º。

    記錄彈簧鋼針與導(dǎo)體線芯接觸瞬間的穿透力

    要求：所得四次均值≥150×Dn1/2 (N)

          (Dn為IEC60719表2中的導(dǎo)線直徑mm)

6.7成品電纜耐凹痕試驗(yàn)

    試驗(yàn)方法：

    取3段成品電纜，長約2m，在每段樣品上相隔25mm處，并旋轉(zhuǎn)90º處共制做4個(gè)壓痕，壓痕深度0.05mm且與銅導(dǎo)線相互垂直。

    三段樣品分別置于－15ºC、室溫、＋85ºC試驗(yàn)葙內(nèi)3h，然后在各自相應(yīng)的試驗(yàn)葙內(nèi)卷繞于試棒上，試棒直徑為3D（D為電纜最小直徑)，每個(gè)樣品至少一個(gè)刻痕位于卷繞后圓周的外側(cè)，使樣品冷卻到室溫并在室溫條件下進(jìn)行耐電壓試驗(yàn)(試驗(yàn)電壓為AC，0.3kV/5min.)

    要求：不擊穿。

6.8護(hù)套熱收縮試驗(yàn)

    試驗(yàn)方法： IEC60811

    烘箱溫度：120ºC

    處理時(shí)間： 1h

    要求： ≤2%

6.9成品電纜單根燃燒試驗(yàn)

    試驗(yàn)方法：EN60332-1-2或IEC60332-1-2

    要求：上夾具下緣與碳化始點(diǎn)距離須 ≥50mm；

          燃燒向下延燃至上夾具