PV电缆(光伏电缆)技术性能及其开发进展

PV-电缆(光伏电缆〕技术性能及其开发进展

国家电线电缆质量监视检验中心

上海电缆研讨所

1.技术规范的由来本实验技术规范所涉及到的要求来自于德国规范化委员会PV-系统用电线K411.2.3任务组的初稿.这个初稿将作为德国国家规范报批稿进展发布.德国莱茵TUV(上海)将用此技术规范对PV-电缆的性能进展检测和评价.在德国莱茵TUV公司内部此技术规范的文件编号为2PfG1169/08.2007.2.运用范围2PfG1169/08.2007适用于最高允许1.8kV(线芯对线芯,非接地系统)直流电压、在光伏系统中CD侧运用的单芯软电缆(电线).该产品适宜于Ⅱ类平安等级下运用.电缆运转的环境温度最高到90℃.电缆可以多根并联运用.3.特殊名词术语PV系统(photovoltaicsystem):光伏系统(太阳能系统).DC侧(DCside):光伏安装中从光伏电池到光伏换流器直流端子之间的部分.规范实验条件下的开路电压(UOCSTC):在规范实验条件下,未加载(开路)的光伏组件、光伏电线、光伏列阵、光伏发电机或光伏换流器直流侧的电压.规范实验条件下的短路电流(ISCTC):在规范实验条件下,光伏组件、光伏电线、光伏列阵或光伏发电机的短路电流.

4.无卤PV-电缆的根本信息4.1电缆型号PV1-F4.2电缆特性●额定电压:ACU0/U=0.6/1kVDC1.8kV(线芯对线芯,非接地系统,没有负载下的回路)假设电缆运用在直流系统中,其导体间的额定电压应不大于电缆AC额定值U的1.5倍.在单相接地直流系统中,此数值应乘以0.5的系数.●温度范围定:环境温度:-40℃到+90℃导体最高任务温度:120℃电缆运转的环境温度最高到90℃.根据EN60216-1规范进展考核,其绝缘和护套的温度指数是120℃.期望运用寿命是25年.5秒钟的短路温度是200℃4.3电缆构造●导体导体芯数:1导体是EN60228(IEC60228、GB/T3956)中的第5类导体,而且必需是镀锡的.●导体的截面1.5,2.5,4,6,10,16,25,35mm2.●导体隔离层在导体周围可以运用一层适宜的无卤资料作为隔离层.●绝缘绝缘应是挤出型的无卤资料,应是一层或严密粘附着的几层组成.绝缘应是实心且材质均匀,在剥离绝缘时必需尽能够不要损伤绝缘本身、导体和镀锡层.绝缘厚度由消费商规定.但最小值必需≥0.5mm.建议的绝缘厚度

●导体隔离层在绝缘周围可以运用一层适宜的无卤资料作为隔离层.标称截面(mm2)1.52.54610162535绝缘标称厚度(mm)0.80.81.01.01.01.01.21.2●护套绝缘线芯必需有护套包覆.护套应是适宜的无卤资料.护套应是挤出型的无卤资料,应是一层或严密粘附着的几层组成.护套厚度由消费商规定.但最小值必需≥0.5mm.建议的护套厚度

标称截面(mm2)1.52.54610162535护套标称厚度(mm)0.80.80.90.90.91.11.21.2●外径外径的平均值应在消费商规定的范围内.●多芯构造在多芯构造中每一个单芯电缆都应符合本技术文件的要求.在多芯构造中每一个附加元件都应符合本技术文件的要求.4.4电缆载流量的要求环境温度:60℃导体最高任务温度:120℃标称截面(mm2)安装种类单芯电缆空气中自由敷设(A)单芯电缆敷设在设备表面(A)在设备表面相邻敷设(A)1.53029242.54139334555244670675710989379161321251072517616714235218207176偏离环境温度是载流量的换算因子(根据IEC60364-5-52)环境温度换算因子

℃≤601.00700.91800.82900.711000.581100.415.绝缘和护套资料性能要求●老化前后拉力(取之于废品上的试件)

单位绝缘护套试验方法抗张强度最小N/mm26.58.5EN60811断裂伸长率最小%125125EN60811空气烘箱中老化试验EN60811老化温度℃150±2150±2老化时间h168168抗张强度变化率%-30-30断裂伸长率变化率%-30-30

●热延伸实验(取之于废品上的试件)**适用于热固型混合物

单位绝缘护套试验方法试验温度℃200±3200±3EN60811负荷N/cm22020挂重时间Min.1515负载下伸长率最大%100100冷却后永久伸长率最大%2525●低温拉伸实验(取之于废品上的试件)

单位绝缘护套试验方法试验温度℃-40±2-40±2EN60811冷却后永久伸长率最小%3030●湿热实验(取之于废品上的试件)

单位绝缘护套试验方法湿热试验条件EN60068老化温度℃90±290±2老化时间h10001000老化湿度%8585抗张强度变化率%-30-30断裂伸长率变化率%-30-30●耐酸碱实验(护套)

单位草酸（N-Oxalic-acid）

氢氧化钠（N-sodiumhydroxide）

化学浓度(重量浓度)%4.54处理温度℃2323处理时间h168168抗张强度变化率%±30±30老化后断裂伸长率%100100●耐UV(紫外线)老化实验(废品电缆)实验方法:HD605/A1或UL1581总实验时间:720h一个周期内：洒水18min，氙灯枯燥102min箱体测试温度:63°C箱体湿度:65％疝灯条件:波长300－400nm条件下的最小功率为(60±2)W/m²紧接着进展室温条件下8倍电缆直径的弯曲实验要求：电缆外表无裂痕●耐臭氧实验(废品电缆)实验方法:EN50396或IEC60245弯曲试样所用试棒直径为线芯直径的(2±0,1)倍实验箱温度〔402〕℃，实验箱湿度〔555〕％臭氧浓度〔20050〕×10-6％，空气流量：0.2-0.5倍实验箱容积/min样品放置实验箱时间：72h要求：电缆外表无开裂●寿命特性实验要求:绝缘和护套资料的温度指数为120℃寿命:25年可以用二种方法进展评定EN50305:防火铁路电缆-实验方法(卷绕电压法)IEC60216-2:电气绝缘耐热特性确实定

我们建议采用IEC60216-2的方法进展热寿命评定.在求取温度指数时,为了获得失效时间与热力学(绝对)温度倒数之间的阿累尼乌斯关系,试样应该在分布范围足够宽的(不少于3个,最好是4个)老化温度下进展老化实验.老化温度选取原那么:a)在求温度指数时,最低老化温度应使测得的平均失效时间不低于5000h的温度.求温度指数时,耐热线的外推不应超越25℃.b)最高老化温度应是使测得的平均失效时间不小于100h的温度.c)假设估计在整个老化范围内老化机理一样,那么各相邻老化温度之间的温度差值应取等值,通常取20℃.根据该产品运用资料的特性,我们建议选择3个温度点进展热寿命评定.145℃、165℃、185℃.●无卤特性实验(绝缘和护套资料)1.PH值及导电率实验方法:EN50267-2-2或IEC60754要求：PH≥4.3;导电率≤10μS/mm2.Cl氯及Br溴含量实验方法:EN50267-2-1要求：HCL≤0.5%；HBr≤0.5%3.F氟含量〔离子选择电极法〕实验方法:EN60684-2要求：≤0.1％6.废品电缆其他性能要求6.1电气性能●导体电阻实验方法:EN50395或GB/T3048结果:应符合IEC60228第5类导体的要求.●耐电压实验(废品电缆型式实验)--交流耐压实验方法:EN50395或GB/T3048结果:6.5kV/5min.不击穿.或–直流耐压(废品电缆型式实验)实验方法:EN50395或GB/T3048结果:15kV/5min.不击穿.●废品耐火花电压实验实验方法:EN50395或GB/T3048结果:10kV不击穿.●护套外表电阻实验实验方法:EN50395结果:外表电阻≥109Ω●绝缘电阻实验(废品电缆型式实验)实验方法:EN50395或GB/T5013.2结果:20℃时绝缘电阻≥1014Ω90℃时绝缘电阻≥1011Ω●绝缘长期耐直流实验实验方法:将不小于5m的样品浸泡在3%的NaCL的盐水中,样品两端显露水面不小于300mm长.盐水水浴温度为(85±2)℃,在导体和水之间施加900V的直流电压,导体接正极.实验继续(240±2)h.每隔不大于24h丈量一次走漏电流.用时间-电流曲线记录丈量的电流值.走漏电流的添加应小于10%.实验终了后取出试样,进展耐电压实验,实验电压为U(额定电压),5min.不击穿.

6.2废品电缆高温压力实验样品长度:20m施加重力:F＝k〔2Dδ－δ2〕1/2,k=0.6烘箱温度:〔1403〕℃加温实验:4h要求:a.冷却后进展耐压实验,AC6.5/10min.,无击穿b．测压痕深度,测得值不得大于壁厚的50%.6.3-40℃下低温冲击实验(取之于废品上的试件)▼废品电缆冲击实验(根据EN60811)实验参数如下表

结果检查:用正常视力(无须用放大镜)对护套内、外外表和绝缘外外表进展检查,不应有裂纹.电缆的直径D(mm)落锤重量(g)试验杆重量(g)落锤高度(mm)D＜1515＜D≤2525＜D1000150020002002002001001502006.4废品电缆低温弯曲实验实验方法:IEC60811实验温度:-40℃实验结果:无开裂6.5废品电缆相容性实验烘箱温度:〔2〕℃老化时间:7x24h老化后拉力实验要求：绝缘老化前后抗拉强度变化：≤±30%老化前后断裂伸长率变化：≤±30%护套老化前后抗拉强度变化：≤－30%老化前后断裂伸长率变化：≤±30%6.6废品电缆动态穿透实验实验在室温条件下进展钢针加力的速度：1N/s切割实验数：在同一根样品实验4次,每次实验点相距至少25mm，并切每个实验点顺时针旋转90º.记录弹簧钢针与导体线芯接触瞬间的穿透力