PV电缆光伏电缆技术性能及其开发进展课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,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督检验中心,上海电缆研究所,PV-电缆(光伏电缆）技术性能,1,1.技术规范的由来,本试验技术规范所涉及到的要求来自于德国标准化委员会PV-系统用电线K411.2.3工作组的初稿.,这个初稿将作为德国国家标准报批稿进行发布.,德国莱茵TUV(上海)将用此技术规范对PV-电缆的性能进行检测和评估.,在德国莱茵TUV公司内部此技术规范的文件编号为2PfG 1169/08.2019.,1.技术规范的由来,2,2.使用范围,2PfG 1169/08.2019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侧使用的单芯软电缆(电线).,该产品适合于,类安全等级下使用.,电缆运行的环境温度最高到90,.,电缆可以多根并联使用.,2.使用范围,3,3.特殊名词术语,PV 系统(photovoltaic system):,光伏系统(太阳能系统).,DC侧(DC side):,光伏装置中从光伏电池到光伏换流器直流端子之间的部分.,标准试验条件下的开路电压(U,OC STC),:,在标准试验条件下,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.,标准试验条件下的短路电流(I,SC TC),:,在标准试验条件下,光伏组件,、,光伏电线、光伏列阵或光伏发电机的短路电流,.,3.特殊名词术语,4,4.无卤PV-电缆的基本信息,4.1 电缆型号,PV1-F,4.2 电缆特性,额定电压:,AC U,0,/U=0.6/1kV,DC 1.8kV(线芯对线芯,非接地系统,没有负载下的回路),如果电缆使用在直流系统中,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.,4.无卤PV-电缆的基本信息,5,温度范围定:,环境温度:-40,到+90,导体最高工作温度:120,电缆运行的环境温度最高到90,.,依据EN60216-1标准进行考核,其绝缘和护套的温度指数是120,.,期望使用寿命是25年.,5秒钟的短路温度是200,温度范围定:,6,4.3 电缆结构,导体,导体芯数:1,导体是EN60228(IEC60228,、GB/T3956,)中的第5类导体,而且必须是镀锡的.,导体的截面,1.5,2.5,4,6,10,16,25,35mm,2,.,导体隔离层,在导体周围可以使用一层合适的无卤材料作为隔离层.,绝缘,绝缘应是挤出型的无卤材料,应是一层或紧密粘附着的几层组成.绝缘应是实心且材质均匀,4.3 电缆结构,7,在剥离绝缘时必须尽可能不要损伤绝缘本身,、,导体和镀锡层.,绝缘厚度由生产商规定.但最小值必须,0.5mm.,建议的绝缘厚度,导体隔离层,在绝缘周围可以使用一层合适的无卤材料作为隔离层.,标称截面(mm,2,),1.5,2.5,4,6,10,16,25,35,绝缘标称厚度(mm),0.8,0.8,1.0,1.0,1.0,1.0,1.2,1.2,在剥离绝缘时必须尽可能不要损伤绝缘本身、导体和镀锡层.标,8,护套,绝缘线芯必须有护套包覆.,护套应是合适的无卤材料.,护套应是挤出型的无卤材料,应是一层或紧密粘附着的几层组成.,护套厚度由生产商规定.但最小值必须,0.5mm.,建议的护套厚度,标称截面(mm,2,),1.5,2.5,4,6,10,16,25,35,护套标称厚度(mm),0.8,0.8,0.9,0.9,0.9,1.1,1.2,1.2,护套标称截面(mm2)1.52.54610162,9,外径,外径的平均值应在生产商规定的范围内.,多芯结构,在多芯结构中每一个单芯电缆都应符合本技术文件的要求.在多芯结构中每一个附加元件都应符合本技术文件的要求.,外径,10,4.4 电缆载流量的要求,环境温度:60,导体最高工作温度:120,标称截面(mm,2,),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),1.5,30,29,24,2.5,41,39,33,4,55,52,44,6,70,67,57,10,98,93,79,16,132,125,107,25,176,167,142,35,218,207,176,标称截面(mm2),11,偏离环境温度是载流量的换算因子,(依据IEC 60364-5-52),环境温度,换算因子,60,1.00,70,0.91,80,0.82,90,0.71,100,0.58,110,0.41,偏离环境温度是载流量的,12,5.绝缘和护套材料性能要求,老化前后拉力(取之于成品上的试件),单位,绝缘,护套,试验方法,抗张强度 最小,N/mm,2,6.5,8.5,EN60 811,断裂伸长率 最小,%,125,125,EN60 811,空气烘箱中老化试验,EN60 811,老化温度,1502,1502,老化时间,h,168,168,抗张强度变化率,%,-30,-30,断裂伸长率变化率,%,-30,-30,单位绝缘护套试验方法抗张强度 最小N/mm2,13,热延伸试验(取之于成品上的试件),*,*适用于热固型混合物,单位,绝缘,护套,试验方法,试验温度,2003,2003,EN 60811,负荷,N/cm,2,20,20,挂重时间,Min.,15,15,负载下伸长率,最大,%,100,100,冷却后永久伸长率,最大,%,25,25,单位绝缘护套试验方法试验温度20,14,低温拉伸试验(取之于成品上的试件),单位,绝缘,护套,试验方法,试验温度,-402,-402,EN 60811,冷却后永久伸长率,最小,%,30,30,低温拉伸试验(取之于成品上的试件),15,湿热试验,(取之于成品上的试件),单位,绝缘,护套,试验方法,湿热试验条件,EN 60068,老化温度,902,902,老化时间,h,1000,1000,老化湿度,%,85,85,抗张强度变化率,%,-30,-30,断裂伸长率变化率,%,-30,-30,湿热试验(取之于成品上的试件)单位绝缘护套试,16,耐酸碱试验,(护套),单位,草酸（N-Oxalic-acid）,氢氧化钠（N-sodium hydroxide）,化学浓度(重量浓度),%,4.5,4,处理温度,23,23,处理时间,h,168,168,抗张强度变化率,%,30,30,老化后断裂伸长率,%,100,100,耐酸碱试验(护套)单位草酸（N-Oxalic-aci,17,耐UV(紫外线)老化,试验(成品电缆),试验方法:HD 605/A1或UL1581,总试验时间:720h,一个周期内：洒水18min，氙灯干燥102min,箱体测试温度:63C,箱体湿度:65,疝灯条件:波长300400nm条件下的最小功率为(602)W/m,紧接着进行室温条件下8倍电缆直径的弯曲试验,要求：电缆表面无裂缝,耐UV(紫外线)老化试验(成品电缆),18,耐臭氧,试验(成品电缆),试验方法:EN 50396或IEC60245,弯曲试样所用试棒直径为线芯直径的(20,1)倍,试验箱温度（40,2）,，,试验箱湿度（55,5）,臭氧浓度（200,50）,10,-6,，,空气流量：0.2-0.5倍试验箱容积/min,样品放置试验箱时间：72h,要求：电缆表面无开裂,耐臭氧试验(成品电缆),19,寿命特性,试验,要求:绝缘和护套材料的温度指数为120,寿命:25年,可以用二种方法进行评定,EN 50305:防火铁路电缆-试验方法(卷绕电压法),IEC 60216-2:电气绝缘耐热特性的确定,我们建议采用IEC60216-2的方法进行热寿命评定.,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)老化温度下进行老化试验.,寿命特性试验,20,老化温度选取原则:,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过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)如果预计在整个老化范围内老化机理相同,则各相邻老化温度之间的温度差值应取等值,通常取20,.,根据该产品使用材料的特性,我们建议选择3个温度点进行热寿命评定.,145,、165 、185.,老化温度选取原则:,21,PV电缆光伏电缆技术性能及其开发进展课件,22,PV电缆光伏电缆技术性能及其开发进展课件,23,无卤特性,试验(绝缘和护套材料),1.PH 值及导电率,试验方法:EN 50267-2-2或IEC60754,要求：PH4.3;,导电率10S/mm,2.Cl氯及Br溴含量,试验方法:EN 50267-2-1,要求：HCL0.5%；,HBr0.5%,3.F氟含量（离子选择电极法）,试验方法:EN 60684-2,要求：0.1,无卤特性试验(绝缘和护套材料),24,6.成品电缆其他性能要求,6.1 电气性能,导体电阻,试验方法:EN50395或GB/T3048,结果:应符合IEC60228第5类导体的要求.,耐电压试验(成品电缆型式试验),-交流耐压,试验方法:EN50395或GB/T3048,结果:6.5kV/5min.不击穿.,或 直流耐压(成品电缆型式试验),试验方法:EN50395或GB/T3048,结果:15kV/5min.不击穿.,6.成品电缆其他性能要求,25,成品耐火花电压试验,试验方法:EN50395或GB/T3048,结果:10kV 不击穿.,护套表面电阻试验,试验方法:EN50395,结果:表面电阻,10,9,绝缘电阻试验(成品电缆型式试验),试验方法:EN50395或GB/T5013.2,结果:20,时绝缘电阻,10,14,.cm,90,时绝缘电阻,10,11,.cm,成品耐火花电压试验,26,绝缘长期耐直流试验,试验方法:,将不小于5m的样品浸泡在3%的NaCL的盐水中,样品两端露出水面不小于300mm长.盐水水浴温度为,(852),在导体和水之间施加900V的直流电压,导体接正极.试验持续(2402)h.,每隔不大于24h测量一次泄漏电流.用时间-电流曲线记录测量的电流值.,泄漏电流的增加应小于10%.,试验结束后取出试样,进行耐电压试验,试验电压为U(额定电压),5min,.,不击穿.,绝缘长期耐直流试验,27,6.2 成品电缆高温压力试验,样品长度:20m,施加重力:Fk（2D2）,1/2,k=0.6,烘箱温度:（140,3）,加温试验:4h,要求:,a.冷却后进行耐压试验,AC 6.5/10min.,无击穿,b测压痕深度,测得值不得大于壁厚的50%,.,6.2 成品电缆高温压力试验,28,6.3 -40,下低温冲击试验(取之于成品上的试件),成品电缆冲击试验(依据EN 60 811),试验参数如下表,结果检查:用正常视力(无须用放大镜)对护套内,、,外表面和绝缘外表面进行检查,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),D15,15D,25,25D,1000,1500,2000,200,200,200,100,150,200,6.3 -40下低温冲击试验(取之于成品上的试件)电,29,6.4 成品电缆低温弯曲试验,试验方法:IEC 60811,试验温度:-40,试验结果:无开裂,6.5 成品电缆相容性试验,烘箱温度:（135,2）,老化时间:7x24h,老化后拉力试验,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%,6.4 成品电缆低温弯曲试验,30,6.6 成品电缆,动态穿透试验,试验在室温条件下进行,钢针加力的速度：1N/s,切割试验数：在同一根样品试验4次,每次试验点相距至少25mm，并切每个试验点顺时针旋转9