光伏电缆 PV电缆 (光伏组件用电缆)PV1-F

用途

光伏发电产生的低压直流电需转换为交流电,连接光伏电池与交直流逆变器间的电缆即为光伏电缆。

特点

光伏电缆的特性是由其电缆专用绝缘料和护套料决定的,我们称之为交联PE,经过辐照加速器辐照以后,电缆料的分子结构会发生改变,从而提供其个方面的性能。抗机械载荷实际上,在安装和维护期间,电缆可在屋顶结构的锐边上布线,同时电缆须承受压力、弯折、张力、交叉拉伸载荷及强力冲击。如果电缆护套强度不够,则电缆绝缘层将会受到严重损坏,从而影响整个电缆的使用寿命,或者导致短路、火灾和人员伤害危险等问题的出现。

主要功能

光伏电缆时暴露在阳光之下,太阳能系统常常会在恶劣环境条件下使用,如高温和紫外线辐射。在欧洲,晴天时将导致太阳能系统的现场温度高达100°C。目前,我们可采用的各种材料有PVC、橡胶、TPE和高质量交叉链接材料,但遗憾的是,额定温度为90°C的橡胶电缆,还有即便是额定温度为70°C的PVC电缆也常常在户外使用,显然,这将大大影响系统的使用寿命。 抗机械载荷。实际上,在安装和维护期间,电缆可在屋顶结构的锐边上布线,同时电缆须承受压力、弯折、张力、交叉拉伸载荷及强力冲击。如果电缆护套强度不够,则电缆绝缘层将会受到严重损坏,从而影响整个电缆的使用寿命,或者导致短路、火灾和人员伤害危险等问题的出现。经辐射交叉链接的材料,具备较高的机械强度,交叉链接工艺改变了聚合物的化学结构,可熔性热塑材料转换为非可熔性弹性体材料,交叉链接辐射显著改善了电缆绝缘材料的热学特性、机械特性和化学特性。

产品详情

\
1
、技术规范

   PV-电缆(光伏组件用电缆)目前尚无国家或行业标准,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 1169/08.2007。

2、使用范围

   2PfG 1169/08.2007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侧使用的单芯软电缆(电线)。

   该产品适合于Ⅱ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。

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(UOC 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(ISC 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。

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 U0/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。

●温度范围:

     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℃

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

     1.5,2.5,4,6,10,16,25,35mm2。

    ●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,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

标称截面(mm2)

1.5

2.5

4

6

10

16

25

35

绝缘标称厚度(mm)

1.0

1.0

1.0

1.0

1.0

1.0

1.2

1.2

    ●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。

●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(mm2)

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

●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。

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(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)

1.5

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

                                             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

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/mm2

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

150±2

150±2

 

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

 

●热固型混合物热延伸试验(取之于成品上的试件)

 

单位

绝缘

护套

试验方法

试验温度

200±3

200±3

EN 60811

负荷

N/cm2

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

 

●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

-40±2

-40±2

EN 60811

冷却后永久伸长率                    最小

%

30

30

 

●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

90±2

90±2

 

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

 

●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:63℃

      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

      紧接着进行室温条件下的8弯曲试验

      要求:电缆表面无裂缝

●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(2±0,1)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

●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

       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。

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 ℃

●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:PH≥4.3;

         导电率≤10μS/mm

      2、Cl氯及Br溴含量

         试验方法:EN 50267-2-1

         要求:HCL≤0.5%;

         HBr≤0.5%

      3、F氟含量(离子选择电极法)

         试验方法:EN 60684-2

         要求:≤0.1% 

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。

● 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≥109Ω

    ● 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≥1014Ω.cm,90℃时绝缘电阻≥1011Ω.cm。

● 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(85±2) ℃,在导体和水之间施加900V的直流电压,导体接正极,试验持续(240±2)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。

6.2成品电缆高温压力试验

    样品长度:20m

    施加重力:F=k(2Dδ-δ2)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%。

6.3  -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

电缆的直径D

(mm)

落锤重量

(g)

试验杆重量 (g)

落锤高度(mm)

D<15

15<D≤25

25<D

1000

1500

2000

200

200

200

100

150

200

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。

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%

6.6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90º。

    记录弹簧钢针与导体线芯接触瞬间的穿透力

    要求:所得四次均值≥150×Dn1/2 (N)

          (Dn为IEC60719表2中的导线直径mm)

6.7成品电缆耐凹痕试验

    试验方法:

    取3段成品电缆,长约2m,在每段样品上相隔25mm处,并旋转90º处共制做4个压痕,压痕深度0.05mm且与铜导线相互垂直。

    三段样品分别置于-15ºC、室温、+85ºC试验葙内3h,然后在各自相应的试验葙内卷绕于试棒上,试棒直径为3D(D为电缆最小直径),每个样品至少一个刻痕位于卷绕后圆周的外侧,使样品冷却到室温并在室温条件下进行耐电压试验(试验电压为AC,0.3kV/5min.)

    要求:不击穿。

6.8护套热收缩试验

    试验方法: IEC60811

    烘箱温度:120ºC

    处理时间: 1h

    要求: ≤2%

6.9成品电缆单根燃烧试验

    试验方法:EN60332-1-2或IEC60332-1-2

    要求:上夹具下缘与碳化始点距离须 ≥50mm;

    燃烧向下延燃至上夹具下缘距离须≤540mm。