光伏電纜時(shí)常暴露在陽(yáng)光之下,太陽(yáng)能系統(tǒng)常常會(huì)在惡劣環(huán)境條件下使用,如高溫和紫外線輻射。在歐洲,晴天時(shí)將導(dǎo)致太陽(yáng)能系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)溫度高達(dá)100°C。目前,我們可采用的各種材料有PVC、橡膠、TPE和高質(zhì)量交叉鏈接材料,但遺憾的是,額定溫度為90°C的橡膠電纜,還有即便是額定溫度為70°C的PVC電纜也常常在戶外使用,目前金太陽(yáng)工程頻頻上馬,有許多承建商為了節(jié)省成本,不選擇太陽(yáng)能系統(tǒng)專用電纜,而是選擇普通的pvc電纜來替代光伏電纜,顯然,這將大大影響系統(tǒng)的使用壽命。
光伏電纜的特性是由其電纜專用J緣料和護(hù)套料決定的,我們稱之為交聯(lián)PE,經(jīng)過輻照加速器輻照以后,電纜料的分子結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生改變,從而提供其個(gè)方面的性能??箼C(jī)械載荷實(shí)際上,在安裝和維護(hù)期間,電纜可在屋D結(jié)構(gòu)的銳邊上布線,同時(shí)電纜須承受壓力、彎折、張力、交叉拉伸載荷及強(qiáng)力沖擊。如果電纜護(hù)套強(qiáng)度不夠,則電纜J緣層將會(huì)受到嚴(yán)重?fù)p壞,從而影響整個(gè)電纜的使用壽命,或者導(dǎo)致短路、火災(zāi)和人員傷害危險(xiǎn)等問題的出現(xiàn)。
光伏電纜的性能
電性能
1. 直流電阻
成品電纜20℃時(shí)導(dǎo)電線芯直流電阻不大于5.09Ω/km。
2 浸水電壓試驗(yàn)
成品電纜(20m)在(20±5)℃水中浸入時(shí)間1h后經(jīng)5min電壓試驗(yàn)(交流6.5kV或直流15kV)不擊穿。
3 長(zhǎng)期耐直流電壓
樣品長(zhǎng)5m,放入(85±2)℃的含3%氯化鈉(NaCl)的蒸餾水中(240±2)h,兩端露出水面30cm。線芯與水間加直流0.9kV電壓(導(dǎo)電線芯接正J,水接負(fù)J)。取出試樣后進(jìn)行浸水電壓試驗(yàn),試驗(yàn)電壓為交流1kV,要求不擊穿。
4 J緣電阻
成品電纜20℃時(shí)J緣電阻不小于1014Ω·cm,
成品電纜90℃時(shí)J緣電阻不小于1011Ω·cm。
5 護(hù)套表面電阻
5 護(hù)套表面電阻
成品電纜護(hù)套表面電阻應(yīng)不小于109Ω。
其他性能
1. 高溫壓力試驗(yàn)(GB/T 2951.31-2008)
溫度(140±3)℃,時(shí)間240min, k=0.6,壓痕深度不超過J緣與護(hù)套總厚度的50%。并進(jìn)行AC6.5kV、5min電壓試驗(yàn),要求不擊穿。
2 濕熱試驗(yàn)
樣品在溫度90℃、相對(duì)濕度85%的環(huán)境下放置1000h,冷卻至室溫后與試驗(yàn)前相比,抗拉強(qiáng)度變化率≤-30%,斷裂伸長(zhǎng)率的變化率≤-30%。
3 耐酸堿溶液試驗(yàn)(GB/T 2951.21-2008)
兩組樣品分別浸于濃度為45g/L的草酸溶液和濃度為40g/L的氫氧化鈉溶液中,溫度為23℃,時(shí)間168h,與浸溶液前相比,抗拉強(qiáng)度變化率≤±30%,斷裂伸長(zhǎng)率≥100%。
4 相容性試驗(yàn)
電纜整體經(jīng)7×24h,(135±2)℃老化后,J緣老化前后抗拉強(qiáng)度變化率≤±30%,斷裂伸長(zhǎng)率變化率≤±30%;護(hù)套老化前后抗拉強(qiáng)度變化率≤-30%,斷裂伸長(zhǎng)率變化率≤±30%。
5 低溫沖擊試驗(yàn)(GB/T 2951.14-2008中的8.5)
冷卻溫度-40℃,時(shí)間16h,落錘質(zhì)量1000g,撞擊塊質(zhì)量200g,下落高度100mm,表面不應(yīng)有目力可見裂紋。
6 低溫彎曲試驗(yàn)(GB/T 2951.14-2008中的8.2)
冷卻溫度(-40±2)℃,時(shí)間16h,試棒直徑為電纜外徑的4~5倍,繞3~4圈,試驗(yàn)后護(hù)套表面不應(yīng)有目力可見裂紋。
7 耐臭氧試驗(yàn)
試樣長(zhǎng)度20cm,干燥器皿內(nèi)放置16h。彎曲試驗(yàn)所用試棒直徑為電纜外徑的(2±0.1)倍,試驗(yàn)箱:溫度(40±2)℃,相對(duì)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72h,試驗(yàn)后護(hù)套表面不應(yīng)有目力可見裂紋。
8 耐氣候性/紫外線試驗(yàn)
每個(gè)周期:灑水18min,氙燈干燥102min,溫度(65±3)℃,相對(duì)濕度65%,波長(zhǎng)300~400nm條件下的小功率:(60±2)W/m2。持續(xù)720h后進(jìn)行室溫下彎曲試驗(yàn)。試棒直徑為電纜外徑的4~5倍,試驗(yàn)后護(hù)套表面不應(yīng)有目力可見裂紋。
9 動(dòng)態(tài)穿透試驗(yàn)
室溫條件下,切割速度1N/s,切割試驗(yàn)數(shù):4次,每次繼續(xù)試驗(yàn)樣品須向前挪動(dòng)25mm,并順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°后進(jìn)行。記錄彈簧鋼針與銅線接觸瞬間的穿透力F,所得均值≥150·Dn1/2 N(4mm2截面Dn=2.5mm)
10 耐凹痕
取3段樣品,每段樣品上相隔25mm,并旋轉(zhuǎn)90°處共制作4個(gè)凹痕,凹痕深度0.05mm且與銅導(dǎo)線相互垂直。3段樣品分別置于-15℃、室溫、+85℃試驗(yàn)箱內(nèi)3h,然后在各自相應(yīng)的試驗(yàn)箱內(nèi)卷繞于芯軸上,芯軸直徑為(3±0.3)倍電纜小外徑。每個(gè)樣品至少一個(gè)刻痕位于外側(cè)。進(jìn)行AC0.3kV浸水電壓試驗(yàn)不擊穿。
11 護(hù)套熱收縮試驗(yàn)(GB/T 2951.13-2008中的11)
樣品切取長(zhǎng)度L1=300mm,在120℃烘箱內(nèi)放置1h后取出至室溫冷卻,重復(fù)5次這樣的冷熱循環(huán),后冷卻至室溫,要求樣品熱收縮率≤2%。
12 垂直燃燒試驗(yàn)
成品電纜在(60±2)℃放置4h后,進(jìn)行GB/T 18380.12-2008規(guī)定的垂直燃燒試驗(yàn)。
13 鹵素含量試驗(yàn)
PH及導(dǎo)電率
樣品置放:16h,溫度(21~25)℃,濕度(45~55)%。試樣二個(gè),各(1000±5)mg,碎至0.1mg以下的微粒??諝饬髁?0.0157·D2)l·h-1±10%,燃燒舟與燒爐加熱有效區(qū)邊緣之間距≥300mm,燃燒舟處的溫度須≥935℃,離燃燒舟300m處(順空氣流動(dòng)方向)溫度須≥900℃。
試驗(yàn)樣品所產(chǎn)生氣體通過含有450ml(PH值6.5±1.0;導(dǎo)電率≤0.5μS/mm)蒸餾水的氣體洗瓶收集,試驗(yàn)周期:30min。要求:PH≥4.3;導(dǎo)電率≤10μS/mm。
Cl及Br含量
樣品置放:16h,溫度(21~25)℃,濕度(45~55)%。試樣二個(gè),各(500~1000)mg,碎至0.1mg。
空氣流量(0.0157·D2)l·h-1±10%,樣品被均勻加熱40min至(800±10)℃,并保持20min。
試驗(yàn)樣品所產(chǎn)生氣體通過含有220ml/個(gè) 0.1M氫氧化鈉溶液的氣體洗瓶吸取;將兩個(gè)氣體洗瓶的液體注入量瓶,同時(shí)應(yīng)用蒸餾水清洗氣體洗瓶及其附件并注入量瓶加至1000ml,冷卻至室溫后,用吸管將200ml被測(cè)溶液滴入量瓶中,加入濃硝酸4ml,20ml 0.1M硝酸銀,3ml硝基苯,然后攪拌至白色絮狀物沉積;加入40%硫酸銨水溶液及幾滴硝酸溶液予以完全混合,用磁性攪拌器攪拌,加入硫氫酸銨滴定溶液。
要求:兩個(gè)樣品測(cè)試值的均值:HCL≤0.5%;HBr≤0.5%;
每個(gè)樣品測(cè)試值≤兩個(gè)樣品測(cè)試值的均值±10%。
F含量
25~30mg樣品材料放入1L氧氣容器中,滴2~3滴烷醇,加入5ml 0.5M氫氧化鈉溶液。使樣塊燃盡,將殘留物通過輕微的沖洗倒入50ml的量杯中。
將5ml緩沖液混合于樣品溶液及沖洗液中,并達(dá)到標(biāo)線。繪制校準(zhǔn)曲線,側(cè)得樣品溶液的氟濃度,通過計(jì)算獲得樣品中的氟百分比含量。
要求:≤0.1%。
14 J緣、護(hù)套材料機(jī)械性能
老化前J緣抗拉強(qiáng)度≥6.5N/mm2,斷裂伸長(zhǎng)率≥125%,護(hù)套抗拉強(qiáng)度≥8.0N/mm2,斷裂伸長(zhǎng)率≥125%。
經(jīng)(150±2)℃、7×24h老化后,J緣及護(hù)套老化前后抗拉強(qiáng)度變化率≤-30%,J緣及護(hù)套老化前后斷裂伸長(zhǎng)率變化率≤-30%。
15 熱延伸試驗(yàn)
20N/cm2負(fù)重下,樣品經(jīng)(200±3)℃、15min的熱延伸試驗(yàn)后,J緣及護(hù)套伸長(zhǎng)率的中間值應(yīng)不大于100%,試件從烘箱內(nèi)取出冷卻后標(biāo)記線間距離的增加量的中間值對(duì)試件放入烘箱前該距離的百分比應(yīng)不大于25%。
16 熱壽命
根據(jù)EN 60216-1、EN60216-2阿列紐斯曲線進(jìn)行,溫度指數(shù)為120℃。時(shí)間5000h。J緣及護(hù)套斷裂伸長(zhǎng)率保留率:≥50%。之后進(jìn)行室溫下彎曲試驗(yàn)。試棒直徑為電纜外徑的2倍,試驗(yàn)后護(hù)套表面不應(yīng)有目力可見裂紋。要求壽命:25年。
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