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Wire & Cable ASIA – November/December 2015
www.read-wca.com2001
年至
2014
年太阳能光伏
电线电缆的标准化进程
作者:莱尼公司鲁克·耶井索伊
摘要
本文展现了自
2001
年首篇德国莱茵公司(
TUV Rheinland
)文档
2Pfg1169/2001
发布以来,直到
2012
年发布
2Pfg1990/2012
文档之间的革新进程,包括该文档对于美国、日本和欧
洲采用的国家标准的影响,以及欧洲电工标准化委员会
(
Cenelec
)制定的标准
EN50618
和
IEC62930
的发展过程。
另外,本文也将深入分析符合上述标准所必须实行的设计、
材料组合和加工流程。特别是解决“符合多种标准”的难
题,例如需同时符合美国保险商实验室(
UL
)和德国技术监
督协会(
TUV
)的双重标准。
附加板块则会对基本化合物性能的特定试验流程进行分析,
这些基本化合物性能将影响到太阳能光伏电缆的长期使用寿
命。
1
简介
自上世纪末起,全球范围内对于可再生能源的关注促使太阳
能光伏产业飞速发展,其在全球的发展势头迅猛,势不可
挡。
在当时,建设太阳能光伏系统是一项昂贵的长期投资项目,
而且投资者们根本不知道如何估计组件的数量,与此同时,
客户则更关心太阳能光伏组件和装置的预计使用寿命。当时
急需第三方评估其质量和安全性。
于是,当时德国莱茵公司开始根据其自身的要求对光伏组件
的质量和安全性进行了评估。
莱茵公司很快就调查清楚,组件的质量和安全性依赖于部件
成分,但是当时缺少适用于太阳能光伏应用要求的部件标
准。这就是太阳能光伏电线标准化的开端。
2
开端
2001
年,德国莱茵公司开始检测太阳能光伏组件,就采用的
电缆发现了诸多问题。
由于当时没有对这些现有电缆的指定标准检测,于是莱茵公
司创建了他们自己的标准。这就是
2Pfg1169:2004
的诞生。
这个首创标准建立在
IEC60245-4:1994
的基础之上(橡皮绝缘
电缆-额定电压高达并包括
450/750
伏-第四章:内芯线和软电
缆)。
当时
H07RN-F
是最常使用的电缆(橡皮材质,适用温
度:
60°C–90°C
)。
在太阳能光伏装置的初期阶段,没有人意识到光伏电缆实际
所需的要求更高。
2.1
数年后首批采用的电线发生故障
3
新要求
在发生数起电线故障之后,太阳能光伏专家意识到第一版
Pfg
1169/2004
的规格太低了。
2006
年,一个新成立的专家组
(德国国家委员会工作小组
411.2.3
)开始研究新版的“光伏电
缆规格”。
在这项研究工程的初始阶段,组员包含了组件和电缆业的专
家。工作组的重心是太阳能光伏电缆的使用寿命,研究项目
还主要包含以下问题:
•
我们如何预测电缆的使用寿命
?
•
电缆必需的使用寿命应该多长
?
•
如何查明电缆是否已经老化
?
•
如何检测电缆的老化程度
?
3.1
材料老化是新的研究重点
3.1.1
聚烯烃的热氧化
阿雷尼尔斯定律(
Arrhenius
law
)是最基本的化学法则之
一。该定律表明了温度和作用速度的关联性。聚合物的热老
化也不过是一个化学作用,而所有的化学作用都依赖于作用
温度。每升高
10°C
温度,则化学作用的速度将加快两倍。
反之亦然。下降温度可以将老化速度降低
0.5
倍。电缆的特定
温度额定值需与特定的时长相符。
❍
图一
:
因臭氧和高温导致电线故障