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www.read-wca.comWire & Cable ASIA – November/December 2015
在未指定时长的情况下，温度额定值毫无意义。欧洲电缆业
的标准温度额定值为
20,000
小时时长下多少摄氏度。
太阳能光伏产业标准规定光伏组件的使用寿命为
25
年。大约
为
150,000
个小时。假定环境温度为
90°C
，即最低温度额定值
为
90°C
每
150,000
小时。当产业标准化时长为
20,000
小时的
情况下，相应的温度额定值为
120°C
每
20,000
小时。
3.1.2
光氧化
日光中含有大量紫外线辐射。经过高分子材料的吸收之后，
紫外线辐射的强度就会降低。这一能量足以将不稳定的聚合
物分解，经过一段时间后，还可改变聚合物的成分。长期暴
露在紫外线中的高分子材料必须采用能在如上自然环境中相
对稳定的聚合物复合物。基本的聚烯烃聚合物在户外的使用
寿命有限。但是如今制造的多数聚烯烃有色（非黑色）太阳
能电缆都具有可在紫外线中保持稳定的外皮，使其使用寿命
可达五至十年。但是如果要延长电缆的户外使用寿命，那么
聚烯烃内需含有至少
2.5%
的精细炭黑粉。
在聚烯烃内添加炭黑粉可显著增强抗紫外线的能力。炭黑粉
可用于吸收紫外线，并为聚烯烃材料抵挡有害的紫外线辐
射。
直到今天，还未有可知的物理或化学关联性可适用于推断电
缆使用寿命的加速老化试验。依据标准（美国保险商实验室
（
UL
）和德国技术监督协会（
TUV
）），进行试验的持续时
间为
720
个小时，试验结果无法通过数学公式进行推断。这些
试验仅能提供参考结果，而无法提供准确的使用寿命时长。
经过四十多年聚乙烯外皮通信电缆的户外安置经验表明，添
加的
2.5%
炭黑精细粉末可防护紫外线达
25
年以上。散布的炭
黑粉通过挤压工艺成为电缆外皮的一部分，可对抗紫外线能
力产生巨大的影响。而对机械参数的合理管理也是产生最佳
结果的关键性因素。
EN50290
（“通信电缆。通用设计规则和制造”）中含有炭
黑粉，是对于户外露天使用的通信电缆的强制性要求。
3.2 2007
年度新要求的基础要点
2007
年发布的新版
Pfg1169/2007.8
中的主要基础要点是依据
IEC60216
“电气绝缘材料-耐热性能”（
120°C
每
20,000
小
时）进行的热稳定性试验。
在该标准的应用中，假定用于引发界定性质变化（断裂延伸
率小于
50%
）所需的时间对数和相应绝对温度的逆值间近乎
存在线性关系。该项试验至少在三种不同的温度下进行。
选择的最高温度的试验节点应不少于
100
个小时，而选择的最
低温度的试验节点应不少于
5,000
个小时。
可用一条直线连接不同的记录点标。延长这条直线直到穿过
纵轴上的
20,000
小时点标（时间对数），则可在横轴上确定
温度额定值（温度绝对值的逆值）。
其他要点：
•
采用的材料为无卤素材料
•
采用的导体需符合
IEC60228
类别五的标准
•
电线电缆需符合
IEC60332-1-2
（垂直燃烧试验）的标准
德国电气工程师协会（
VDE
）所发布的研究结果为：
• VDE-AR-E 2283-4
“太阳能光伏系统的电缆规格要求”
德国技术监督协会（
TUV
）所发布的研究结果为：
• TUV 2Pfg1169/2007.8
“光伏系统内采用的光缆规格要
求”
3.3
美国保险商试验所
(UL)
关于太阳能光伏电缆的说明
2005
年，美国保险商试验所发布了首版纲要
4703
。保险
商试验所创建了自己的“太阳能光伏”类型。这份纲要建
立在了
UL854
（进户线电缆）的基础之上。但是到了
2005
年，
NEC2005
标准（第
690
章）则要求
USE
、
USE-2
、
UF
和
SE
。
直到
2008
年，太阳能光伏的类型才首次在
NEC2008
中被提
到。在该版本中符合要求的电缆为
USE-2
或太阳能光伏。值
得注意的是，保险商试验所的
4703
纲要中采纳了导体的米制
尺寸。
2010
年，保险商试验所发布了第四版的
4703
纲要并沿用
至今。在这个版本中，参考标准
UL44
为“热绝缘电线和电
缆”。
3.3.1 TUV1169/2007.8
的不同点
保险商试验所和德国技术监督委员会之间最显著的差别如
下：
• UL4703
允许采用卤代化合物
• UL1581-1060
中对于燃烧试验的要求高于
IEC60332-1
。
•
在
UL4703
中未对直流电和交流电做出区分
•
根据未来的需求，电压允许
1,000
伏（或
2,000
伏）
• UL4703
允许采用铝制电线
•
在
UL4703
中未有
U
0
/U
差异
❍
图二
:
U
0
/U
的定义
GND
4
电缆产业的新挑战
4.1 2006
年至
2013
年德国技术监督协会和美国保险商试验所
批准采用的电缆
2006
年，组件的制造商们开始将目光放眼于全球。新的市场
需求是生产一类可满足所有标准的光伏组件，可在任一市场
进行销售。而新的挑战在于能设计出一类电缆用于综合保险
商试验所（
UL
）（
PV/USE-2
）和
TUV1169
的对置要求。
尤其是要克服以下差异：
•
无卤素化合物中充满了阻燃矿物质。保险商试验所要求的
物理性质对于这类化合物来说是个挑战。
•
卤代化合物可轻易通过保险商试验所的燃烧试验，而卤代
化合物就很难通过这一试验。
•
由于阻燃添加剂容易受潮，因此保险商试验所的长期稳定
性试验对于填充化合物是一个难题。
但是还是有可能满足这些要求的。
4.1.1
第一个解决方案
❍
图三
:
UL4704
和
TUV1169
或
TUV1169
电线的优化设计
外皮
隔离膜
绝缘层
导体