光伏電纜的特點與性能

      光伏電纜時常暴露在陽光之下，太陽能系統(tǒng)常常會在惡劣環(huán)境條件下使用，如高溫和紫外線輻射。在歐洲，晴天時將導(dǎo)致太陽能系統(tǒng)的現(xiàn)場溫度高達(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，目前國家金太陽工程頻頻上馬，有許多承建商為了節(jié)省成本，不選擇太陽能系統(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絕緣料和護(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)會發(fā)生改變，從而提供其個方面的性能。抗機械載荷實際上，在安裝和維護(hù)期間,電纜可在屋頂結(jié)構(gòu)的銳邊上布線，同時電纜須承受壓力、彎折、張力、交叉拉伸載荷及強力沖擊。如果電纜護(hù)套強度不夠，則電纜絕緣層將會受到嚴(yán)重?fù)p壞，從而影響整個電纜的使用壽命，或者導(dǎo)致短路、火災(zāi)和人員傷害危險等問題的出現(xiàn)。

　　 光伏電纜的性能

　　 電性能

　　 1. 直流電阻

　　 成品電纜20℃時導(dǎo)電線芯直流電阻不大于5.09Ω/km。

　　 2 浸水電壓試驗

　　 成品電纜(20m)在(20±5)℃水中浸入時間1h后經(jīng)5min電壓試驗(交流6.5kV或直流15kV)不擊穿。

　　 3 長期耐直流電壓

　　 樣品長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)電線芯接正極，水接負(fù)極)。取出試樣后進(jìn)行浸水電壓試驗，試驗電壓為交流1kV，要求不擊穿。

　　 4 絕緣電阻

　　 成品電纜20℃時絕緣電阻不小于1014Ω·cm，

　　 成品電纜90℃時絕緣電阻不小于1011Ω·cm。

　　 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(GB/T 2951.31-2008)

　　 溫度(140±3)℃，時間240min， k=0.6，壓痕深度不超過絕緣與護(hù)套總厚度的50%。并進(jìn)行AC6.5kV、5min電壓試驗，要求不擊穿。

　　 2 濕熱試驗

　　 樣品在溫度90℃、相對濕度85%的環(huán)境下放置1000h，冷卻至室溫后與試驗前相比，抗拉強度變化率≤-30%，斷裂伸長率的變化率≤-30%。

　　 3 耐酸堿溶液試驗(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℃，時間168h，與浸溶液前相比，抗拉強度變化率≤±30%，斷裂伸長率≥100。

　　 4 相容性試驗

　　 電纜整體經(jīng)7×24h，(135±2)℃老化后，絕緣老化前后抗拉強度變化率≤±30%，斷裂伸長率變化率≤±30%;護(hù)套老化前后抗拉強度變化率≤-30%，斷裂伸長率變化率≤±30%。

　　 5 低溫沖擊試驗(GB/T 2951.14-2008中的8.5)

　　 冷卻溫度-40℃，時間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(GB/T 2951.14-2008中的8.2)

　　 冷卻溫度(-40±2)℃，時間16h，試棒直徑為電纜外徑的4～5倍，繞3～4圈，試驗后護(hù)套表面不應(yīng)有目力可見裂紋。

　　 7 耐臭氧試驗

　　 試樣長度20cm，干燥器皿內(nèi)放置16h。彎曲試驗所用試棒直徑為電纜外徑的(2±0.1)倍，試驗箱：溫度(40±2)℃，相對濕度(55±5)%，臭氧濃度(200±50)×10-6%，空氣流量：0.2～0.5倍試驗箱容積/min。樣品放置試驗箱72h，試驗后護(hù)套表面不應(yīng)有目力可見裂紋。

　　 8 耐氣候性

　　 紫外線試驗
　　 每個周期：灑水18min，氙燈干燥102min，溫度(65±3)℃，相對濕度65%，波長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。試棒直徑為電纜外徑的4～5倍，試驗后護(hù)套表面不應(yīng)有目力可見裂紋。

　　 9 動態(tài)穿透試驗

　　 室溫條件下，切割速度1N/s，切割試驗數(shù)：4次，每次繼續(xù)試驗樣品須向前挪動25mm，并順時針旋轉(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℃試驗箱內(nèi)3h，然后在各自相應(yīng)的試驗箱內(nèi)卷繞于芯軸上，芯軸直徑為(3±0.3)倍電纜小外徑。每個樣品至少一個刻痕位于外側(cè)。進(jìn)行AC0.3kV浸水電壓試驗不擊穿。

　　 11 護(hù)套熱收縮試驗(GB/T 2951.13-2008中的11) 樣品切取長度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)，冷卻至室溫，要求樣品熱收縮率≤2%。

　　 12 垂直燃燒試驗

　　 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。

　　 13 鹵素含量試驗

　　 PH及導(dǎo)電率

　　 樣品置放：16h，溫度(21～25)℃，濕度(45～55)%。試樣二個，各(1000±5)mg，碎至0.1mg以下的微粒。空氣流量(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(順空氣流動方向)溫度須≥900℃。

　　 試驗樣品所產(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，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。

　　 試驗樣品所產(chǎn)生氣體通過含有220ml/個 0.1M氫氧化鈉溶液的氣體洗瓶吸取;將兩個氣體洗瓶的液體注入量瓶，同時應(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混合，用磁性攪拌器攪拌，加入硫氫酸銨滴定溶液。

　　 要求：兩個樣品測試值的均值：HCL≤0.5%;HBr≤0.5%;

　　 每個樣品測試值≤兩個樣品測試值的均值±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，通過計算獲得樣品中的氟百分比含量。

　　 要求：≤0.1%。

　　 14 絕緣、護(hù)套材料機械性能

　　 老化前絕緣抗拉強度≥6.5N/mm2，斷裂伸長率≥125%，護(hù)套抗拉強度≥8.0N/mm2，斷裂伸長率≥125%。 經(jīng)(150±2)℃、7×24h老化后，絕緣及護(hù)套老化前后抗拉強度變化率≤-30%，絕緣及護(hù)套老化前后斷裂伸長率變化率≤-30%。

　　 15 熱延伸試驗

　　 20N/cm2負(fù)重下，樣品經(jīng)(200±3)℃、15min的熱延伸試驗后，絕緣及護(hù)套伸長率的中間值應(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 60

　　 216-1、EN60216-2阿列紐斯曲線進(jìn)行，溫度指數(shù)為120℃。時間5000h。絕緣及護(hù)套斷裂伸長率保留率：≥50%。之后進(jìn)行室溫下彎曲試驗。試棒直徑為電纜外徑的2倍，試驗后護(hù)套表面不應(yīng)有目力可見裂紋。要求壽命：25年。