WCA November 2015

2001 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。

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

❍ 图一 : 因臭氧和高温导致电线故障

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：

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。

• 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 ?

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。

3.1 材料老化是新的研究重点

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 ）。

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。

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Wire & Cable ASIA – November/December 2015