WCA November 2015

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

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。 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 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。

GND

❍ 图二 : U 0

/U 的定义

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

外皮

隔离膜

绝缘层

导体

❍ 图三 : UL4704 和 TUV1169 或 TUV1169 电线的优化设计

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Wire & Cable ASIA – November/December 2015