Warum ist die Leistung von Photovoltaikkabeln wichtig?Photovoltaikkabel sind häufig dem Sonnenlicht ausgesetzt und Solarenergiesysteme werden häufig unter rauen Umgebungsbedingungen wie hohen Temperaturen und ultravioletter Strahlung eingesetzt.In Europa wird es an sonnigen Tagen dazu kommen, dass die Temperatur vor Ort von Solarenergieanlagen 100 °C erreicht.
Zu den verschiedenen Materialien, die wir derzeit verwenden können, gehören PVC, Gummi, TPE und hochwertige Vernetzungsmaterialien. Leider werden im Freien häufig Gummikabel mit einer Temperatur von 90 °C und sogar PVC-Kabel mit einer Temperatur von 70 °C verwendet.Um Kosten zu sparen, entscheiden sich viele Bauunternehmer nicht für spezielle Kabel für Solaranlagen, sondern anstelle von Photovoltaikkabeln gewöhnliche PVC-Kabel.Dies hat natürlich erhebliche Auswirkungen auf die Lebensdauer des Systems.
Die Eigenschaften von Photovoltaikkabeln werden durch ihre speziellen Kabelisolations- und Mantelmaterialien bestimmt, die wir als vernetztes PE bezeichnen.Nach der Bestrahlung mit einem Bestrahlungsbeschleuniger verändert sich die Molekularstruktur des Kabelmaterials und sorgt so für verschiedene Leistungsaspekte.
Widerstandsfähigkeit gegenüber mechanischen Belastungen Tatsächlich können bei der Installation und Wartung Kabel an scharfen Kanten von Dachkonstruktionen verlegt werden und die Kabel müssen Druck, Biegung, Zug, Querzugbelastungen und starken Stößen standhalten.Wenn der Kabelmantel nicht stark genug ist, wird die Kabelisolationsschicht ernsthaft beschädigt, wodurch die Lebensdauer des gesamten Kabels beeinträchtigt wird oder es zu Problemen wie Kurzschlüssen, Bränden und Personenschäden kommt.
Leistung von Photovoltaikkabeln
Elektrische Eigenschaften
Gleichstromwiderstand
Der Gleichstromwiderstand des leitenden Kerns des fertigen Kabels beträgt bei 20 °C nicht mehr als 5,09 Ω/km.
Spannungstest beim Eintauchen in Wasser
Das fertige Kabel (20 m) wird 1 Stunde lang in (20 ± 5)℃ Wasser getaucht und dann 5 Minuten lang ohne Ausfall auf Spannung (AC 6,5 kV oder DC 15 kV) getestet.
Dauerhafte Gleichspannungsfestigkeit
Die Probe ist 5 m lang und wird für (240 ± 2) Stunden in (85 ± 2)℃ destilliertes Wasser mit 3 % Natriumchlorid (NaCl) gelegt, wobei beide Enden 30 cm lang der Wasseroberfläche ausgesetzt sind.Zwischen dem Kern und dem Wasser wird eine Gleichspannung von 0,9 kV angelegt (der leitende Kern ist mit dem Pluspol verbunden und das Wasser ist mit dem Minuspol verbunden).Nach der Entnahme der Probe wird ein Wassertauchspannungstest durchgeführt.Die Prüfspannung beträgt 1 kV Wechselstrom und es ist kein Durchschlag erforderlich.
Isolationswiderstand
Der Isolationswiderstand des fertigen Kabels bei 20 °C beträgt nicht weniger als 1014 Ω˙cm, und der Isolationswiderstand des fertigen Kabels bei 90 °C beträgt nicht weniger als 1011 Ω˙cm.
Manteloberflächenwiderstand
Der Oberflächenwiderstand des fertigen Kabelmantels sollte nicht weniger als 109 Ω betragen.
Andere Eigenschaften
Hochtemperatur-Drucktest (GB/T 2951.31-2008)
Temperatur (140 ± 3)℃, Zeit 240 Minuten, k=0,6, die Eindringtiefe überschreitet nicht 50 % der Gesamtdicke der Isolierung und des Mantels.Und es wird ein 5-minütiger Spannungstest mit AC6,5 kV durchgeführt, und es ist kein Ausfall erforderlich.
Nasshitzetest
Die Probe wird 1000 Stunden lang einer Umgebung mit einer Temperatur von 90 °C und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 85 % ausgesetzt.Nach dem Abkühlen auf Raumtemperatur beträgt die Änderungsrate der Zugfestigkeit ≤-30 % und die Änderungsrate der Bruchdehnung ≤-30 % im Vergleich zu vor dem Test.
Beständigkeitstest gegen Säuren und Laugen (GB/T 2951.21-2008)
Zwei Gruppen von Proben wurden 168 Stunden lang bei einer Temperatur von 23 °C in Oxalsäurelösung mit einer Konzentration von 45 g/L bzw. Natriumhydroxidlösung mit einer Konzentration von 40 g/L getaucht.Im Vergleich zu vor dem Eintauchen in die Lösung betrug die Änderungsrate der Zugfestigkeit ≤ ±30 % und die Bruchdehnung ≥ 100 %.
Kompatibilitätstest
Nachdem das Kabel 7×24 Stunden lang bei (135±2)℃ gealtert wurde, betrug die Änderungsrate der Zugfestigkeit vor und nach der Alterung der Isolierung ≤±30 % und die Änderungsrate der Bruchdehnung betrug ≤±30 %;Die Änderungsrate der Zugfestigkeit vor und nach der Mantelalterung betrug ≤ -30 % und die Änderungsrate der Bruchdehnung betrug ≤ ± 30 %.
Schlagtest bei niedriger Temperatur (8,5 in GB/T 2951.14-2008)
Abkühltemperatur -40℃, Zeit 16h, Fallgewicht 1000g, Schlagblockmasse 200g, Fallhöhe 100mm, keine sichtbaren Risse auf der Oberfläche.
Biegetest bei niedriger Temperatur (8,2 in GB/T 2951.14-2008)
Abkühltemperatur (-40 ± 2)℃, Zeit 16 Stunden, Teststabdurchmesser 4 bis 5 Mal der Außendurchmesser des Kabels, 3 bis 4 Windungen, keine sichtbaren Risse auf der Manteloberfläche nach dem Test.
Ozonbeständigkeitstest
Die Probenlänge beträgt 20 cm und wird für 16 Stunden in einen Trockenbehälter gegeben.Der Durchmesser des im Biegetest verwendeten Prüfstabs beträgt das (2 ± 0,1)-fache des Außendurchmessers des Kabels.Die Testkammer: Temperatur (40 ± 2)℃, relative Luftfeuchtigkeit (55 ± 5) %, Ozonkonzentration (200 ± 50) × 10–6 %, Luftstrom: 0,2–0,5-faches Testkammervolumen/min.Die Probe wird für 72 Stunden in die Prüfkammer gelegt.Nach der Prüfung dürfen keine sichtbaren Risse auf der Manteloberfläche vorhanden sein.
Witterungsbeständigkeit/Ultravioletttest
Jeder Zyklus: 18 Minuten lang bewässern, 102 Minuten lang mit der Xenonlampe trocknen, Temperatur (65 ± 3)℃, relative Luftfeuchtigkeit 65 %, Mindestleistung bei einer Wellenlänge von 300–400 nm: (60 ± 2) W/m2.Nach 720 Stunden erfolgt der Biegetest bei Raumtemperatur.Der Durchmesser des Prüfstabs beträgt das 4- bis 5-fache des Außendurchmessers des Kabels.Nach der Prüfung sollten keine sichtbaren Risse auf der Manteloberfläche vorhanden sein.
Dynamischer Penetrationstest
Bei Raumtemperatur, Schnittgeschwindigkeit 1 N/s, Anzahl der Schneidtests: 4 Mal, jedes Mal, wenn die Testprobe fortgesetzt wird, muss sie sich 25 mm vorwärts bewegen und sich um 90° im Uhrzeigersinn drehen, bevor fortgefahren wird.Notieren Sie die Eindringkraft F, wenn die Federstahlnadel den Kupferdraht berührt. Der Durchschnittswert beträgt ≥150˙Dn1/2 N (4 mm2 Querschnitt Dn=2,5 mm).
Beulenfestigkeit
Nehmen Sie 3 Probenabschnitte, jeder Abschnitt hat einen Abstand von 25 mm, und machen Sie 4 Dellen bei einer 90°-Drehung, die Dellentiefe beträgt 0,05 mm und verläuft senkrecht zum Kupferleiter.Die drei Probenabschnitte werden 3 Stunden lang in Testkammern mit -15 °C, Raumtemperatur und +85 °C platziert und dann in ihren jeweiligen Testkammern auf den Dorn gewickelt.Der Dorndurchmesser beträgt das (3±0,3)-fache des minimalen Außendurchmessers des Kabels.Mindestens eine Kerbe jeder Probe befindet sich außen.Beim AC0,3-kV-Eintauchspannungstest wird kein Durchschlag beobachtet.
Wärmeschrumpfungstest des Mantels (11 in GB/T 2951.13-2008)
Die Probe wird auf die Länge L1 = 300 mm geschnitten, 1 Stunde lang in einen Ofen mit 120 °C gelegt, dann herausgenommen und auf Raumtemperatur abgekühlt.Wiederholen Sie diesen Heiß-Kalt-Zyklus fünfmal und lassen Sie es schließlich auf Raumtemperatur abkühlen.Die Wärmeschrumpfungsrate der Probe muss ≤2 % betragen.
Vertikaler Verbrennungstest
Nachdem das fertige Kabel 4 Stunden lang bei (60 ± 2)℃ platziert wurde, wird der in GB/T 18380.12-2008 spezifizierte vertikale Verbrennungstest durchgeführt.
Prüfung des Halogengehalts
PH und Leitfähigkeit
Probenplatzierung: 16 Stunden, Temperatur (21–25)℃, Luftfeuchtigkeit (45–55) %.Zwei Proben, jeweils (1000 ± 5) mg, zerkleinert zu Partikeln unter 0,1 mg.Luftdurchsatz (0,0157˙D2) l˙h-1±10 %, der Abstand zwischen dem Verbrennungsschiffchen und dem Rand der effektiven Heizfläche des Ofens beträgt ≥300 mm, die Temperatur am Verbrennungsschiffchen muss ≥935 betragen ℃ und die Temperatur in 300 m Entfernung vom Verbrennungsboot (entlang der Luftströmungsrichtung) muss ≥900 ℃ betragen.
Das von der Testprobe erzeugte Gas wird durch eine Gaswaschflasche mit 450 ml (PH-Wert 6,5 ± 1,0; Leitfähigkeit ≤ 0,5 μS/mm) destilliertem Wasser gesammelt.Der Testzyklus: 30min.Anforderungen: PH≥4,3;Leitfähigkeit ≤10μS/mm.
Cl- und Br-Gehalt
Probenplatzierung: 16 Stunden, Temperatur (21–25)℃, Luftfeuchtigkeit (45–55) %.Zwei Proben, jeweils (500–1000) mg, zerkleinert auf 0,1 mg.
Die Luftströmungsrate beträgt (0,0157˙D2)l˙h-1±10 %, und die Probe wird 40 Minuten lang gleichmäßig auf (800 ± 10)℃ erhitzt und 20 Minuten lang auf diesem Wert gehalten.
Das von der Testprobe erzeugte Gas wird durch eine Gaswaschflasche absorbiert, die 220 ml/Stück 0,1 M Natriumhydroxidlösung enthält;Die Flüssigkeit der beiden Gaswaschflaschen wird in die Messflasche eingespritzt, die Gaswaschflasche und ihr Zubehör werden mit destilliertem Wasser gereinigt und auf 1000 ml in die Messflasche eingespritzt.Nach dem Abkühlen auf Raumtemperatur werden 200 ml der getesteten Lösung mit einer Pipette in die Messflasche getropft, 4 ml konzentrierte Salpetersäure, 20 ml 0,1 M Silbernitrat und 3 ml Nitrobenzol werden zugegeben und dann gerührt, bis sich weiße Flocken ablagern;Zur vollständigen Vermischung werden 40 %ige wässrige Ammoniumsulfatlösung und einige Tropfen Salpetersäurelösung zugegeben, mit einem Magnetrührer gerührt und Ammoniumhydrogensulfid-Titrationslösung zugegeben.
Anforderungen: Der Durchschnitt der Testwerte der beiden Proben: HCL≤0,5 %;HBr≤0,5 %;
Der Testwert jeder Probe ≤ der Durchschnitt der Testwerte der beiden Proben ±10 %.
F-Inhalt
Geben Sie 25–30 mg Probenmaterial in einen 1-Liter-Sauerstoffbehälter, geben Sie 2–3 Tropfen Alkanol und 5 ml 0,5 M Natriumhydroxidlösung hinzu.Lassen Sie die Probe ausbrennen und gießen Sie den Rückstand unter leichtem Spülen in einen 50-ml-Messbecher.
Mischen Sie 5 ml Pufferlösung in die Probenlösung und spülen Sie die Lösung bis zur Markierung aus.Zeichnen Sie eine Kalibrierungskurve, um die Fluorkonzentration der Probenlösung zu ermitteln, und ermitteln Sie den prozentualen Fluorgehalt in der Probe durch Berechnung.
Anforderung: ≤0,1 %.
Mechanische Eigenschaften von Isolations- und Mantelmaterialien
Vor der Alterung beträgt die Zugfestigkeit der Isolierung ≥6,5 N/mm2, die Bruchdehnung ≥125 %, die Zugfestigkeit des Mantels ≥8,0 N/mm2 und die Bruchdehnung ≥125 %.
Nach der Alterung bei (150 ± 2)℃ und 7×24 Stunden beträgt die Änderungsrate der Zugfestigkeit von Isolierung und Mantel vor und nach der Alterung ≤-30 %, und die Änderungsrate der Bruchdehnung von Isolierung und Mantel vor und nach der Alterung ist ≤-30 %.
Wärmedehnungstest
Unter einer Belastung von 20 N/cm2 sollte, nachdem die Probe 15 Minuten lang einem thermischen Dehnungstest bei (200 ± 3)℃ unterzogen wurde, der Mittelwert der Dehnung der Isolierung und des Mantels nicht größer als 100 % sein Der Wert der Vergrößerung des Abstands zwischen den Markierungslinien, nachdem die Probe aus dem Ofen genommen und abgekühlt wurde, sollte nicht größer als 25 % des Abstands sein, bevor die Probe in den Ofen gelegt wird.
Thermisches Leben
Gemäß der Arrhenius-Kurve der EN 60216-1 und EN60216-2 beträgt der Temperaturindex 120℃.Zeit 5000h.Beibehaltung der Bruchdehnung von Isolierung und Mantel: ≥50 %.Führen Sie anschließend einen Biegetest bei Raumtemperatur durch.Der Durchmesser des Prüfstabes beträgt das Doppelte des Außendurchmessers des Kabels.Nach der Prüfung sollten keine sichtbaren Risse auf der Manteloberfläche vorhanden sein.Erforderliche Lebensdauer: 25 Jahre.
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Zeitpunkt der Veröffentlichung: 20.06.2024
