光伏系统中电缆应用要求

1.范围
2 PfG 1169/08.2007适用于光伏系统直流侧使用的单芯软电缆（软线），其最大可允许电压为1.8千伏直流（导体-导体，不接地系统）。
电缆适合用于安全等级II的情况。
允许以多结构的方式，将这些电缆连接起来。
该电缆的设计目的是用于在室温下操作，最高温度可达90℃。

2.规范性文献
以下引用的文件是使用本文件必不可少的部分。凡是注日期的引用文献，只有被引用的版本才适用。凡是不注日期的引用，该引用的文件（包括任何修订）的最新版本应适用。
IEC 60364-5-52，《低压装置的安装》– 第5部分：电气设备的选型和安装–第52章：布线系统；
EN 50267-2-1 – 《着火条件下电缆的通用试验方法 - 电缆材料燃烧过程中放出气体的试验》 - 第2-1部分：程序 -氢卤酸气体量的测定；
EN 50267-2-2 – 《着火条件下电缆的通用试验方法 - 电缆材料燃烧过程中放出气体的试验》 - 第2-2部分：程序-通过测量 pH 值和导电性的方法对电缆材料燃烧时释出气体的酸度的测定；
EN 50305，《铁路应用 - 有特殊防火性能的铁路机车车辆电缆？ - 试验方法；
EN 50395，《低压电缆的电气试验方法》；
EN 50396，低压电缆的非电气试验；
EN 60068-2-78，《环境试验》 - 第2-78部分：试验 - 试验室：湿热、稳定状态 （IEC 600682-78）；
EN 60216-1，《电绝缘材料 - 耐热性能》 - 第1部分：老化过程和试验结果评价（IEC 60216-1）；
EN 60216-2，电绝缘材料 - 耐热性能 - 第2部分：测定电气绝缘材料耐热性（IEC 60216-2）；
EN 60228，《导体绝缘电缆》（IEC 60228）EN 60332-1-2，《着火条件下电缆和光缆的试验 – 第1-2部分：单股绝缘电线或电缆的垂直火焰蔓延的试验 – 1kW预混合火焰规程》；(IEC 60332-12)
EN 60684-2，《绝缘软套管规范 – 第2部分：试验方法》（IEC 60684-2）；
EN 60811-1-1，《电缆绝缘和护套材料 – 通用试验方法》第1-1部分：一般应用方法 – 厚度和外形尺寸的测量 – 机械性能测定试验（IEC 60811-1-1）；
EN 60811-1-2，《电缆用绝缘和护套材料 – 一般检验方法》第1-2部分：一般应用方法 – 热老化法（IEC 60811-1-2）；
EN 60811-1-3，《电缆用绝缘和护套材料 – 一般检验方法》第1-3部分：一般应用方法 – 密度测定方法 – 吸水试验 – 收缩试验（IEC 60811-1-3）；
EN 60811-1-4，《电缆用绝缘和护套材料 – 一般检验方法》第1-4部分：一般应用方法 – 低温试验（IEC 60811-1-4）；
EN 60811-2-1，《电缆和光缆的绝缘和护套材料 – 通用试验方法》 – 第2-1部分：弹性体所用特定方法 – 耐臭氧性、热固和矿物油浸试验（IEC 60811-2-1）；
EN 60811-3-1，《电缆绝缘和护套材料 – 一般试验方法》第3-1部分：对聚氯乙烯化合物的专用方法 – 高温压力测试，耐裂解试验（IEC 60811-3-1）；
HD 22.13，《额定电压达到并包括450/750V的橡胶绝缘电缆》第13部分：柔性电缆、衡烟及低腐蚀气体的聚合体绝缘及缠包柔性单/多股电缆；
HD 605，电缆 – 第605部分：补充检验方式
HD 60364-7-712，《建筑物的电气设施》第7-712部分：特殊设施或场所的要求 – 太阳光电（PV）能源供应系统（IEC 60364-7-712，修订版）

3.术语和定义
对于本文件的目的，下列定义适用。
3.1 测试程序条款
3.1.1 型式试验（符号T）

在一般商业的基础上提供本标准中规定的电缆类型之前，应当进行试验，以证明其满意的性能特征，能够满足预期的使用需要。在试验完成之后，这些试验的性质要求进行重复试验，除非电缆材料或者设计或生产工艺发生变更，可能会改变性能特点。
3.1.2 抽样试验（符号S）
对完工的电缆或部件的样品进行试验，样品从完工电缆中按照规定的频率采集，以验证成品是否符合规定要求。
3.1.3 例行检验（符号R）
制造商对每次生产的电缆长度进行检测，通过对每个长度的电缆制造厂家进行试验，以确定每个长度符合指定的要求。
3.2 额定电压
电缆的额定电压决定电缆的结构以及与电学特性相关的试验。
额定电压由频率/电压的两个值表示：U0/U，单位是伏特

U0 导体和地面之间的额定工频电压（电缆的金属层或环境介质）；

U 多极电缆或单芯电缆系统的两个导体之间的额定工频电压

某特定用途的电缆的额定电压应适用于有电缆使用的系统中的各运行条件。
本要求同时适用于Uo和U。
在直流系统中，两个导体之间的额定电压应不得超过电缆额定电压U的1.5倍值，导体和地面之间的额定电压不得超过额定电压Uo 的1.5倍值。
注：系统的工作电压可能会永久超过额定电压的20％。电缆可在电压值高于额定电压20％的情况下操作，只要该额定电压不小于系统的额定电压。
直流侧
是指从太阳能光伏（PV）电池到光伏逆变器的光伏装置的一部分
3.4 在标准试验条件下的断路电压UOC STC
在标准试验条件下，无载（断路）光伏组件、光伏组列、光伏阵列、太阳能光伏发电器或光伏逆变器的直流侧的电压
3.5 标准试验条件下的短路电流 ISC TC
在标准试验条件下，光伏组件、光伏组列、光伏阵列、太阳能光伏发电器的短路电流
4 无卤光伏电缆
4.1 规定牌号
PV1-F
4.2 特性
4.2.1 额定电压
交流U0/U 0,6/1 kV
1.8千伏直流（导线－导线，非接地系统，非负载条件下电路）。
如果在直流系统中使用电缆，两个导体之间的额定电压应不得超过电缆额定电压U 的1.5倍值。在单相接地直流系统中，此值应乘以因数0.5。
4.2.2 温度范围
环境温度：-40 ° C至+90 ? C间
导体最高温度：120℃
该电缆的设计用途是在室温下操作，最高达到90°C。因此，根据EN 60216-1（20.000h，50%残余伸长）120°C的温度指数适用于绝缘和护套。
注意：预期的使用期限为25年。
允许的短路温度是指5秒的时间为200°C。

4.3 结构
4.3.1 导体
导体数量：1
导体应为5级，符合EN 60228的要求。
单线必须镀锡。
首选直径：2、5、4、6、10、16 mm2
4.3.2 分离层
适当的无卤素材料分离层可应用在导体周围。
4.3.3 保温层
保温层应是适当的应用于导体周围的无卤材料。
保温应挤压，并应包括一个或几个相邻的附着层。应当牢固、均匀，必须有可能对其进行去除，而不会对保温层本身、导体和镀锡层造成损坏。
保温层应光滑，始终使用，并且大部分应为环形。应当通过检验和手动测试，检查符合性。
保温墙的厚度由制造商指定，但不能低于0.5mm的最低值。
4.3.4 分离层
适当的无卤素材料分离层可应用在保温层周围。
4.3.5 护套
护套芯必须由护套覆盖。
芯周围的护套必须适当的无卤素材料。
护套应为挤压式，并应包括一个或多个相邻附着层。护套应光滑并始终采用。
护套的厚度由制造商指定，但不得低于0.5mm的最低值。
4.3.6 外径
外径的平均值应在制造商规定的限值范围内。
4.3.7 多重结构
多重结构中的每一个单芯电缆应通过本文件的要求。在多重结构中的每一个额外的部件应通过本文件的要求。
4.3.8 标记
4.3.8.1 概述
该电缆应标明如下：
a) 商标；
b) 规定牌号；
c) 额定直径。
标记可由印刷或者通过浮雕的形式在护套上或护套内复制。
4.3.8.2 商标
电缆应提供一个制造商，它标志着一个连续与公司名称或公司标志或（如商标由指示）识别号码。
4.3.8.3 规定牌号
根据4.1条的规定，电缆应提供有规定牌号，在护套上连续地标注。
4.3.8.4 标记安排
如果标记的端头和下一个相同标记开头之间的间距未超过以下值，每个标记被认为是连续的：
– 对于护套或外壳上的标记，应为550mm。下图为护套标记的举例说明。


图1– 标记的安排

4.3.8.5 耐久性
印刷标志应经久耐用。应当按照EN 50396的第5.1条的规定检查是否符合这项规定。
4.3.8.6 易读性
每个标识应清晰可读。
4.4 试验
按照表3的规定，进行检验和试验，确认是否符合4.3条的要求。
4.5 使用指南（参考）
符合本标准的电缆应当按照EN 60364-7-712的规定，应用于光伏系统中。
4.6 载流能力
环境温度： 60°C
最高导体温度：120℃
表1 - 光伏电缆载流能力
额定直径 安装类型
半空中的单芯电缆 表面上的单芯电缆 表面电缆附近
mm2 A A A
1,5 30 29 24
2,5 41 39 33
4 55 52 44
6 70 67 57
10 98 93 79
16 132 125 107
25 176 167 142
35 218 207 176

表2 –偏离温度的转换因数
环境温度 转换因数
°C
Up to 60 1,00
70 0,91
80 0,82
90 0,71
100 0,58
110 0,41

根据IEC 60364-5-52的表B.52-17的要求，积累的换算系数
表3-无卤素光伏电缆试验
1 2 3 4 5
参考号 试验 要求 试验类型 试验方法
标准中的试验方法 条款中的试验方法
1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 电气试验
导体电阻
交流或直流完工电缆的电压测试
– 交流试验电压 kV
– 直流试验电压 kV
样品长度 m
试验持续时间 分钟
水温 °C
完工电缆无故障
– 交流试验电压 kV
护套的表面电阻
- 最低值Ω
完工电缆的绝缘
样品长度 m
试验持续时间 小时
水温 °C
– 20 °C下的最低值 Ω cm
– 90 °C下的最低值 Ω cm
直流绝缘的长期电阻 6,5 15 20 5 20 ± 5 10 109 5 2 20± 5 1014 1011 T,S T,S R T T T EN 50395 EN 50395 EN 50395 EN 50395 EN 50395 5 6 10 11 8附录D
2 2.1 2.2 2.3 2.4 2.4.1 2.4.2 建筑及尺寸试验
检查是否符合施工规定
保温层厚度测量
护套厚度测量
总尺寸测量
– 平均值
– 椭圆度 % ≤ 15 T,S T,S T,S T,S T,S EN 50396 EN 50396 EN 50396 EN 50396 检验和手动试验
4.1
4.2
4.4
4.4
3
3.1 3.2 完工电缆高温条件下的压力试验
试验条件：
- 温度 °C
- 荷载作用下加热时间 分钟
- 系数K
得到的结果：
- 渗透深度，最大值 ％
- 悬挂干燥和冷却之后10分钟电压试验 140 ± 3 240 0,6 50 T EN60811-3-1 表4, 1.2
4
4.1 4.2 湿热试验
试验条件：
- 温度 °C
- 持续时间 小时
- 相对湿度 ％
得到的结果：
- 拉伸强度变化最大值％
- 断裂伸长率变化最大值％ 90 1000 85 – 30 – 30 T EN 60068-2-78

1 2 3 4 5
参考号 试验 要求 试验类型 试验方法
标准中的试验方法 条款中的试验方法
5
5.1 5.2 5.3 耐酸性和碱性溶液
化学应力
酸：N-Oxal-酸
碱性溶液：N -氢氧化钠溶液
温度 °C
持续时间 小时
拉伸强度：
变化，最大％
断裂伸长率，最小 ％ 23 168 ± 30 100 T EN 60811-2-1 10
6 影响试验 T 附录A
7 -40℃条件下冷冲击试验 T 附录E
8
8.1 8.2 冷弯试验
电缆直径<12.5mm
试验条件：
– 温度 °C
– 调节持续时间 小时
得到的结果： –40 ± 2
16
无裂痕 T EN 60811-1-4 EN 60811-1-4 8.2 8.2.3
9 冷伸长试验
电缆直径≥ 12.5 mm 表3
10 10.1 10.2 完工电缆的抗臭氧试验
方法B
- 温度 °C
- 相对湿度 ％
- 持续时间 小时
- 臭氧浓度％
（按体积）
得到的结果： 40 ± 2
55 ± 5
72
(200 ± 50) × 10–6
无裂痕 T EN 50396 8.1.3
11 11.1 风化/防紫外线性
条件：
- 持续时间 小时
- 温度 °C
（黑色-标准-温度）
- 相对湿度 ％
– 在波长为 300 nm 至400 nm的情况下，最小功率 W/m2
–喷涂/烘干的持续时间 分钟
得到的结果： 720
63
65
60 ± 2
18/102
无裂痕 T HD 605/A1 2.4.20
12 动力触探试验 T 附录F
13 凹槽传播 T 附录G

1 2 3 4 5
参考号 试验 要求 试验类型 试验方法
标准中的试验方法 条款中的试验方法
14 14.1 14.2 完工电缆收缩试验
条件：
– 温度 °C
–持续时间 小时
– 样品距离L mm
得到的结果：
最大收缩％ 120 1 300 2 T EN 60811-1-3 11((sheath))
15 15.1 15.2 15.2.1 15.2.2 着火条件下的试验
在完工电缆的垂直火焰蔓延试验
卤素评估
无卤素
卤素的测定 - T, S T, S EN 60332-1-2 附件B
附录C

表4 - 无卤绝缘和护套化合物的要求
1 2 3 4 5 6 7
参考号 试验方法 化合物类型
试验 单位 标准中的试验方法 条款中的试验方法 绝缘 护套
1 1.1 1.1.1 1.1.2 1.2 1.2.1 1.2.2 1.2.3 1.3 1.3.1 1.3.2 1.4 1.4.1 1.5 1.5.1 1.5.2 机械特性
老化前性能
拉伸强度所得值：
–中值，最小值
断裂时伸长所得值：
– 中值，最小值
炉内老化后性能
老化条件：
– 温度
– 处理持续时间
拉伸强度所得值：c
– 中值，最小值
– 变化值，最大值
断裂时伸长所得值c：
– 中值，最小值
– 变化值，最大值
热固试验d
条件
– 温度
– 负载下时间
– 机械应力
得到的结果
– 负载下伸长率，最大值
– 冷却后的永久伸长率，最大值
耐热性能
条件
应当进行在断裂伸长试验或弯曲试验。
– 温度指数
– 断裂时的伸长率
– 弯曲试验
冷伸长试验
条件：
– 温度
– 持续时间
得到的结果：
–断裂伸长率，最小值
N/mm2 % °C h N/mm2 % % % °C min N/cm2 % % % °C h % EN 60811-1-1 EN 60811-1-2 EN 60811-2-1 EN 60216-2 EN 50305 EN 60811-1-4 EN 60811-1-4 9.2
8.1
9
7.2
8.4
8.4.4 和 8.4.5 6,5 125 150 ± 2 7 × 24 – –30a – – 30a 200± 3 15 20 100 25 120 50 2 D –40 ± 2 b 30 8,0 125 150 ± 2 7 × 24 – –30a – – 30a 200± 3 15 20 100 25 120 50 2 D –40 ± 2 b 30

1 2 3 4 5 6 7
参考号
试验
单位 试验方法 化合物类型
标准中的试验方法 条款中的试验方法 试验
a 无固定变化的正值。
b 见第4列和第5列中规定的试验方法。
c 应当在绝缘试验样品和护套化合物样品上进行本试验。
d 应只能交联绝缘和护套化合物上进行本试验。











附录A（规范性附录）
交互影响试验
A.1 条件
根据表2的规定，试验样本必须在（135 ± 2）°C的条件下老化7天。
A.2 要求
老化后绝缘和护套应能通过表A.1的要求。
表A.1 – 要求
试验 单位 绝缘 护套
抗拉强度 – 中值，最小值
– 变化值a，最大值 N/mm2 % – ± 30 – –30 b
断裂伸长率 – 中值，最小值
– 变化值a，最大值 % % – ± 30 – ± 30
a 变化值：老化后所得的中间值和未经老化所得的中间值之间的差额，以后者的百分比表示。
b 不限正容差。










附录B
（规范性附录）
无卤素试验
B.1 挤压材料的要求
绝缘和护套应通过以下要求：
a) 型式试验
该材料必须如表B.1中所述内容进行试验。
表B.1 – 试验方法、测量、要求
试验方法 测量 要求
1 EN 50267-2-2 pH值和导电性 pH ≥ 4.3，导电性≤ 10 µS/mma
2 EN 50267-2-1 氯和溴含量，以HCI表示 ≤ 0,5 %
3a 附录C 卤素：氟 如果是负值，应当完成试验。无需其它的试验。该材料应被接受。
如果是正值，应当进行3b的试验。
3b EN 60684-2 氟含量 ≤ 0,1 %
a 如果出现电导率的差异性，例如：即使与建议的pH值相符合，将超出建议值，在与所有参与方商定之后，可以采用其它试验方法。

b）选型测试
该材料应当按照表B.2中规定的试验顺序进行试验。
表B.2 – 试验顺序
试验方法 测量 数值 结果
第0阶段 HD 22.13，附录C 卤素：氟化物、氯化物和溴化物 如果是负值，应当完成试验。无需其它的试验。该材料应被接受。
如果是正值，继续进行第1阶段。
第1阶段 EN 50267-2-2 pH < 4,3 该材料应予以修改。
≥ 4,3 应对电导率进行测试。
电导率 ≤ 2,5 µS/mm 该材料应被接受。没有必要进行进一步试验。
电导率 > 10 µS/mm 该材料应予以修改。
电导率 > 2,5 µS/mm but ≤ 10 µS/mm 应当按照EN 50267-2-1的要求进行试验。
第2阶段 EN 50267-2-1 氯和溴 > 0,5 % 该材料应予以修改。
含量，以HCl表示 ≤ 0,5 % 应当按照EN 60684-2的要求进行试验。
第3阶段 EN 60684-2 氟含量 > 0,1 % 该材料应予以修改。
≤ 0,1 % 该材料应予以接受。

















附录C
（规范性附录）
卤素测定 - 元素测试
警告
由于其潜在的危险性，熔断运作应在通风橱中进行，使用安全隔屏。
C.1 设备
本生灯的3个小型/中碱玻璃试管中（约50毫米× 10毫米）试管夹
蒸发皿/研钵
金属细网纱；
漏斗
滤纸
C.2 材料
未知样品
金属钠
稀释硝酸（5％）
硝酸银溶液（5％）
稀释氨水（10％）
新鲜配制的茜素锆试剂红S试剂
冰醋酸
酸/ pH指示剂试纸
C.3 程序
C.3.1 加钠熔化
将200毫克- 250毫克的样品放入一个小型钠玻璃试管底部中。将10毫升的蒸馏/去离子水加入蒸发皿，并将蒸发皿放入安全隔屏后面的通风橱中。如果使用试管夹把试管紧紧地固定住，并垂直形成45°-60°的角度,并采用一片新鲜切割的、干净的钠(如豌豆般大小)(200毫克- 250毫克)，放入试管口中，并确保不让它接触到样品。如果安全隔屏放置到位，轻微加热钠直至融化并落到样品上(如果存在卤素，当熔化的钠到达样品，可能会产生剧烈的反应)。轻轻加热试管约1分钟,然后加强加热程度,直到试管下部20毫米处发红发烫。将发红发烫的试管立刻投入蒸发皿的水中,并立刻把纱布该在上面。(当试管与水接触发生破裂，纱布可以阻止任何材料的损失。)在研磨溶液和玻璃之前，允许任何非反应钠磨碎发生反应。过滤滤出液，并将其分离成两等份。
C.3.2 氯和溴
对于滤液的第一等份，添加足够的硝酸溶液，配制酸溶液。煮沸该溶液，直到总体积减少一半（这是去除任何氰化氢或硫化氢（如果存在）的方法，因为他们可能会影响试验）。加入1毫升硝酸银溶液；如果存在白色或黄白色沉淀物，说明在原样品中存在卤素（Cl, Br）。（如果倒入酒，沉淀物是白色并易溶于稀氨水，这说明存在氯。）
C.3.3 氟
用冰醋酸酸化滤液的第二等份。煮沸该溶液，直到总体积减少一半。加入2至3滴新鲜配制的锆湖试剂（其体积等于:a）茜素溶液：50 ml蒸馏水中有0.50g茜素红-S；b) 锆溶液：10 ml浓缩HCl中的0.05克硝酸锆，用50毫升蒸馏水稀释）。在40℃的条件下加热1小时。氟的存在由红色/粉红色着色被漂成黄色来表明。
















附录D
（规范性附录）
直流绝缘的长期电阻试验
将一个试样（最小长度为5米）浸入含有3％氯化钠的水溶液中。另外将最少300mm的长度伸出水面。应保留水浴锅（240 ± 2）小时，放置条件为高温（85 ± 2）°C，应当在导体和水之间使用直流电压为0.9kV，导体应当连接到正电位上。
应当在不超过24小时期限内，测量该电路的电流。如果可能，优先建议连续性测量。
应在时间－电流曲线中记录测量值，时间－电流曲线确定的是稳定的进展情况。
注：稳定的进展是指，例如在平均24小时的期间内，泄漏电流增加小于不到10%（根据实际经验，这是本检验的一部分）。
在分类之后，样品应当从盐水中取出，并应当按照表1的参考号1.2的要求进行电压试验。试验电压应为电缆的额定电压 (U)。
附录E
（规范性附录）
冷冲击试验
冷冲击试验应按照EN 60811-1-4的第8.5条的要求，在 –40°C的条件下实施，但是锤的质量、测试探头的质量和高度应符合表2的要求。
表 E.1 – 冷冲击试验的参数
电缆直径 (D) 锤的质量 测试探头的质量 高度
mm g g mm
D < 15 1 000 200 100
15 < D ≤ 25 1 500 200 150
D > 25 2 000 200 200

应检查护腰的内、外表面，有正常或矫正的外观缺陷但不明显。只能检查绝缘的外表面。必须确定无裂纹。





附录F
（规范性附录）
动力触探试验
拉力测试的试验仪器（或同等仪器），应在压力模式下运作，并应配备一个测量装置，能够记录的弹簧钢丝针穿过完工电缆的绝缘或护套的穿透力（见图F.1b）。应当增加一个低电压电路，在针穿透绝缘或护套时完成试验，并确保与导体接触。
试验应在室温下进行。适用于针上的力应不断增加1 N/s，直至与导体接触。 每个样本应当进行4次测试，并应记录在接触的时刻时的力。在每次试验之后，应将样品向前推进，并应顺时针旋转90°。
四次试验结果的平均值不得小于最低值F，由以下公式确定.
F = 50 ⋅ D
D 电缆直径，以mm表示尺寸（单位：mm）