光伏電纜的特點與性能

光伏電纜時常暴露在陽光之下，太陽能系統常常會在惡劣環境條件下使用，如高溫和紫外線輻射。在歐洲，晴天時將導致太陽能系統的現場溫度高達100°C。目前，我們可采用的各種材料有PVC、橡膠、TPE和高質量交叉鏈接材料，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省成本，不選擇太陽能系統電纜，而是選擇普通的pvc電纜來替代光伏電纜，顯然，這將大大影響系統的使用壽命。

　　 光伏電纜的特性是由其電纜絕緣料和護套料決定的，我們稱之為交聯PE，經過輻照加速器輻照以后，電纜料的分子結構會發生改變，從而提供其個方面的性能。抗機械載荷實際上，在安裝和維護期間,電纜可在屋頂結構的銳邊上布線，同時電纜須承受壓力、彎折、張力、交叉拉伸載荷及強力沖擊。如果電纜護套強度不夠，則電纜絕緣層將會受到嚴重損壞，從而影響整個電纜的使用壽命，或者導致短路、火災和人員傷害危險等問題的出現。

　　 光伏電纜的性能

　　 電性能

　　 1. 直流電阻

　　 成品電纜20℃時導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(導電線芯接正極，水接負極)。取出試樣后進行浸水電壓試驗，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 護套表面電阻

　　 成品電纜護套表面電阻應不小于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套總厚度的50%。并進行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，落錘質量1000g，撞擊塊質量200g，下落高度100mm，表面不應有目力可見裂紋。

　　 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，試驗后護套表面不應有目力可見裂紋。

　　 7 耐臭氧試驗

　　 試樣長度20cm，干燥器皿內放置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，試驗后護套表面不應有目力可見裂紋。

　　 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zui小功率：(60±2)W/m2。持續720h后進行室溫下彎曲試驗。試棒直徑為電纜外徑的4～5倍，試驗后護套表面不應有目力可見裂紋。

　　 9 動態穿透試驗

　　 室溫條件下，切割速度1N/s，切割試驗數：4次，每次繼續試驗樣品須向前挪動25mm，并順時針旋轉90°后進行。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90°處共制作4個凹痕，凹痕深度0.05mm且與銅導線相互垂直。3段樣品分別置于-15℃、室溫、+85℃試驗箱內3h，然后在各自相應的試驗箱內卷繞于芯軸上，芯軸直徑為(3±0.3)倍電纜zui小外徑。每個樣品至少一個刻痕位于外側。進行AC0.3kV浸水電壓試驗不擊穿。

　　 11 護套熱收縮試驗(GB/T 2951.13-2008中的11) 樣品切取長度L1=300mm，在120℃烘箱內放置1h后取出至室溫冷卻，重復5次這樣的冷熱循環，zui后冷卻至室溫，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，進行GB/T 18380.12-2008規定的垂直燃燒試驗。

　　 13 鹵素含量試驗

　　 PH及導電率

　　 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℃。

　　 試驗樣品所產生氣體通過含有450ml(PH值6.5±1.0;導電率≤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，并達到標線。繪制校準曲線，側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%，護套抗拉強度≥8.0N/mm2，斷裂伸長率≥125%。 經(150±2)℃、7×24h老化后，絕緣及護套老化前后抗拉強度變化率≤-30%，絕緣及護套老化前后斷裂伸長率變化率≤-30%。

　　 15 熱延伸試驗

　　 20N/cm2負重下，樣品經(200±3)℃、15min的熱延伸試驗后，絕緣及護套伸長率的中間值應不大于100%，試件從烘箱內取出冷卻后標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不大于25%。

　　 16 熱壽命

　　 根據EN 60

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