¿Por qué es importante el rendimiento de los cables fotovoltaicos?Los cables fotovoltaicos suelen estar expuestos a la luz solar y los sistemas de energía solar se utilizan a menudo en condiciones ambientales adversas, como altas temperaturas y radiación ultravioleta.En Europa, los días soleados harán que la temperatura de los sistemas de energía solar alcance los 100°C.
Actualmente, los diversos materiales que podemos utilizar incluyen PVC, caucho, TPE y materiales reticulantes de alta calidad, pero desafortunadamente, los cables de caucho con clasificación de 90°C e incluso los cables de PVC con clasificación de 70°C se usan a menudo en exteriores.Para ahorrar costes, muchos contratistas no eligen cables especiales para sistemas de energía solar, sino cables de PVC normales para sustituir los cables fotovoltaicos.Obviamente, esto afectará en gran medida la vida útil del sistema.
Las características de los cables fotovoltaicos están determinadas por los materiales especiales de aislamiento y cubierta del cable, que llamamos PE reticulado.Después de la irradiación con un acelerador de irradiación, la estructura molecular del material del cable cambiará, proporcionando así sus diversos aspectos de rendimiento.
Resistencia a cargas mecánicas De hecho, durante la instalación y el mantenimiento, los cables pueden pasar por los bordes afilados de las estructuras del tejado, y los cables deben resistir presión, flexión, tensión, cargas de tensión cruzada e impactos fuertes.Si la funda del cable no es lo suficientemente resistente, la capa de aislamiento del cable se dañará gravemente, afectando así la vida útil de todo el cable o provocando problemas como cortocircuitos, incendios y lesiones personales.
Rendimiento de los cables fotovoltaicos.
Propiedades electricas
resistencia CC
La resistencia CC del núcleo conductor del cable terminado a 20 ℃ no es superior a 5,09 Ω/km.
Prueba de voltaje de inmersión en agua
El cable terminado (20 m) se sumerge en agua (20 ± 5) ℃ durante 1 hora y luego se prueba para un voltaje de 5 minutos (CA 6,5 kV o CC 15 kV) sin averías.
Resistencia de voltaje CC a largo plazo
La muestra tiene 5 m de largo y se coloca en (85 ± 2) ℃ agua destilada que contiene 3% de cloruro de sodio (NaCl) durante (240 ± 2) h, con ambos extremos expuestos a la superficie del agua durante 30 cm.Se aplica un voltaje CC de 0,9 kV entre el núcleo y el agua (el núcleo conductor está conectado al polo positivo y el agua al polo negativo).Después de extraer la muestra, se lleva a cabo una prueba de voltaje de inmersión en agua.El voltaje de prueba es de 1 kV CA y no se requiere avería.
Resistencia de aislamiento
La resistencia de aislamiento del cable terminado a 20 ℃ no es inferior a 1014 Ω˙ cm, y la resistencia de aislamiento del cable terminado a 90 ℃ no es inferior a 1011 Ω˙ cm.
Resistencia de la superficie de la funda
La resistencia superficial de la cubierta del cable terminada no debe ser inferior a 109 Ω.
Otras propiedades
Prueba de presión de alta temperatura (GB/T 2951.31-2008)
Temperatura (140 ± 3) ℃, tiempo 240 min, k = 0,6, la profundidad de la indentación no supera el 50 % del espesor total del aislamiento y la funda.Y se realiza una prueba de voltaje de 5 min de CA 6,5 kV y no se requiere avería.
Prueba de calor húmedo
La muestra se coloca en un ambiente con una temperatura de 90 ℃ y una humedad relativa del 85 % durante 1000 h.Después de enfriar a temperatura ambiente, la tasa de cambio de la resistencia a la tracción es ≤ -30 % y la tasa de cambio de alargamiento a la rotura es ≤ -30 % en comparación con antes de la prueba.
Prueba de resistencia a soluciones ácidas y alcalinas (GB/T 2951.21-2008)
Se sumergieron dos grupos de muestras en una solución de ácido oxálico con una concentración de 45 g/L y una solución de hidróxido de sodio con una concentración de 40 g/L, respectivamente, a una temperatura de 23 ℃ durante 168 h.En comparación con antes de la inmersión en la solución, la tasa de cambio de la resistencia a la tracción fue ≤±30% y el alargamiento de rotura fue ≥100%.
Prueba de compatibilidad
Después de que el cable envejeciera durante 7×24 h a (135 ± 2) ℃, la tasa de cambio de la resistencia a la tracción antes y después del envejecimiento del aislamiento fue ≤ ± 30 %, y la tasa de cambio de alargamiento a la rotura fue ≤ ± 30 %;la tasa de cambio de la resistencia a la tracción antes y después del envejecimiento de la vaina fue ≤-30%, y la tasa de cambio de alargamiento en la rotura fue ≤±30%.
Prueba de impacto a baja temperatura (8,5 en GB/T 2951.14-2008)
Temperatura de enfriamiento -40 ℃, tiempo 16 h, peso de caída 1000 g, masa del bloque de impacto 200 g, altura de caída 100 mm, sin grietas visibles en la superficie.
Prueba de flexión a baja temperatura (8,2 en GB/T 2951.14-2008)
Temperatura de enfriamiento (-40 ± 2) ℃, tiempo 16 h, diámetro de la varilla de prueba 4 ~ 5 veces el diámetro exterior del cable, 3 ~ 4 vueltas, sin grietas visibles en la superficie de la funda después de la prueba.
Prueba de resistencia al ozono
La longitud de la muestra es de 20 cm y se coloca en un recipiente de secado durante 16 h.El diámetro de la varilla de prueba utilizada en la prueba de flexión es (2 ± 0,1) veces el diámetro exterior del cable.La cámara de prueba: temperatura (40±2)℃, humedad relativa (55±5)%, concentración de ozono (200±50)×10-6%, flujo de aire: 0,2~0,5 veces el volumen de la cámara de prueba/min.La muestra se coloca en la cámara de prueba durante 72 horas.Después de la prueba, no debería haber grietas visibles en la superficie de la funda.
Prueba de resistencia a la intemperie/ultravioleta
Cada ciclo: riego durante 18 minutos, secado con lámpara de xenón durante 102 minutos, temperatura (65±3)℃, humedad relativa 65%, potencia mínima bajo longitud de onda 300~400nm: (60±2)W/m2.Después de 720 horas se realiza el ensayo de flexión a temperatura ambiente.El diámetro de la varilla de prueba es de 4 a 5 veces el diámetro exterior del cable.Después de la prueba, no debería haber grietas visibles en la superficie de la funda.
Prueba de penetración dinámica
A temperatura ambiente, velocidad de corte 1N/s, número de pruebas de corte: 4 veces, cada vez que se continúa con la muestra de prueba, debe avanzar 25 mm y girar 90° en el sentido de las agujas del reloj antes de continuar.Registre la fuerza de penetración F cuando la aguja de acero del resorte hace contacto con el alambre de cobre y el valor promedio es ≥150˙Dn1/2 N (sección transversal de 4 mm2 Dn = 2,5 mm).
Resistencia a las abolladuras
Tome 3 secciones de muestras, cada sección esté separada por 25 mm y haga 4 abolladuras con una rotación de 90°, la profundidad de la abolladura es de 0,05 mm y es perpendicular al conductor de cobre.Las 3 secciones de muestras se colocan en cámaras de prueba de -15 ℃, temperatura ambiente y +85 ℃ durante 3 h, y luego se enrollan en el mandril en sus respectivas cámaras de prueba.El diámetro del mandril es (3±0,3) veces el diámetro exterior mínimo del cable.Al menos una muesca de cada muestra se encuentra en el exterior.No se observa ninguna avería durante la prueba de tensión de inmersión de 0,3 kV CA.
Prueba de contracción por calor de la funda (11 en GB/T 2951.13-2008)
La muestra se corta a una longitud L1 = 300 mm, se coloca en un horno a 120 ℃ durante 1 h, luego se saca y se enfría a temperatura ambiente.Repita este ciclo de frío y calor 5 veces y finalmente enfríe a temperatura ambiente.Se requiere que la tasa de contracción por calor de la muestra sea ≤2%.
Prueba de combustión vertical
Después de colocar el cable terminado a (60±2) ℃ durante 4 h, se lleva a cabo la prueba de combustión vertical especificada en GB/T 18380.12-2008.
Prueba de contenido de halógenos
PH y conductividad
Colocación de la muestra: 16 h, temperatura (21 ~ 25) ℃, humedad (45 ~ 55) %.Dos muestras, cada una (1000 ± 5) mg, trituradas hasta obtener partículas inferiores a 0,1 mg.Caudal de aire (0,0157˙D2) l˙h-1±10%, la distancia entre el recipiente de combustión y el borde del área de calentamiento efectiva del horno es ≥300 mm, la temperatura en el recipiente de combustión debe ser ≥935 ℃, y la temperatura a 300 m de distancia del recipiente de combustión (a lo largo de la dirección del flujo de aire) debe ser ≥900 ℃.
El gas generado por la muestra de prueba se recoge a través de una botella de lavado de gas que contiene 450 ml (valor de PH 6,5 ± 1,0; conductividad ≤0,5 μS/mm) de agua destilada.El ciclo de prueba: 30min.Requisitos: PH≥4.3;Conductividad ≤10μS/mm.
Contenido de Cl y Br
Colocación de la muestra: 16 h, temperatura (21 ~ 25) ℃, humedad (45 ~ 55) %.Dos muestras, cada una (500~1000) mg, trituradas a 0,1 mg.
El caudal de aire es (0,0157˙D2)l˙h-1±10% y la muestra se calienta uniformemente a (800±10)℃ durante 40 min y se mantiene durante 20 min.
El gas generado por la muestra de prueba se absorbe a través de una botella de lavado de gas que contiene 220 ml/pieza de solución de hidróxido de sodio 0,1 M;el líquido de las dos botellas de lavado de gas se inyecta en la botella volumétrica, y la botella de lavado de gas y sus accesorios se limpian con agua destilada y se inyectan en la botella volumétrica hasta 1000ml.Después de enfriar a temperatura ambiente, se gotean 200 ml de la solución analizada en la botella volumétrica con una pipeta, se añaden 4 ml de ácido nítrico concentrado, 20 ml de nitrato de plata 0,1 M y 3 ml de nitrobenceno y luego se agita hasta que se depositan flóculos blancos;Se agrega una solución acuosa de sulfato de amonio al 40% y unas gotas de solución de ácido nítrico para mezclar completamente, se agita con un agitador magnético y se agrega una solución de titulación de sulfuro de hidrógeno y amonio.
Requisitos: El promedio de los valores de prueba de las dos muestras: HCL≤0,5%;HBr≤0,5%;
El valor de prueba de cada muestra ≤ el promedio de los valores de prueba de las dos muestras ±10%.
contenido f
Coloque 25-30 mg de material de muestra en un recipiente de oxígeno de 1 litro, agregue 2-3 gotas de alcanol y agregue 5 ml de solución de hidróxido de sodio 0,5 M.Deje que la muestra se queme y vierta el residuo en una taza medidora de 50 ml enjuagándola ligeramente.
Mezcle 5 ml de solución tampón en la solución de muestra y enjuague la solución hasta la marca.Dibuje una curva de calibración para obtener la concentración de flúor de la solución de muestra y obtenga el porcentaje de contenido de flúor en la muestra mediante cálculo.
Requisito: ≤0,1%.
Propiedades mecánicas de los materiales de aislamiento y revestimiento.
Antes del envejecimiento, la resistencia a la tracción del aislamiento es ≥6,5 N/mm2, el alargamiento de rotura es ≥125 %, la resistencia a la tracción de la funda es ≥8,0 N/mm2 y el alargamiento de rotura es ≥125 %.
Después de envejecer a (150 ± 2) ℃ y 7 × 24 h, la tasa de cambio de la resistencia a la tracción del aislamiento y la funda antes y después del envejecimiento es ≤ -30 %, y la tasa de cambio de alargamiento en el momento de la rotura del aislamiento y la funda antes y después del envejecimiento es ≤-30%.
Prueba de elongación térmica
Bajo una carga de 20 N/cm2, después de que la muestra se someta a una prueba de alargamiento térmico a (200 ± 3) ℃ durante 15 minutos, el valor medio del alargamiento del aislamiento y la funda no debe ser superior al 100 %, y la mediana El valor del aumento en la distancia entre las líneas de marcado después de sacar la muestra del horno y enfriarla no debe ser superior al 25% de la distancia antes de colocar la muestra en el horno.
Vida térmica
Según la curva de Arrhenius de EN 60216-1 y EN60216-2, el índice de temperatura es 120 ℃.Hora 5000h.Tasa de retención del alargamiento en caso de rotura del aislamiento y la funda: ≥50%.Luego realice una prueba de flexión a temperatura ambiente.El diámetro de la varilla de prueba es el doble del diámetro exterior del cable.Después de la prueba, no debería haber grietas visibles en la superficie de la funda.Vida requerida: 25 años.
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Hora de publicación: 20 de junio de 2024
