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為了合理的驗證光伏元件安全效能,以確保必要的測試專案得到統一和規定,進而保證產品質量,滿足產品設計需求。
本規範沒有涉及海上和交通工具應用時的特殊要求,也不適用於整合了交/直流逆變器的元件。本規範的試驗程式和通過判據為了發現由誤用應用等級,不正確的使用方法或元件內部元件破碎而引起的火災、電擊和人身傷害的隱患。
光伏元件的應用等級定義如下:
a級:公眾可接近的、危險電壓、危險功率應用
通過本等級鑑定的元件可用於高於直流50v或240w以上的系統,同時這些系統是公眾有可能接觸或接近的。通過本標準和iec61730-2適用於本應用等級的安全鑑定的元件被認為滿足安全等級ii的要求。
b級:限制接近的、危險電壓、危險功率應用
通過本等級鑑定的元件可用於以圍欄或特定區劃限制公眾接近的系統。通過本應用等級的元件只提供了基本的絕緣保護,這類元件被認為滿足安全等級0的要求。
c級:限定電壓、限定功率應用
通過本等級鑑定的元件只能用於低於直流50v和240w的系統,這些系統公眾是有可能接觸和接近的。通過本標準和iec61730-2適用於本應用等級的安全鑑定的元件被認為滿足安全等級iii的要求。
注:安全等級在iec61140中規定。
iec 61646,地面用薄膜光伏元件設計鑑定和定型
元件應進行的試驗由iec61730-1確定的應用等級決定,下表列出各等級所需的試驗專案。試驗的順序應根據測試序列進行。
基於應用等級的試驗要求
5.1.1目的
檢查出元件的任何外觀缺陷。
5.1.2程式
本試驗等同iec61215/iec61646的10.1,並有以下的附加檢查判據:
可能影響安全的其它任何條件;
與iec61730-1第11章規定的標識不一致。
用筆錄、**標識任何裂紋、氣泡或脫層等的位置和性狀,這些缺陷可能在後續試驗中惡化並對元件的安全效能產生不利影響。除了下節所列的嚴重外觀缺陷,其它目測到的外觀缺陷對安全試驗鑑定是可接受的。
5.1.3合格判據
對於安全試驗鑑定,以下缺陷被認為是嚴重外觀缺陷:
a) 斷裂、裂紋或破裂的外表面;
b) 嚴重到會降低元件安全性的外表面彎曲或錯位,包括上表面、下表面、框架、接線盒;
c) 氣泡或脫層在任何帶電部件與元件邊緣之間形成一連續通路;或氣泡、脫層在試驗期間有明顯增大,如果該試驗繼續進行,這些氣泡或脫層會發展成連續通路;
d) 封裝材料、背表面、二極體或帶電光伏部件的任何熔化或燒毀的痕跡;
e) 機械完整性受損到削弱元件安裝和執行的安全效能的程度;
f) 標識不符合iec61730-1第12章的要求。
5.2.1目的
確定未絕緣的帶電體是否會造成對人身電擊的危害。
5.2.2裝置
裝置如下:
g) 按iec 61032圖7所示的11號圓柱型試驗工具。
h) 歐姆表或導通測試儀。
5.2.3程式
試驗程式如下:
i) 根據製造商推薦的方法安裝元件並進行連線;
j) 將歐姆表或導通測試儀與元件電路連線,並連線到試驗工具上;
k) 移去元件上所有不用工具就可去掉的覆蓋物、插頭和聯結器等的部分;
l) 試驗工具在所有的電聯結器、插頭、接線盒以及元件電路可達到的任何區域,用試驗工具進行探測;
m) 在探測期間監視歐姆表或導通測試儀以確定試驗裝置與元件電路是否有電接觸。
5.2.4最終測試
無。5.2.5要求
試驗過程中試驗工具和元件電路之間的電阻不允許低於1m 。
5.2.6合格判據
試驗過程中試驗工具在任何時刻都不允許與任何帶電體接觸。本試驗在圖1所示的試驗順序的開始和結束時進行,但是如果有理由認為某一試驗會造成帶電體裸露,本試驗可在試驗順序中的任何時刻加試。
5.3.1目的
確定聚合物材料作為前後表面的元件是否能夠經受住安裝和維護過程中的常規操作,而無人身電擊的危險。本試驗引自ansi/ul1703。
5.3.2試驗裝置
試驗裝置如圖2所示,該裝置拉動一尖銳物劃過元件表面,尖銳物為厚度為0.64±0.05mm的碳鋼刀刃(例如,手工鋼鋸條的背面),並施加8.9±0.5n的壓力。
5.3.3程式
試驗程式如下:
n) 將元件前表面向上水平放置;
o) 將試驗裝置放在元件上停留1min,然後以150±30mm/s的速度拉過元件;
在不同的方向重複該步驟5次。
p) 對元件的後表面重複進行a)和b)。
5.3.4最終測試
重複mst01、mst13、mst16和mst17試驗。
5.3.5合格判據
合格判據如下:
q) 無明顯跡象顯示前表面或後表面被劃破,致使元件的帶電體被暴露。
r) mst13、mst16、mst17的試驗結果應滿足與最初測試相同的要求。
拴:a 150mm 從轉動軸到施壓物的重心。
b 170mm 從測試點到轉動軸。
c 測試點:0.64mm厚的鋼條。
q 施加於測試點q的合力:8.9n。(原標準該處有錯,應為7.9n。2 lbs*150mm/170mm/2.2kg/lbs*9.8n/kg)
圖2 抗劃傷試驗
5.4.1目的
證明元件所有裸露導體表面之間有一導電通路,這樣光伏系統中裸露導體表面能夠充分地接地。只有元件存在裸露導體時,如金屬框架或金屬接線盒,才要求進行本試驗。
5.4.2儀器
儀器如下:
s) 能夠提供2.5倍於元件最大過流保護電流值的恆流源,見mst26。
t) 合適的電壓表。
注:根據iec61730-1,最大過流保護電流值由製造商提供。
5.4.3程式
程式如下:
u) 把製造商指定的接地點按其推薦的接地連線方法連線到恆流源的一端;
v) 在與之相鄰(連線)的裸露導體上找到與接地點有最大電信道距離的點,將該點連線到恆流源的另一端;
w) 將電壓表的兩端連線到緊臨電流引線處的導體上;
x) 通入2.5倍±10%元件最大過流保護電流至少2min;
y) 測量電路電流和相應的電壓降;
zz) 減少電流至0;
aa) 在框架上的其他位置重複進行該試驗。
5.4.4最終測試
無。5.4.5合格判據
選定的裸露導體和其他任意導體之間的電阻必須小於0.1 。
5.5.1目的
本試驗用於驗證元件中固體絕緣材料承受大氣環境引起的過電壓的能力。它也涉及到由於低電壓裝置開關引起的過電壓狀態。
注:如果元件**時均帶有邊框, 衝擊電壓試驗應用帶邊框的元件進行。
5.5.2儀器
試驗儀器如下:
bb) 衝擊電壓發生器;
cc) 示波器。
5.5.3程式
為保證試驗的重複性,本試驗應在室溫和相對濕度小於75%的條件下進行。程式如下:
dd) 用銅箔覆蓋整個元件(未安裝邊框的元件),連線銅箔至脈衝發生器的負極;
ee) 將元件輸出端短接,並與衝擊電壓發生器的正極相連;
銅箔的引數如下:
1) 銅層厚度:0.03 到 0.05mm。
2) 導電膠:電阻<1 ,測量面積:625mm2。
3) 總厚度 :0.05 到 0.07mm。
ff) 元件無光照,用衝擊電壓發生器施加脈衝電壓,峰值電壓如表8、波形如圖3所示。脈衝波形用示波器檢測,每次試驗時應檢驗上公升時間和脈衝持續時間;
注1:根據iec60664-1 中2.2.
2.1.1的規定,元件屬iii類過電壓器件。
由於通常元件均配備過壓保護器件,試驗等級已降低了一級。另一方面,為證實增強型絕緣(如應用等級a和安全等級ii所要求),應用等級a的試驗等級已提高了一級。
表8 脈衝電壓與最大系統電壓
注2:如最大系統電壓不同於表中所列,可以採用線性內插法。
gg) 必須施加3個連續的脈衝;
hh) 改變脈衝發生器終端的極性,再施加3個連續的脈衝。
5.5.4最終的測試
重複mst01 外觀檢查。
5.5.5合格判據
合格判據如下:
ii) 試驗期間未觀測到元件絕緣破壞或表面閃絡的現象;
jj) 無10.1 定義的嚴重外觀缺陷。
注:o1為脈衝電壓的起點,該點為線性時間軸與a、b點確定的直線的交點。
圖3 按iec60060-1規定的脈衝電壓波形
5.6.1目的
確定元件載流元件與框架或外部是否絕緣良好。
本試驗應在環境溫度(見iec60068-1)和相對濕度不超過75%的條件下進行。
5.6.2程式
本試驗等同於iec61215/iec61646的10.3,但試驗電壓取決於應用等級和最大系統電壓。
應用等級a的最大測試電壓應等於2000v加4倍的系統最高電壓,應用等級b的最大測試電壓應等於1000v加2倍的系統最高電壓。
5.6.3合格判據
見iec61215/iec61646。
5.7.1目的
本試驗用來確定構成元件的不同部件和材料的最高參考溫度,以判定其應用是否適當。
5.7.2試驗條件
試驗時周圍環境溫度可在20到55c之間。
按iec 60904-2和iec 60904-6的規定,試驗時元件平面的輔照度不應低於700w/m2,輻照度用精度±5%經校準的儀器測量。所有資料的採集均應在風速小於1m/s時進行。
5.7.3程式
試驗用元件安裝在厚約為19mm的木板、壓制板或複合板製成的平台上。平台安裝樣品的一面應漆成不反光的黑色。平台每邊應比元件至少長出60cm。
根據製造商提供的安裝說明書把試驗元件安裝在平台上。如果說明書提供了不止一種安裝方式,應使用最壞狀態的安裝方式。如果沒有指定安裝方式,試驗用元件應直接安裝在平台上。
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