光伏系統(tǒng)用電涌保護器技術(shù)要求和試驗方法-資料下載頁

【導(dǎo)讀】和經(jīng)濟交流的需要，特制定本認證技術(shù)規(guī)范。本技術(shù)規(guī)范由全國能源基礎(chǔ)與管理標準化技術(shù)委員會新能源與可再生能源分技術(shù)委員會提出。本技術(shù)規(guī)范由北京鑒衡認證中心歸口。京科諾偉業(yè)科技有限公司、浙江省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢測研究院、北京能高自動化技術(shù)股份有限公司。本標準適用于安裝在光伏裝置直流側(cè)對間接雷電和直擊雷電影響進行保護的電器。伏發(fā)電機的直流電源電路相連，最高額定電壓達1500V。其短路電流幾乎與標稱電流一致。光伏裝置直流端的特定電氣參數(shù)對SPD有特定的試驗要求。SPD），該標準中的要求沒有充分涉及，需另作考慮。符合該標準的SPD只能單獨安裝在光伏發(fā)電機的直流端。其他直流應(yīng)用不予考慮，但需要遵守和實。SPD與被保護電路并聯(lián)。沒有電涌時具有高阻抗，但是隨著浪涌電流和電壓的上升，其阻抗將持續(xù)地減小的SPD。這類SPD有時也稱作“箝位型SPD”。由電壓開關(guān)型元件和電壓限制型元件組成的SPD。

　　

【正文】 0/+5 %)，只有在 ISCPV 高于 10 A 的情況下 . 試驗電源 DC2： —— 5 次 ISCPV (0/+5 %)。 —— ISCPV (0/+5 %)。 —— 10 A (0/+5 %)，只有 ISCPV高于 10 A 的情況下。 SPD本身及其脫離器應(yīng)放在一個正方形木盒內(nèi)，木盒側(cè)面離 SPD外表面 (500177。 5) mm。盒的內(nèi)表面用薄紙覆蓋。盒的一面（樣品的左側(cè)面或右側(cè)面）保持半開，以便能按制造廠的說明連接電源電纜。 注： 薄紙：薄、軟和有一定強度的紙，一般用 于包裹易碎的物品，其重量在 12 g/m2 和 25 g/m2 之間。 試驗樣品應(yīng)按制造廠出版的說明書安裝，并且連接 的最大截面積的導(dǎo)線，在盒內(nèi)的電纜保留的最大長度為每根 m。 樣品準備 應(yīng)由制造廠提供按以下要求準備樣品。 試驗樣品的所有電壓開關(guān)元件應(yīng)采用適當?shù)你~塊 (模擬替代物 )來代替，以確保內(nèi)部連接，連接的截面和周圍的材料 (例如，樹脂 )以及包裝不變。 依據(jù) 、 和 的 SPD 連接正負極的兩支路之一的電壓限制元件應(yīng)按照如下所述準備樣品，每項試驗單獨采用一組樣品，每組三個 。如果電路支路不同，應(yīng)按照如下所述為另一條電路準備一組樣品（見圖 12）。 a） Y 組態(tài)（見 和 ） b） V 組態(tài)（見 ） 圖 12 SPD 過載表現(xiàn)試驗的樣品準備 連接正負極電流支路上的所有電壓限制元件應(yīng)采用具有相同屬性的元件代替，該元件的電壓 U1mA 等同于原元件 U1mA值的 50 % (0/+10 %)。除了與電壓 U1mA的選擇相關(guān)的特征外，替代元件的其他特征，如：電涌額定值和尺寸應(yīng)相同。 SPD的其他部分，如：脫離器、接線端子、布線等不得更改。 依據(jù) ， SPD的 接地電路不得更改。 依據(jù) 、 和 的 SPD 對于包含不同構(gòu)造、元件和電路的保護模式，每項試驗應(yīng)采用單獨一組樣品，每組三個。 28 電壓限制元件應(yīng)采用具有相同屬性的元件代替，該元件的電壓 U1mA 等同于原元件 U1mA值的 50 % (0/+10 %)。除了與電壓 U1mA的選擇相關(guān)的特征外，替代元件的其他特征，如：電涌額定值和尺寸應(yīng)相同。SPD的其他部分，如：脫離器、接線端子、布線等不得更改（圖 13）。 △組態(tài) L 組態(tài) I 組態(tài) U1mA（試 驗樣品） =U1mA 原 的 50%60% 圖 13 SPD 過載表現(xiàn)試驗的樣品準備（△、 L 和 I 組態(tài)） 試驗程序 按照上述要求向每一新樣品的如下接線端子之間施加每一個要求的試驗電壓組合和預(yù)期短路電流（依據(jù)采用電源 PV3或 DC2）。 表 10 連接組態(tài) I組態(tài) △組態(tài) L 組態(tài) Y組態(tài) 和 試驗項目 +//PE → +//PE + → + → PE (+ → 不同的情況下 ) → PE ( + → PE 不同的情況下 ) + → +/ → PE 如適用 + → + → PE (+ → 不同的情況下 ) → PE ( + → PE 不同的情況下 ) 如果不能采用合適的元件替代電壓限制元件，則應(yīng)實施如下試驗程序：開路試驗電壓加倍，并施加到無更改的 SPD上。 使用預(yù)期短路電流為 5倍 ISCPV值的電源 DC2進行實驗時，應(yīng)采用型號為 gR(或 gPV)，額定電流為 ISCPV值的 80%120%的熔絲與樣品串聯(lián)連接，用于檢測。 合格判別標準 對于制造廠聲稱開路模式為 SPD過載表現(xiàn)狀況的 SPD，電源的電流應(yīng)通過 SPD的內(nèi)部或外部脫離器斷開。 —— 當采用電流為 ISCPV的電源 PV3或電流為 5 倍 ISCPV的電源 DC2時， SPD 應(yīng)在 20 秒內(nèi)斷開。當采用電流為 5 倍 ISCPV的電源 DC2時，試驗過程中檢測熔絲不應(yīng)動作； —— 當采用預(yù)期短路電流等于 ISCPV的電源 DC2時， SPD 應(yīng)在 1 分鐘內(nèi)斷開； —— 當采用預(yù)期短路電流等于 10 A 的電源 PV3或 DC2時， SPD 應(yīng)在 20 分鐘內(nèi)斷開。 —— 如果 SPD 的內(nèi)部脫離器動作， SPD 應(yīng)有明顯的、有效和永久斷開的跡象。為了驗證該要求，應(yīng) 29 在斷開后施加試驗電壓保持 1min，流過的電流不應(yīng)超過 。 對于制造廠聲稱開路模式為 SPD過載表現(xiàn)狀況的 SPD，該模式應(yīng)符合以下 要求： —— 采用電流為 ISCPV的電源 PV3時， SPD 應(yīng)在 20 秒內(nèi)斷開，持續(xù)施壓電源 2 小時或達到穩(wěn)定狀態(tài)的過程中， SPD 無斷開現(xiàn)象。 —— 當采用預(yù)期短路電流等于 10 A 的電源 PV3時， SPD 應(yīng)在 20 分鐘內(nèi)斷開。 試驗結(jié)束 5分鐘后， SPD的表面溫升不應(yīng)高于環(huán)境溫度 80 K。 如果 SPD不滿足該判別標準，則試驗需重復(fù)進行，但是，圖 12中現(xiàn)有的限制元件由具有相同屬性、額定值低于原元件 5%的元件代替，或者圖 13中所代替的限制元件由具有類似屬性、額定電 壓 為原元件 U1值的 45%的元件代替。如果 SPD仍不能通過判定標準，則該試驗 程序需重復(fù)進行。 注： 基于制造廠的信息，試驗的數(shù)量可能減少至 2項，其中一項的結(jié)果應(yīng)體現(xiàn)所要求的性能，另一項應(yīng)體現(xiàn)出在使用額定值高于 5%的元件時，無法滿足既定的要求。 SPD應(yīng)有明顯的斷開（內(nèi)部或外部的）或短路指示。 試驗過程中，薄紙不應(yīng)燃燒。 附加試驗 整個 條是安全條款。在有些國家，可使用其它的國家規(guī)程。 機械強度 應(yīng)具有足夠的機械強度，以使其能承受安裝和使用過程中遭受的機械應(yīng)力。 通過下列試驗來檢驗其是否符合要求： 用圖 14所示的撞擊試驗裝置對樣品進行撞擊試驗。 a）試驗裝置 30 b）擺錘的撞擊元 件 圖 14 撞擊試驗裝置 撞擊元件有一個半徑為 10 mm 的半圓形球面，它是由洛氏硬度為 HR100 的聚酰胺材料制成，質(zhì)量為150 g 177。 1 g。 它被剛性地固定在一根外徑為 9 mm，壁厚為 mm 的鋼管下端，鋼管上端可在轉(zhuǎn)軸上轉(zhuǎn)動，使它只能在一個垂直平面上擺動。 轉(zhuǎn)軸的軸線是在撞擊元件軸線上方 1 000mm 177。 1 mm 處。 用一個直徑為 00mm 177。 mm 的球； 100 N177。 2 N 的起始載荷及 500 N 177。 N 的過載荷來確定撞擊元件頭部的洛氏硬度。 注： 關(guān)于確定塑料洛氏硬 度的補充資料見 ISO 20392。 試驗裝置應(yīng)這樣設(shè)計：必須在撞擊元件表面上施加 ~ 之間的力，才能將鋼管保持在水平位置。 將樣品安裝在一塊 8 mm 厚，長寬均約為 175 mm 的層壓板上，層壓板上下兩邊固定在剛性托架上。 安裝支架的質(zhì)量應(yīng)為 10 kg 177。 1 kg，它應(yīng)安裝在一個剛性框架上。 安裝支架應(yīng)設(shè)計為： —— 樣品能這樣放置，使撞擊點位于通過樞軸軸線的垂直平面上。 —— 樣品能夠在水平方向移動，并且能繞著一根與層壓板表面垂直的軸線轉(zhuǎn)動。 —— 層壓板能繞著一根垂直軸線轉(zhuǎn)動。 如果使用木板，則木板纖維 的方向應(yīng)垂直于撞擊的方向。 在撞擊實施前，應(yīng)用表 4 規(guī)定值三分之二的扭矩把底座和蓋子的固定螺釘擰緊。 樣品應(yīng)這樣安裝使得撞擊點位于通過樞軸軸線的垂直平面上。 使撞擊元件從表 11 規(guī)定的高度落下。 表 11 用于撞擊要求的落下距離 下落高度 mm 受撞擊的外殼部件 普通 SPD 其他 SPD 100 A和 B A和 B 提示： A－前面部件，包括凹進部分。 31 B－正常安裝后，從安裝表面突出小于 15mm（從墻算起的距離）的部件，除了上面的部分 A。 下落高度取決于樣品離安裝表面最突出部分，并施加在樣品的所有部分，除 A 部分 以外。 下落高度是擺釋放時測試點位置與撞擊瞬間測試點位置之間的垂直距離。測試點是標志在撞擊元件表面上的一點，該點是通過鋼管擺的軸線和撞擊元件的軸線的交點并垂直于該兩軸線構(gòu)成的平面的直線與撞擊元件表面的交點。 樣品受到的撞擊是均勻的分布在試品上。 不應(yīng)對敲落孔 施加撞擊。 施加下列撞擊： —— 對于 A 部件，撞擊 5 次： 1 次在中心。樣品水平移動后：在中心和邊緣間薄弱的點各 1 次；然后把樣品繞它的垂直于層壓板的軸線轉(zhuǎn)過 90176。之后，在類似的點各 1 次。 —— 對于 B（適用時）， 4 次撞擊： 在層壓板轉(zhuǎn)過 60176。后，在樣品的一 側(cè)面撞擊 1 次，保持層壓板的位置不變，樣品繞它的垂直于層壓板的軸線轉(zhuǎn)過 90176。之后，在樣品的另一側(cè)面撞擊 1 次； 試驗后，樣品應(yīng)無本標準含義內(nèi)的損壞。尤其是帶電部件應(yīng)不易被標準試驗指觸及。 對于外表的損壞以及不導(dǎo)致爬電距離或電氣間隙減少的小的壓痕和不會對防觸電保護或防止水的有害進入產(chǎn)生不利影響的小碎片均可忽略不計。 用正常或校正視力，不采用附加的放大手段不可見的裂縫，玻璃纖維增強模塑件及類似材料表面裂縫可以忽略。 耐熱 SPD 在溫度為 100176。 C177。 2K 的加熱箱中保持 1 h。內(nèi)部組裝的任何密封化合物不應(yīng)流出 。冷卻后，按正常使用條件安裝 試品 ，應(yīng)不可能觸及任何帶電部件，即使用標準指施加一個不超過 5 N 的力也不可觸及。 即使 SPD 的脫離器斷開，也可認為 SPD 已通過試驗。 SPD 中用絕緣材料制成的外部零件用圖 15 所示的試驗裝置進行球壓試驗。 32 圖 15 球壓試驗裝置 絕緣材料制成的將載流部件和接地電路 部件保持在其位置上必須的外部零件，在一個溫度為 125176。 C177。 2K 的加熱箱中進行試驗。 絕緣材料制成的不是把載流部件和接地電路 部件保持在其位置上必須的外部零件，即使這些零件與它們相接觸，試驗在 70176。 C177。 2K 的加熱 箱中進行。 將 試品適當 固定，使其表面處于水平位置，把一個直徑 5 mm 的鋼球用 20 N 的力壓此表面。 1h后，把鋼球從試品上移開，然后 將 試品浸入冷水中 ， 使其在 10 s內(nèi)冷卻至環(huán)境溫度。 測量由鋼球形成的壓痕直徑不應(yīng)超過 2 mm。 注： 陶瓷材料的部件不進行本試驗。 耐非正常熱和耐燃 灼熱絲試驗應(yīng)按 GB/T 中第 4 至 10 條款在下列條件下進行： —— 對于 SPD 中用絕緣材料制成的把載流部件和保護電路的部件保持在位置上必須的外部零件，試驗應(yīng)在 850176。 C 177。 15 K 溫度下進行。 —— 對于所有由 絕緣材料制成的其他零件，試驗應(yīng)在 650176。 C 177。 15 K 溫度下進行。 就本試驗而言，平面安裝式 SPD 的基座可看作是外部零件。 對陶瓷材料制成的部件不進行本試驗。 如果絕緣件是由同一種材料制成，則僅對其中一個零件按相應(yīng)的灼熱絲試驗溫度進行試驗。 灼熱絲試驗是用來保證電加熱的試驗絲在規(guī)定的試驗條件下不會引燃絕緣部件，或保證在規(guī)定的條件下可能被加熱的試驗絲點燃的絕緣材料部件在一個有限的時間內(nèi)燃燒，而不會由于火焰或燃燒的部件或從被試部件上落下的微粒而蔓延火焰。 試驗在一臺樣品上進行。 在有疑問的情況下，可再用二 臺樣品重復(fù)進行此項試驗。 載荷桿 樣品 壓力球 33 試驗時，施加灼熱絲一次。 試驗期間，樣品處于其規(guī)定使用的最不利的位置（被試部件的表面處于垂直位置）。 考慮加熱元件或灼熱元件可能與試品接觸的使用條件，灼熱絲的頂端應(yīng)施加在試品 的規(guī)定 表面上。 如果符合下列條件，可看作 試品 通過了灼熱絲試驗： —— 沒有可見的火焰和持續(xù)火光，或 —— 灼熱絲移開后樣品上的火焰和火光在 30 s 內(nèi)自行熄滅。 不應(yīng)點燃薄棉紙或燒焦松木板。 驗證電氣間隙和爬電距離 用于 室 內(nèi)或類似應(yīng)用的 SPD的污染等級應(yīng)設(shè)計為 2級。 在較嚴峻 環(huán)境應(yīng)用的 SPD要求采用特殊的防護 措施，比如：合 適的 SPD外殼或附加外殼，以確保 SPD的污染等級為 2級。 注： 不帶通風口的 SPD外殼應(yīng)考慮提供足夠的保護措施來充分限制污染，使污染等級 2級的要求適應(yīng)內(nèi)部爬電距離。 在室外或 不易觸及的 環(huán)境 的 SPD的 污染等級 應(yīng) 為 4級。如果 SPD的外殼能保證滿足污染等級 3級的條件 ，則 SPD可減少內(nèi)部距離，滿足 3級即可 。 火花的電極間距不應(yīng)用于電氣間隙和爬電距離的確定。 合格判定標準 電氣間隙和爬電距離的值不應(yīng)小于表 12和表 13中所示的值。 表 12 SPD 的電氣間隙 Umaxa ≤2020Vb ≤4000V 4000V≤6000V 6000V≤8000V 1）不同極的帶電部分之間 2）帶電部分與 安裝 SPD 時必須拆卸的固定蓋的螺釘或其他工件之間 安裝表面（注 2） 安裝 SPD 的螺釘或其他工件之間（注 2） 殼體之間（注 1 和 2） 3）脫離器機構(gòu)的金屬部件與 殼體之間（注 1） 安裝 SPD 的螺釘和其他工件之間 電氣間隙 mm 3 3 3 3 6 6 3 3 3